吴文文，陈 帅

插电式混合动力汽车驾驶性主观评价方法

吴文文，陈 帅

（中汽研汽车检验中心（天津）有限公司，天津 300300）

随着全球碳中和的推进，插电式混合动力汽车逐渐成为新能源汽车市场的重要增长点，短途用电、长途用油，从而在无需续航焦虑的前提下，具备大幅降低化石能源消耗的优势。文章通过分析插电式混合动力汽车的技术架构和技术特点，从消费者日常使用的角度出发，研究插电式混合动力车型动力驾驶性的主观评价方法，为插电式混合动力车型评价提供一种新的测试思路。

插电式混合动力汽车；主观评价方法；动力驾驶性

作为当今新能源汽车重要的组成部分，插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEV）成为电气化时代汽车销量的重要增长点。插电式混合动力车能够让消费者在日常出行频率较高的短途行驶中摆脱化石能源的束缚，实现零油耗，从而在无惧长途驾驶和计划外驾驶的前提之下，也能大幅降低日常用车成本和化石能源消耗量。凭借着出色的环境适应性能力，插电式混合动力车可以在极寒、极热、高原等恶劣环境中依旧表现出色，是目前泛用性最广的新能源汽车。随着新能源牌照不限行、免摇号、免购置税和车船税的优势，销量持续走高，成为各大制造商新车型研发的重点。

鉴于插电式混合动力车型在市场上丰富度的逐渐提高，面对创新性高、技术路线丰富的插电式混合动力车型，消费者自身评价其动力驾驶性的门槛也逐步提高，因此，从消费者日常使用角度出发，搭建便于消费者理解的主观评价体系十分必要[1]。该体系可以直观、便利地评价不同车型的插电式混合动力的系统动力驾驶性优劣，也可以作为客观测试的补充，完善插电式混合动力车型动力驾驶性的评价体系，同时也为车企和相关科研机构在插电式混合动力车型评价方面提供一种新的参考方法。

1 技术分析

1.1 功率分流式混合动力系统

功率分流式插电式混合动力系统通常由两台驱动发电一体式电动机（Motor Generator, MG）、一台内燃机及若干行星齿轮组构成[2]。目前较为常见的是应用于丰田RAV4、威兰达PHEV版的双擎E+和应用于别克微蓝6的eMotion智能电驱科技，其基础工作原理是在由行星齿轮组组成的动力分流装置中，将来自MG和内燃机的动力按需求进行耦合，从而让内燃机和MG都能在自身最佳效率区间运行并将动力输出至车轮。丰田双擎E+工作原理如图1 所示。

1.2 串并联混合动力系统

串并联是目前较为流行的插电式混合动力汽车车形式[3]，包括本田i-MMD（e:PHEV）、比亚迪DM-i等，其基础工作原理是在中低速变工况下采用串联模式，充分发挥动力电池削峰填谷的作用，从而让内燃机工作工况与车辆运行状态大幅度解耦，提高内燃机在高效区间工作的时间。当车辆进入中高速稳态工况时，系统将发动机与车辆直连，从而提高传动效率，电动机作为内燃机的辅助提供正负功率调节，可参考比亚迪DM-i结构，如图2 所示。

图2 比亚迪DM-i结构图

注：EHS：电混系统（Electric Hybrid System）。

1.3 并联式混合动力系统

并联式混合动力曾经一度占据插电式混合动力汽车的较大市场，但是随着技术革新，目前已经不作为主流的插电式混合动力形式存在于市场[4-5]。现在在售代表有大众GTE系列及长安智电iDD等，其工作原理如图3所示。长安智电iDD将MG放置于发动机与变速箱之间，并设计离合器控制MG与发动机的断开与连接。当处于电动模式（Electric Vehicle, EV）时，电动机可以通过变速箱直接传递动力；当进入混合动力模式时，电机会根据需求工作于驱动和发电状态。

图3 长安智电iDD工作原理

2 评价体系构建

插电式混合动力车型动力驾驶性主观评价是指经过特定培训，并具备丰富插电式混合动力系统测试经验的评价人员依据评价标准，在典型的测试场景中利用身体感官评估自动驾驶系统的总体性能表现，并将评价结果进行分析描述，快速地感知插电式混合动力车型动力驾驶性的性能水平[6-7]。

2.1 评分依据

为了使主观评价数据能够体现车辆性能之间的细微差距，采用常用的十分制评价，以0.25分作为最小分度值，即把1分为0、0.25、0.5、0.75四个分数挡，评分依据如表1所示。

表1 主观评价评分依据

分数评价类别评价者缺陷 1极差不可接受所有用户抱怨功能丧失 2差不可接受所有用户抱怨严重缺陷 3较差不可接受所有用户抱怨有缺陷 4稍差不可接受普通用户抱怨需要改进 5勉强接受有条件接受普通用户抱怨较多 6接受可接受挑剔用户抱怨少 7较好可接受挑剔用户抱怨很少 8好可接受评价师抱怨极少 9很好可接受评价师抱怨几乎感觉不到 10完美可接受没有抱怨感觉不到

2.2 评分条件

1.人员条件

熟知主流插电式混合动力车型混合动力系统的工作原理及使用方法，具有丰富的动力驾驶性道路试验经验，且掌握测试数据的工程师。

2.车辆条件

车辆需具备良好的动态性能，发动机、底盘、车身以及电器与电子设备系统无故障。车辆系统及地图更新至最新版本，轮胎气压按照车辆制造厂的规定进行调整，同时轮胎花纹深度应不少于初始花纹深度的70%，且胎面良好。

3.场地及天气条件

主观动态评价要求的道路为清洁、干燥的沥青或相类似的路面；路面特征包含有常见坡度的上下坡、城市红绿灯路段、城市快速路路段、市郊路段及高速路段等。天气条件为晴天或阴天，且平均风速应低于5 m/s。

2.3 评价场景

2.3.1能量流显示

良好的能量流提示可以让驾驶员充分地了解车辆混合动力系统的工作原理和工作方式，从而可以选择与之匹配的驾驶模式。评价车型的仪表显示具备清晰易懂的标识，能够提示驾驶员目前车辆的运行模式，让其了解当前车辆的能力管理模式，如图4所示。

图4 评价车型仪表显示

功率表可以让驾驶员简单易懂地了解如何驾驶才能让车辆运行处于经济模式，经济驾驶模式（Ecology Conservation Optimization, ECO）评分可以帮助驾驶员了解驾驶过程中需要改进的部分，通过改进驾驶方法来提高燃油效率，如图5、图6所示。

图5 某车型的功率显示

图6 某车型的ECO显示

总而言之，评价内容为该评价车型是否具备清晰易懂的显示来提示驾驶员；车辆当前工作的模式是否处于高效运行模式；是否能通过仪表的指引来引导驾驶员将车辆驾驶至ECO模式；是否具备驾驶评分及驾驶建议等功能。

2.3.2续航显示

评价系统是否具有清晰的EV续航和混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）续航显示，来帮助驾驶员预判并选择适当的驾驶模式，具体分析如下。

1）系统运行工况设置（多模式调节）：除传统的驾驶模式外，评价车型模式调节的方式包括HEV模式、EV模式、充电模式、自动模式和电量保持模式等，如图7所示。工程师对各个模式进行充分的试驾及了解，并从中选择较为常用的模式，参与后续的动力驾驶性评价。

图7 车辆驾驶模式

2）动力电池的温控管理：动力电池性能会显著影响车辆的动力驾驶性，因此，动力电池的温控管理也是动力驾驶性重要的组成部分。该部分主要评价车型是否具备电池温控功能及电池温控功能的开启方式，如图8所示。

图8 电池温控设置

2.3.3EV模式

1）最高车速：EV模式下的最高车速代表插电式混合动力车型EV模式覆盖驾驶工况的全面性，主要评价车型在EV模式（或默认模式下）纯电驱动行驶的最高车速是否能满足绝大多数情况下的驾驶需求。

2）加速性能：EV模式评价包括满电状态和低电量状态，其主要评价工况：全油门0～100 km/h加速、全油门80～120 km/h加速、中油门0～60 km/h加速、中油门60～80 km/h加速等，同时评价车型的加速踏板响应速度、起步冲击和动力系统冲击。

2.3.4HEV模式

HEV模式评价包括满电模式和最低电量平衡点模式，其适用于部分车型的电量保持模式、自动模式、运动模式和AUTO EV/HEV模式。HEV模式主要评价工况：全油门0～100 km/h加速、全油门80～120 km/h加速、中油门0～60 km/h加速、中油门60～80 km/h加速等，同时评价车型的加速踏板响应速度、起步冲击和动力系统冲击。

2.3.5D挡滑行模式

1）普通模式：评价车型在普通模式或低能量回收模式下减速的平顺性。一般常见混合动力汽车在普通模式下，通常会将D挡滑行标定为接近于传统汽油车的驾驶感觉，以便于不同驾驶员适应。因此，根据此设计特点，一般评价滑行状态下的减速度以轻回收为宜，同时评价减速度的增益是否平顺和及时，要求不突兀且松开油门即可进入滑行模式。

2）高能量回收模式：评价车型在可调整的高能量回收模式、运动模式、节能模式、S挡或B挡等，能使车辆进入高能量回收模式滑行状态，评价减速度大小是否适宜、减速度的增益是否平顺和及时、高能量回收中减速度随油门踏板释放增益的线性度，以及减速度随车速变化的线性度。

若车型存在能力回收等级可调的模式，需评价不同能量回收等级的减速度和梯度合理性。

3 实车验证

3.1 车辆混合动力系统

本研究选取两台对比车辆，以4个工作模式作为示例，相关信息如表2所示。

表2 车辆信息

车型混合动力系统类型测试模式 1#功率分流式HEV模式、EV模式 2#串并联式EV模式、HEV模式（低电量）

3.2 人机交互评价结果

在系统运行状态显示评价项目中，两台对比车辆都具备较为清晰的能量流显示，其中相比2#车型，1#车型的能量流显示更加易懂且具备美感的界面（User Interface, UI）设计；具备机械指针式功率表，可以较为清晰地提示驾驶员，车辆在不同模式下启动引擎的时机和能量回收力度；具备ECO引导功能及驾驶员评分功能；除常见的经济、普通及运动模式外，插电式混动系统还具备自动HV/EV模式、EV模式、HEV模式及充电模式，让不同类型的驾驶员都能选择适合自己的驾驶模式。

2#车型除功率表外有详细的数字正负功率数据显示，可以告知驾驶员详细的车辆运行状态，但缺乏提示车辆运行状态的刻度，且不具备ECO引导功能及驾驶员评分功能。

两款车型都具备清晰且详细的EV和HEV续航里程显示。在系统运行管理评价中，同样具备经济、普通及运动模式，插电式混动系统具备EV/HEV模式，以及大范围角度可调节的电量保持模式。两款车型均具备自动电池温控系统，对比车辆的人机交互主观评价结果如表3所示。

表3 人机交互主观评价数据

评测项目分数 1#车型2#车型 系统运行状态显示能量流显示7.507.25 功率表、ECO引导及评分8.007.25 续航显示7.507.50 系统运行工况设置7.757.50 电池管理7.507.50

3.3 不同模式下的动力驾驶性评价结果

不同应用场景对不同的驾驶模式提出了不同的要求，研究选取了常见驾驶模式和驾驶场景下的典型应用工况，对比两台车辆在不同驾驶模式下，混动动力总成的动力驾驶性。动力驾驶性主观评价结果如表4所示。

表4 不同场景下预警时刻主观评价数据

项目指标分数 1#车型高电量2#车型高电量1#车型低电量2#车型低电量 EV模式最高车速8.007.758.006.00 全油门加速7.257.007.256.75 中油门加速7.507.507.507.25 HEV或其他模式全油门加速8.007.257.757.00 中油门加速8.007.507.757.00 D挡滑行普通模式7.757.757.757.75 高能量回收模式7.507.507.507.50

由结果可见，EV模式评价中，1#车型最高车速并未受到电池电量的影响，可以满足用户在高速及市区路况的全部需求，2#车型在高电量时基本可以满足用户绝大多数需求，但当电量降低后，EV模式下最高车速受到了一定限制，只能满足城市路况的需求。当驾驶员需要更高车速时只能被迫开启HEV模式。在全油门加速中，1#车型在EV模式下可以获得令人满意的动力，2#车型在高电量时表现不错，当电量降低后动力性虽略有下降，但仍能满足一般用户的需求；在中油门加速中，1#车型凭借电动机低速扭矩的优势，在低电量及高电量的情况下，均可以提供较为充沛的动力，同样地2#车型在中油门加速中表现出色，即使在低电量下，依旧能提供令人满意的加速性能。在各种电量及工况下，两款车型均可提供平顺及时的驾驶感受。

在HEV模式评价中，1#车型在全油门和中油门加速中均表现非常出色，当电量降低后，依旧能提供充沛的加速性能；当电量较高时，2#车型在全油门加速中表现较好，在中油门加速中表现出色，但当电量降低后，加速性能均有所下降，但总体上仍能让用户体验到不错的加速性能。在各种电量及工况下，1#车型均可提供平顺及时的驾驶感受，在发动机启动瞬间不会存在令人察觉到冲击，2#车型在高电量下表现出色，但在电量降低后，加速性能相对高电量时有所减慢，不过总体上依旧保持在较好水平。

在D挡滑行评价中，两台车型在普通模式和高能量回收模式中均能提供较为线性的减速度，获得出色的评价。

4 结束语

通过分析目前市场上插电式混合动力系统技术特点，首先考虑对插电式混合动力系统的人机交互进行评价，通过前期研究及数据积累，总结出市区、市郊、城市快速及高速工况上的典型场景，并将典型场景进行总结。结合插电式混合动力系统的技术特点总结出在EV模式、HEV模式和D挡滑行下精选的试验场景进行实车评价，通过两个部分的结合构建了较为完善的插电式混合动力车型动力驾驶性主观评价体系。

通过对评价结果进行分析，试验方案对于市场上主流车型具有较强的分辨性，不同设计思路的车型在评价中也会得出不同的结果。经过多款车型实车评价后，结果证明，该体系具备较强的可执行性和泛用性，可以从主观层面对车辆的插电式混合动力系统进行全面有效且迅速的主观评价。

[1] 罗明友.并联式混合动力轿车动力传动系统驾驶性主观评价方法研究[D].长春:吉林大学,2015.

[2] 闫斌.插电式混合动力车辆动力品质和燃油经济性控制策略研究[D].上海:上海交通大学,2017.

[3] 浦信.效率最优的插电式混合动力系统关键技术研究与应用[EB/OL].(2017-12-01)[2022-12-05].https:// kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbname=SNAD&filename=SNAD000001886720.

[4] 姜加龙.插电式同轴并联混合动力系统匹配仿真研究[D].秦皇岛:燕山大学,2014.

[5] 周雯雯.插电式混合动力汽车控制策略研究[D].南京:江苏大学,2017.

[6] 李立治.混合动力汽车驾驶性研究[D].天津:河北工业大学,2020.

[7] 陈书平,宫庆伟,李俊飞,等.纯电动乘用车驾驶性研究[J].汽车实用技术,2021,46(18):11-14.

Subjective Evaluation Methods of Driving Performance for Plug-in Hybrid Electric Vehicles

WU Wenwen, CHEN Shuai

( CATARC Automotive Test Center (Tianjin) Company Limited, Tianjin 300300, China )

With the promotion of global carbon neutrality, plug-in hybrid electric vehicles have gradually become an important growth point in the new energy vehicle market. Plug-in hybrid electric vehicles have the advantages of short distance electricity and long distance fuel consumption, thus significantly reducing the fossil energy consumption without the anxiety of endurance. By analyzing the technical architecture and technical characteristics of plug-in hybrid electric vehicles, this paper studies the subjective evaluation method of driving performance of plug-in hybrid electric vehicles from the perspective of daily use of consumers, and provides a new test idea for the evaluation of plug-in hybrid electric vehicles.

Plug-in hybrid electric vehicles; Subjective evaluation methods; Power driving performance

U471

A

1671-7988(2023)19-127-06

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.019.025

吴文文（1990－），男，工程师，研究方向为整车性能测试及主观评价，E-mail:15022741098@163.com。