侯 聰，王賀武，歐陽(yáng)明高

(1.清華大學(xué)，汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084; 2.重慶長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司，重慶 400023)

前言

插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(plug-in hybrid electric vehicle，PHEV)因?yàn)槠涮厥獾膬?yōu)越性，正越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注[1]。2012年4月18日，國(guó)務(wù)院通過(guò)了《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020)》，規(guī)劃指出“要以純電驅(qū)動(dòng)為汽車(chē)工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，當(dāng)前重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化”[2]。

PHEV之所以特殊，從宏觀的角度講是因?yàn)樗瑫r(shí)具有混合動(dòng)力汽車(chē)(hybrid electric vehicle,HEV)和純電動(dòng)汽車(chē)(electric vehicle，EV)的優(yōu)點(diǎn)。PHEV具有EV的零排放行駛，燃油費(fèi)用低等特點(diǎn)；同時(shí)PHEV又擁有HEV續(xù)駛里程長(zhǎng)，整車(chē)成本相對(duì)EV較低等特點(diǎn)。PHEV的特殊性從微觀的角度講，是因?yàn)樗哂袃呻A段運(yùn)行模式。PHEV的兩階段可以根據(jù)電池荷電狀態(tài)(state of charge,SOC)的變化來(lái)確定：在行駛的初期，整車(chē)使用的主要能源來(lái)自電池，電能消耗率(electricity consumption,EC,單位：(kW·h)/100km)不為0，因此電池的SOC在下降，這一階段稱(chēng)為電量消耗階段(charge depleting，CD)；在行駛的后期，整車(chē)運(yùn)行模式更接近于傳統(tǒng)的HEV，電池的SOC基本維持不變，這一階段稱(chēng)為電量維持階段(charge sustaining，CS)。PHEV在CD階段使用了電能，故其燃油消耗率(fuel consumption,FC,單位：L/100km)通常比CS階段的低[3]。

PHEV兩階段的運(yùn)行特點(diǎn)，使其實(shí)際燃油消耗率隨出行里程的變化而變化。如果某個(gè)地區(qū)的出行里程總是在PHEV的CD里程范圍內(nèi)，那么在該地區(qū)使用該P(yáng)HEV的平均燃油消耗率就是該P(yáng)HEV在CD階段的燃油消耗率。但是，如果當(dāng)某次出行里程超過(guò)了CD里程時(shí)，PHEV將需要在CS模式下工作，因此其平均燃油消耗率將大于CD模式下的燃油消耗率。

因此，無(wú)論討論在某個(gè)地區(qū)推廣使用PHEV的實(shí)際節(jié)油效果，還是討論某一個(gè)人使用PHEV的燃油開(kāi)支節(jié)省，最關(guān)鍵的是要求得PHEV在該地區(qū)或該用戶(hù)的出行規(guī)律下的平均燃油消耗率。

我國(guó)目前的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)還是使用基于固定出行里程假定的計(jì)算方法，沒(méi)能將出行里程作為一個(gè)隨機(jī)變量處理，因此也就沒(méi)能將用戶(hù)的出行規(guī)律考慮在內(nèi)[4-5]。

美國(guó)提出了根據(jù)利用系數(shù)(utility factor,UF)計(jì)算PHEV平均燃油消耗率的方法[6-7]。UF指的是一種特定的初始運(yùn)行模式的有限利用，對(duì)于PHEV而言，它表示對(duì)其CD模式的利用程度[8]。該運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的里程越長(zhǎng)，利用系數(shù)就越高，越接近于1。利用系數(shù)曲線(xiàn)是根據(jù)對(duì)某個(gè)車(chē)隊(duì)的出行里程調(diào)研數(shù)據(jù)直接擬合得到的。通過(guò)利用系數(shù)分別對(duì)CD階段和CS階段的燃油消耗率進(jìn)行加權(quán)，可以得到PHEV被該車(chē)隊(duì)使用時(shí)的平均燃油消耗率。因此，計(jì)算PHEV平均燃油消耗率的核心是計(jì)算UF。

UF的引入為計(jì)算PHEV的平均燃油消耗率提供了重要的思路，但美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)僅給出了根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)直接擬合UF的方法，而沒(méi)有給出根據(jù)出行里程分布求得UF的方法。因?yàn)閁F是根據(jù)出行里程調(diào)研數(shù)據(jù)擬合得到的，所以UF與出行里程的分布有密切的聯(lián)系。對(duì)于一個(gè)地區(qū)或車(chē)隊(duì)的出行特征，最常見(jiàn)的表達(dá)方法是將出行里程用隨機(jī)變量x表示，然后用x的概率密度函數(shù)(probability density function,PDF)f(x)及其累計(jì)分布函數(shù)(cumulative distribution function,CDF)F(x)來(lái)表示其出行里程的分布規(guī)律。因此，研究根據(jù)地區(qū)或車(chē)隊(duì)的出行里程分布計(jì)算UF的方法十分有意義。

1 基礎(chǔ)測(cè)試

PHEV的性能測(cè)試是計(jì)算平均燃油經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)。PHEV的運(yùn)行根據(jù)電池SOC的變化，分為CD和CS兩個(gè)階段[6]。在CD階段主要以消耗電能為主，因此，CD階段的油耗較低，電耗較高；在CS階段電量基本維持不變，因此CS階段的油耗相對(duì)較高，而幾乎沒(méi)有電能的消耗，如圖1所示。

圖1中RCD為電量消耗里程，F(xiàn)CCD和FCCS分別為PHEV在CD階段和CS階段的平均燃油消耗率，ECCD為PHEV在CD階段的電能消耗率。

根據(jù)PHEV兩階段運(yùn)行的特點(diǎn)，美國(guó)SAE J1711技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)PHEV的測(cè)試分為兩個(gè)基本測(cè)試，電量滿(mǎn)充測(cè)試(full charge test,FCT)和電量維持測(cè)試(charge sustaining test,CST)[6]。電量滿(mǎn)充測(cè)試的測(cè)試對(duì)象是PHEV在CD階段的燃油消耗率、電能消耗率和CD里程。電量維持測(cè)試的測(cè)試對(duì)象是PHEV在CS階段的燃油消耗率。電量滿(mǎn)充測(cè)試的結(jié)束準(zhǔn)則(end of test,EOT)為某一循環(huán)或某一系列循環(huán)始末點(diǎn)的電池SOC差值小于電量總消耗量的2%，如圖2所示。

PHEV在美國(guó)需要分5個(gè)工況分別進(jìn)行上述兩類(lèi)基本測(cè)試(FCT和CST)。5個(gè)工況包括UDDS、HFEDS、US06、SC03和Cold UDDS。UDDS工況是城市循環(huán)的基本工況，HFEDS是高速循環(huán)的基本工況，US06代表高速和急加速等比較劇烈的工況，SC03代表高溫環(huán)境下使用空調(diào)的工況，Cold UDDS模擬的是低溫下的工況。測(cè)試完成后，將5個(gè)工況FCT測(cè)試結(jié)果按5-cycle法合成CD階段的城市工況和高速工況燃油消耗率，再通過(guò)將城市工況和高速工況的燃油消耗率分別按照0.55和0.45的比例加權(quán)求和得到CD階段的綜合工況燃油消耗率、電能消耗率等[6]。同樣，將CST測(cè)試結(jié)果合成得到CS階段的相應(yīng)指標(biāo)。

表1是按照美國(guó)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的3款典型PHEV的性能指標(biāo)。因?yàn)閂olt 13和Karma在CD階段沒(méi)有燃油消耗，所以其整車(chē)能量管理策略又可以稱(chēng)為AE-CS(all electric-charge sustaining)；而Prius plug-in在CD階段有燃油消耗，所以其整車(chē)能量管理策略又可以稱(chēng)為Blended-CS。

表1 3款典型PHEV的能耗對(duì)比

2 方法推導(dǎo)

2.1 出行里程的影響

PHEV的燃油消耗率與出行里程有關(guān)。對(duì)于某次出行，若駕駛CD里程為20km的PHEV，行駛10km和100km的燃油消耗率是不同的。對(duì)于10km的出行，由于全部是在CD模式下進(jìn)行，因此，10km的這次出行的燃油消耗率就是該P(yáng)HEV在CD階段的燃油消耗率。但對(duì)于100km的出行，其前20km按照CD階段的燃油消耗率運(yùn)行，后80km按照CS階段的燃油消耗率運(yùn)行，因此該次出行的平均燃油消耗率應(yīng)該是兩階段的燃油消耗總量除以該次的出行里程。

圖3展示了在某一次出行中，上文所提的3款典型的PHEV的燃油消耗率隨出行里程的變化規(guī)律。由圖可知，Volt和Karma在CD階段都是零油耗，且擁有大于50km的CD里程；Prius plug-in在CD階段有較小的燃油消耗率，且CD里程相對(duì)較短。進(jìn)入CS階段后，Karma的平均燃油消耗率隨里程增長(zhǎng)變化較大，而且其CS階段的燃油消耗率較高；Prius plug-in和Volt進(jìn)入CS階段后，平均燃油消耗率隨里程變化相對(duì)較小，且CS階段的燃油消耗率較為接近。圖中最上方的一條水平線(xiàn)是傳統(tǒng)車(chē)Corolla的燃油消耗率。

定義一個(gè)“典型人”為每日出行里程的概率分布與該車(chē)隊(duì)的出行里程分布相同的駕駛員模型。若將一個(gè)典型人一天的出行看作是基本單元，那么按照時(shí)間維度進(jìn)行擴(kuò)充，出行里程數(shù)據(jù)的總體就是這個(gè)典型人N天的出行；按照規(guī)模維度進(jìn)行擴(kuò)充，出行里程數(shù)據(jù)的總體就是N個(gè)典型人一天的出行，即車(chē)隊(duì)的出行，如圖4所示。

在按照時(shí)間維度擴(kuò)充時(shí)，由于使用的是典型人模型，則該駕駛員在這N天的出行里程應(yīng)該符合該車(chē)隊(duì)出行里程分布特征；在按照規(guī)模維度擴(kuò)充時(shí)，同樣由于使用的是典型人模型，那么N個(gè)典型人在一天的出行里程也應(yīng)該符合該車(chē)隊(duì)的出行里程分布特征。

由于以一個(gè)典型人模型為基礎(chǔ)，所有全體出行可以通過(guò)按照時(shí)間維度擴(kuò)充后再進(jìn)行線(xiàn)性規(guī)模擴(kuò)大而得到；或按照規(guī)模維度擴(kuò)充后再進(jìn)行線(xiàn)性時(shí)間延長(zhǎng)而得到。圖4描述了一個(gè)典型人的單次出行、一個(gè)典型人的多次出行、多個(gè)典型人的一次出行和多個(gè)典型人的多次出行之間的關(guān)系。

綜上所述，在考慮一個(gè)車(chē)隊(duì)在一段時(shí)間的出行里程分布時(shí)，可以將問(wèn)題轉(zhuǎn)換為1個(gè)典型人行駛N天的出行里程分布問(wèn)題或N個(gè)典型人在1天的出行里程分布問(wèn)題。

2.2 理論推導(dǎo)

首先，假設(shè)PHEV在使用時(shí)的基本頻率為每天充一次電(每天晚上回到停車(chē)庫(kù)進(jìn)行充電至電量充滿(mǎn))，并且一天多次充電的情況與多天一次充電的情況頻率相當(dāng)[8]，那么PHEV在使用過(guò)程中，兩次充電間行駛的里程就是每日的出行里程。因此，兩次充電間行駛的里程也就符合每日出行里程分布特征。

根據(jù)第2.1節(jié)的分析，考慮一個(gè)典型人出行N天的情況，其所在地區(qū)的每日出行里程分布概率密度函數(shù)為f(x)，分布累計(jì)函數(shù)為F(x)。那么他N天的出行里程x1,x2,…,xN也符合該地區(qū)每日出行里程分布f(x)。該駕駛員使用PHEV的平均燃油消耗率等于使用的總油耗除以總里程，同樣也等于每日燃油消耗量的期望除以每日出行里程的期望，即

(1)

式中：TFi是第i日出行所消耗的總?cè)加土?kg)；xi是第i日出行的里程(km)；TF是表示每日出行所消耗的總?cè)加拖牧康碾S機(jī)變量；x是表示每日出行里程的隨機(jī)變量，兩者均為出行里程x的函數(shù)；N為樣本總量。由于已知出行里程x滿(mǎn)足f(x)的分布，因此，可以用概率密度函數(shù)f(x)表示兩者的期望值。當(dāng)N趨近于無(wú)窮大時(shí)，則將原本離散的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一個(gè)近似連續(xù)的問(wèn)題。

對(duì)于某日出行消耗的總?cè)加土?，由于PHEV分為兩階段運(yùn)行，所以其總?cè)加拖牧繛榉侄魏瘮?shù)。假設(shè)該P(yáng)HEV的CD里程為RCD。若某日出行里程小于CD里程，則該日出行消耗的總?cè)加拖牧烤偷扔诔鲂欣锍坛艘訡D階段的燃油消耗率。若某日出行里程大于CD里程，那么在該日出行的前半段(小于CD里程部分)，車(chē)輛是按照CD模式運(yùn)行，這部分燃油消耗量等于CD階段燃油消耗率乘以CD里程；剩余部分按CS模式運(yùn)行，這部分燃油消耗量等于CS階段燃油消耗率乘以剩下的里程；該日出行的總?cè)加拖牧繎?yīng)該等于上述兩部分之和。

因?yàn)槿加拖牧?TF)是關(guān)于出行里程x的函數(shù)，且x符合概率密度函數(shù)f(x) 的分布。所以，燃油消耗量的期望可以表示為

(x-RCD)FCCS)f(x)dx

(2)

式中：x為出行里程；f(x)為出行里程的概率密度函數(shù)；FCCD和FCCS分別為PHEV在CD階段和CS階段的燃油消耗率；RCD為PHEV的CD里程。

由于出行里程x自身符合概率密度函數(shù)f(x) 的分布，所以，出行里程的期望可以表示為

(3)

由式(2)和式(3)相除可得該典型人在N天這段時(shí)間中，使用PHEV的平均燃油消耗率。將其分別表示為該P(yáng)HEV在CD階段燃油消耗率與CS階段燃油消耗率的加權(quán)平均，并定義CD階段的燃油消耗率權(quán)重系數(shù)為UF(RCD)：

(4)

則PHEV的平均燃油消耗率可由CD和CS兩階段的燃油消耗率加權(quán)求和得到：

(5)

2.3 與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的匹配

在美國(guó)的SAE J2841標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)UF的計(jì)算有如下的定義[8]。首先，將調(diào)研所得的N個(gè)人的每日出行里程按照從小到大排列，得到圖5中曲線(xiàn)。圖中的橫坐標(biāo)是被調(diào)研的N個(gè)人，縱坐標(biāo)是這N個(gè)人分別所對(duì)應(yīng)的每日出行里程。因?yàn)檫M(jìn)行了從小到大排列，所以圖5中的曲線(xiàn)是單調(diào)遞增的。圖中A1部分的面積對(duì)應(yīng)于每日出行里程小于D的所有出行里程之和；A2的面積對(duì)應(yīng)于每日出行里程大于D的這些出行中，里程小于等于D的部分的里程之和；A3的面積則對(duì)應(yīng)于每日出行里程大于D的這些出行中，里程大于D的這部分里程之和。CD里程為D的PHEV在該人群(地區(qū))中使用時(shí)，利用系數(shù)UF被定義為圖中A1與A2部分面積之和與整個(gè)曲線(xiàn)下方面積之比，即

(6)

假設(shè)被調(diào)研的N個(gè)人的出行里程為x，符合概率密度函數(shù)為f(x)，累計(jì)分布函數(shù)為F(x)的分布，則其橫坐標(biāo)與累計(jì)分布函數(shù)就有如圖6所示一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此，可以使用累計(jì)分布函數(shù)線(xiàn)性替代其橫坐標(biāo)。出行里程為D處的所對(duì)應(yīng)原橫坐標(biāo)意義為在N個(gè)人中，有ND個(gè)人出行里程在D以下。其所對(duì)應(yīng)的新橫坐標(biāo)意義為在滿(mǎn)足出行里程累計(jì)分布函數(shù)為F(x)的N個(gè)樣本中，有F(D)比例的人出行里程在D以下。F(D)即為出行里程在D以下的人所占總體N個(gè)人的比例。因此，坐標(biāo)軸進(jìn)行替代后，意義沒(méi)有改變，相當(dāng)于將橫坐標(biāo)線(xiàn)性縮小為原來(lái)的1/N，即

F(D)=ND/N

(7)

進(jìn)行坐標(biāo)替換后，橫坐標(biāo)變?yōu)榱薋(x)，縱坐標(biāo)變?yōu)閤。由于圖6中曲線(xiàn)符合單調(diào)遞增的性質(zhì)，所以可用F(x)的反函數(shù)F-1(x)來(lái)表示圖6中的曲線(xiàn)。該曲線(xiàn)用橫縱坐標(biāo)表示為

x=F-1(F(x))

(8)

因此，A1、A2和A2+A3部分的面積，可分別用該函數(shù)的積分來(lái)表示：

(9)

根據(jù)式(5)UF的定義，再結(jié)合式(9)，UF可以表達(dá)為

(10)

將式(10)進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到：

(11)

式(11)中分母上的積分項(xiàng)對(duì)應(yīng)著圖(5)所示的A1、A2和A33部分面積之和，分子上的第1項(xiàng)對(duì)應(yīng)著A1的面積，第2項(xiàng)對(duì)應(yīng)著A2的面積，即式(11)是根據(jù)美國(guó)SAE J2841規(guī)定的UF計(jì)算方法計(jì)算得到的UF值，該值為計(jì)算PHEV平均燃油消耗時(shí)CD階段油耗的加權(quán)值。

式(11)的UF表達(dá)式和式(4)的表達(dá)式完全相同。因此，雖然使用本文中提出的方法和使用美國(guó)SAE J2841標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的方法計(jì)算UF的輸入不同(本文中提出方法的輸入為出行里程的分布函數(shù)，SAE J2841提出方法的輸入為出行里程調(diào)研數(shù)據(jù))，但兩種方法的計(jì)算結(jié)果完全一致。

3 北京市出行里程分布

作者所在研究團(tuán)隊(duì)曾于2009年底對(duì)北京市乘用車(chē)的每日出行里程進(jìn)行過(guò)調(diào)研。主要內(nèi)容為北京市乘用車(chē)的出行特征，包括每日出行里程、駕駛車(chē)型、出行目的、出行時(shí)間等。調(diào)研的對(duì)象為北京市區(qū)(不包括郊縣)的私人乘用車(chē)和公務(wù)乘用車(chē)，出租車(chē)不在本次調(diào)研范圍內(nèi)。調(diào)研的方法為調(diào)查問(wèn)卷。

調(diào)研總共發(fā)放問(wèn)卷504份，回收的有效問(wèn)卷為480份。調(diào)研結(jié)果如圖7所示，北京市區(qū)乘用車(chē)日均出行里程為45.35km，標(biāo)準(zhǔn)差為38.66km。日均出行里程最短的為3km，最長(zhǎng)的為300km。有25%的人日均出行里程在20km以?xún)?nèi)，有一半的人日均出行里程在30km以?xún)?nèi)，有75%的人日均出行里程在50km以?xún)?nèi)。

根據(jù)出行里程的分布特點(diǎn)，本文中選擇了利用對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)對(duì)北京市乘用車(chē)的出行里程分布進(jìn)行擬合。擬合的結(jié)果和實(shí)際統(tǒng)計(jì)結(jié)果的累計(jì)分布函數(shù)分別如圖中的實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)所示。根據(jù)擬合的曲線(xiàn)，日均出行里程在50km以?xún)?nèi)的占68.2%，日均出行里程在100km以?xún)?nèi)的占91%。擬合得到呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布的北京乘用車(chē)出行里程為xkm的概率密度。

0

(12)

而北京乘用車(chē)出行里程小于或等于x的累計(jì)概率分布為

(13)

北京市乘用車(chē)出行里程的分布反映了北京市乘用車(chē)出行里程的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，體現(xiàn)了北京市乘用車(chē)出行里程的概率情況。若將總體考慮為北京市所有乘用車(chē)，則f(x)表示出行里程為x的車(chē)輛占北京市乘用車(chē)總數(shù)的比例密度，F(xiàn)(x)表示出行里程小于或等于x的車(chē)輛占北京市乘用車(chē)總數(shù)的比例。若考慮北京市乘用車(chē)典型駕駛員，即該駕駛員的出行里程完全符合北京市乘用車(chē)出行里程分布，則f(x)表示該駕駛員某一天出行xkm的概率密度，而F(x)表示該駕駛員某一天出行不超過(guò)xkm的概率。

4 PHEV在北京使用的情景分析

4.1 北京UF曲線(xiàn)

根據(jù)北京市區(qū)乘用車(chē)的出行里程分布，按照本文中所提出的UF計(jì)算方法，得到在北京市區(qū)使用PHEV的UF曲線(xiàn)，如圖8所示。該圖的橫軸為不同的CD里程(不同的PHEV)，縱軸為對(duì)應(yīng)的UF值。UF值是在計(jì)算平均燃油消耗率時(shí)對(duì)該款PHEV的CD階段的燃油消耗率加權(quán)的權(quán)重值。CD里程越大，UF就越大，即CD階段燃油消耗率在平均燃油消耗率中占的比例就越大。

圖8中虛線(xiàn)為美國(guó)SAE J2841標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)美國(guó)出行特征調(diào)研(NHTS 2001)得到的在美國(guó)使用PHEV的UF曲線(xiàn)。由于美國(guó)平均出行里程較長(zhǎng)，因此其UF曲線(xiàn)比北京的相對(duì)偏低，但最終都趨向于1。

圖8中光滑曲線(xiàn)為北京市區(qū)乘用車(chē)每日出行里程的累計(jì)分布函數(shù)CDF曲線(xiàn)。由圖可知，在里程數(shù)較短時(shí)，每日出行里程的CDF比UF值小，但當(dāng)里程數(shù)增大后，CDF比UF值要大。這是因?yàn)?，較小里程對(duì)應(yīng)的出行人數(shù)較少，但是對(duì)于使用較小的CD里程的PHEV，按照?qǐng)D5所示，雖然A1部分的面積小，但是A2部分卻占有相對(duì)較大的面積。

4.2 平均燃油消耗率

根據(jù)PHEV在北京市區(qū)使用對(duì)應(yīng)的UF曲線(xiàn)和在美國(guó)市區(qū)使用所對(duì)應(yīng)的UF曲線(xiàn)，分別求得3款典型PHEV在這兩個(gè)地區(qū)使用的平均燃油消耗率，如表2所示。

表2 典型PHEV平均油耗對(duì)比

Prius plug-in、Volt和 Karma 3款車(chē)在北京地區(qū)使用的平均燃油消耗率分別為3.37、1.83和3.91 L/100km；在美國(guó)使用的平均燃油消耗率分別為3.66、2.54和5.25 L/100km。因?yàn)楸本┑貐^(qū)的出行里程與美國(guó)地區(qū)的出行里程相比，更加集中到較短的里程，因此PHEV在CD階段的節(jié)能效果在北京使用更容易得到發(fā)揮?；蛘咭部梢酝ㄟ^(guò)4.1節(jié)中的UF曲線(xiàn)對(duì)比，相等的CD里程，即同樣的PHEV，對(duì)應(yīng)的北京的UF值比美國(guó)的UF值大，因此CD階段燃油消耗率在平均燃油消耗率中占有的比例就大，從而使在北京使用的平均燃油消耗率比在美國(guó)的低。但是，不同的車(chē)型相對(duì)減少的比例不同，這就和PHEV的CD里程、CD階段和CS階段的燃油消耗率有著密切的聯(lián)系。

為將PHEV與傳統(tǒng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)在北京地區(qū)的平均油耗進(jìn)行對(duì)比，選取4款車(chē)型進(jìn)行橫向比較。它們包括一款傳統(tǒng)燃油車(chē)Corolla、一款混合動(dòng)力汽車(chē)Prius以及Prius plug-in和Volt兩款PHEV。車(chē)輛的燃油消耗率數(shù)據(jù)均來(lái)自美國(guó)EPA fuel economy網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)。計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 4款車(chē)在北京的油耗對(duì)比

若以傳統(tǒng)車(chē)Corolla為基準(zhǔn)，則混合動(dòng)力Prius的節(jié)油率為42.05%，Prius plug-in的節(jié)油率為58.47%，Volt的節(jié)油率為77.45%。若以混合動(dòng)力Prius為基準(zhǔn)，則Prius plug-in和Volt的節(jié)油率分別為28.30%和61.06%。

5 結(jié)論

(1)本文中提出了一套基于出行里程分布計(jì)算PHEV平均燃油消耗率的方法。

(2)該方法可用于計(jì)算PHEV車(chē)隊(duì)的平均燃油消耗率，也可以用于計(jì)算單個(gè)PHEV在較長(zhǎng)時(shí)間尺度應(yīng)用的平均燃油消耗率。

(3)Prius plug-in、Volt和 Karma 3款車(chē)在北京市區(qū)使用的平均燃油消耗率分別為3.37、1.83和3.91L/100km，比在美國(guó)使用的平均燃油消耗率分別降低7.92%、27.95%和25.52%。

(4)在北京地區(qū)使用插電式混合動(dòng)力Prius plug-in和Volt與使用傳統(tǒng)車(chē)豐田Corolla相比的節(jié)油率分別為58.47%和77.45%。

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