电动汽车的技术发展是汽车行业重要趋势，能耗水平是电动汽车的重要考核指标，是制约车辆性能提升的关键因素。降低纯电动汽车电能量消耗，提高续驶里程是新能源汽车重点研究方向之一。

同时，随着电池管理技术的发展，电池剩余SOC估算精度已达到较高水平。剩余里程估算精度主要与用户的工况相关，提高电动汽车的瞬时能耗估算精度有利于评估用户的工况能耗水平，从而提升剩余里程估算精度，有助于提升电动汽车用户的使用便利性，也有利于改善整车能源管理策略。

1、电动汽车常用能耗参数

影响电动汽车能耗的因素众多，从电动汽车能量流分析可知，主要耗能部件为车载充电机、动力电池、车身电器、电驱动系统、机械传动系统和道路阻力等。

新能源汽车整车能量流

新能源汽车的续航里程取决于多个因素影响，包括电池容量、电机效率、车重、驾驶习惯等，与剩余里程相关较大的能耗参数包括：电池输出端的能耗、空气阻力能耗、车身电器能耗和制动能量回收强度。

电池输出端能耗：电池输出端的电路和控制系统也会产生一定的能耗，电池输出端的功率谱是反馈用户综合能耗的重要参考，电池输出端瞬态下的能耗可通过功率与车速信号计算。相比于电网端能耗，电池端能耗更稳定，不受用户采用快充或慢充导致的充电效率差异影响，优化电池管理系统可以减少这方面的损失，提高续航性能。

空气阻力能耗：空气阻力与行驶工况关系极大，电动汽车25% ~ 35%的能量损耗用于克服空气阻力，不同工况对剩余里程估算影响极大。车辆设计中通常会考虑减小空气阻力，如采用流线型设计来降低能耗。

车身电器能耗：随着电动汽车智能化发展，车上集成了众多传感器及其通信器件，也会对续航里程产生一定的影响。车身电器分为低压负载（车身VCU、BMS、影音娱乐系统、大灯、刮水器等）与高压负载（空调压缩机、加热器等）。

制动能量回收强度：制动能量回收系统可以将制动时产生的能量转化为电能储存到电池中，提高能源的利用效率，对续驶里程的贡献率通常高达 20%~40%。

其余能耗：电驱动系统、机械传动系统、车轮滚阻等的损耗也是能量损失的重要部分，但其受工况的影响程度相对较小，可以被综合考虑在电池端能耗的分析中。

2、瞬时能耗测试及计算方法

电动汽车续航里程一直是关注的重要指标，可靠、准确地估算电动汽车的瞬时能耗对驾驶员出行规划至关重要。由于电动汽车的能量消耗并不是简单的线性模型，而是由多个因素耦合而成的，因此基于建立汽车物理模型的能耗预测很难达到较高精度。

电池输出端能耗、空气阻力能耗、车身电器能耗与制动能量回收强度计算步骤及流程如下：

原始信号采集：在被测车辆上布置传感器，获得车上部分能流相关的信号，如：电池主回路电压、电池主回路电流、DC/DC 变换器输入电压、DC/DC 变换器输入电流、空调 /PTC 输入电压、空/PTC 输入电流、电机转速、电机转矩、车速等信号。

各子系统功率谱：将传感器采集到的数据转换为与能量相关的数据，从而获得各系统之间的功率谱。

瞬时能耗计算：电池输出端能耗以电池为研究对象，研究电池的soc、温度等特征与能耗的关系，从而建立能量模型，通过电池的状态参数来预测瞬时能耗；空气阻力能耗以车辆因素(速度、加速度等)、环境温度等作为研究对象，利用机器学习的方法进行建模分析来预测瞬时能耗；车身电器能耗及制动能量回收强度以驾驶员行为因素为研究对象，进行特征识别，使用的机器学习回归算法对于分类特征处理来预测瞬时能耗。

纯电动汽车电能量消耗台架测试原理图来源《基于行驶工况的纯电动汽车能量消耗的实验研究》

3、能耗估算算法应用

电动汽车各能耗参数的估算主要应用于用户反馈、剩余里程估算、能源管理和车辆高能耗问题判断。

（1）用户反馈

可在仪表上显示近5km能量消耗量，精确到0.01kw·h/100km，及时将能耗状况反馈给驾驶员；

实时监控车辆能耗状态可帮助驾驶员一方面养成节能驾驶的习惯；

形成对行程能耗的判断，提前做好出行规划。

新能源汽车仪表能耗

（2）剩余里程估算

剩余里程估算偏差的主要原因与电池SOC估算精度、用户驾驶工况有关，规范剩余里程估算的标准，包括：

开关空调是否可以显示剩余里程跳变；

剩余里程为0的标准状态；

车辆起动时显示剩余里程是否可以采用自学获取的剩余里程经验值而非公告值等。

（3）能源管理

近5km能量消耗量在增程式电动汽车中对增程器起停控制、功率控制均有参考意义。便于辨识不同用户的需求，进而提出针对性的能耗优化建议，例如：

经常高速出行的用户可以选择低风阻轿车且加装空气动力学组件或增加20kW左右的增程器保证无里程焦虑；

山区坡道较多的用户可以选配协调式制动能量回收装置，且对制动能量回收能源管理进一步优化；

而北方地区冬季续航衰减明显的区域可配置小型柴油加热系统或小型燃油增程器。

（4）车辆高能耗问题判断

在车辆开发阶段实际道路续驶里程试验、用户试驾与使用反馈实际里程较短时，提供相应能耗报告，分析用户在使用中能耗较高的主要原因。需要进步对能耗分布进行更深入的研究，以获得更有分析价值的统计数据。

4、总结

综上所述，研究汽车能耗有利于提高车辆能源利用效率，减少对有限资源的依赖，降低环境负担，并推动新能源技术的发展。新能源汽车各能耗参数估算有利于用户反馈、剩余里程估算、能源管理和车辆高能耗问题判断。

通过大数据发掘分析不同子系统的能耗分布，深入了解和优化车辆能耗，定期自动生成某周期内车辆的能耗分布情况，并通过能耗分布为车主提供节能驾驶建议，为汽车开发者提供用户能耗分析报告。推动汽车工业向更环保、经济高效的方向发展，减少碳排放，降低运营成本，提升车辆续航性能，促进可持续交通发展，同时也符合社会对环境友好和可持续发展的期望。

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