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整车企业的性能集成经理和售后服务人员都希望了解不同城市、不同用户的工况差异，性能集成经理还经常要对比不同标准工况的差异。当前标准工况的分析是依据怠速时长、平均速度、平均加速度、平均减速度等特征参数提取工况特征，而这些特征间接与能耗相关，如果能提炼与能耗直接相关的特征数据，对于开发者掌握工况之间的差异、针对性地采取优化措施、完善用户画像都很有帮助。
得益于大数据技术的发展，各企业已经有能力获取客户实际使用工况。对工况特征的提取、分析并应用于定制化设计，将是各企业技术角逐的新战场。为了基于汽车行驶工况更合理地设计车辆动力系统，需要对汽车行驶工况能耗相关统计特征值进行提取。
本节针对纯电动汽车最关心的统计特征，对各标准工况及当前主要统计特征进行分析对比，基于能量消耗量计算原理推导出风阻强度系数与制动能量回收强度系数，结合各标准工况、典型工况与实际采集的企业工况提取并对比这两个特征值，建议主机厂根据实际用户特征定制化设计车辆风阻系数及制动能量回收策略。
1.各标准工况主要统计特征对比
上一节介绍了NEDC、FTP75、WLTP和CLTC-P标准工况。标准工况通常使用动态聚类法进行重构，聚类对象是依据速度片段的各种数据特征进行的。各工况主要通过以下8个统计特征区分：平均速度、运行平均速度、平均加速度、平均减速度、加速比例、减速比例、匀速比例、怠速比例。这些标准工况的数据特征对比见表2-9。
表2-9 标准工况数据特征比较
2.能耗相关的工况数据特征推导
表2-9中的8个特征并不能直接反映该工况对车辆能量消耗量的影响特性，尤其是对于纯电动汽车来说，机械损耗占比高达60%～70%，空气阻力与制动能量回收优化需要从工况中提取更直观的数据特征。
（1）空气阻力强度系数
牛顿于1726年应用力学原理和演绎方法得出结论：在空气中运动的物体所受的力，正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。汽车行驶风阻的计算可沿用该模型，若某汽车迎风面积为 S 、风阻系数为 C d ，则速度为 v 时受到的空气阻力 F 为
式中 F ——空气阻力（N）；
C d ——空气阻力系数；
ρ ——空气密度（kg/m 3 ）；
S ——迎风面积（m 2 ）；
v ——车速（m/s）。
某典型工况下采集的速度序列为{（ t i ， v i ）| i =1，2，3，…， n }，则因风阻产生的百公里能量消耗量计算如下：
式中 E w ——百公里能量消耗量（kW·h/100km）。
将式（2-10）代入式（2-11）中，化简得
排除车辆的迎风面积与空气阻力系数的影响，定义空气阻力强度系数如下：
式中 ρ 0 ——标准状态下空气密度（1.29kg/m 3 ）；
C ARS ——空气阻力强度系数[kW·h/（100km·m 2 ）]。
将速度量纲调整为km/h，获得空气阻力强度系数量纲为kW·h/（100km·m 2 ）。两个CLTC-P工况循环的空气阻力强度系数按式（2-13）计算，结果如图2-11所示。由于式（2-13）是包含全部数据段的累计结果，第一个循环和第二个循环过程的系数有明显区别，但是两个循环结束时刻的系数是相同的，而且随着工况循环次数增多，曲线趋近收敛。
图2-11 两个CLTC-P工况循环的空气阻力强度系数
（2）制动能量回收强度系数
为排除道路阻力系数对制动能量回收强度的影响判定，将有速度下降的过程均视为能量回收过程，即两个相连接速度序列 v i 、 v i +1 ， i =1，2，3，…， n -1；当 v i ＞ v i +1 时，视为有能量回收，所回收的能量为
式中 E regeni ——可回收动能（J）；
v i ——车速（m/s）；
m ——汽车质量（kg）。
百公里回收能量为
式中 E regen ——百公里可回收动能（kW·h/100km）。
排除车辆当量惯量对该值的影响，定义工况的制动能量回收强度为
式中 C BRS ——制动能量回收强度系数[kW·h/（100km·t）]。
将速度单位进行调整，获得制动能量回收强度系数单位为kW·h/（100km·t）。两个CLTC-P工况循环的制动能量回收强度系数按式（2-16）计算，结果如图2-12所示。与式（2-13）类似，式（2-16）也是包含全部数据段的累计结果，虽然两个循环过程的系数有明显区别，但是结束时刻的值是相同的，而且随着循环次数增多而收敛。
图2-12 两个CLTC-P工况循环的制动能量回收强度系数
（3）其他统计特征值对能耗影响辨析
根据汽车阻力模型可知，常数项阻力引起的损耗跟工况无关，仅与行驶里程相关，因此不作为工况的统计量特征提取。一次项系数仅与速度成正比，因此仅引入平均速度参数即可。对于纯电动汽车而言，怠速占比并不具备较强的参考意义，怠速状态下电动汽车的能量消耗主要是低压用电器，行驶状态下该部分变化也较小，因此认为低压用电器百公里能耗仅与平均车速相关。峰值加速度等参数与动力匹配相关，对经济性的影响不做重点分析。
3.各类工况风阻强度及制动强度统计特征值对比
除了法规规定的标准工况以外，各主机厂也在积极制订自己的企业工况。合众新能源汽车有限公司在浙江省桐乡市庆丰路采集了市区工况，二环路采集了市郊工况。将实测企业工况与NEDC工况、FTP75工况、WLTP工况、CLTC-P工况、等速60km/h工况、等速80km/h工况和等速100km/h工况的空气阻力强度系数与制动能量回收强度系数对比，见表2-10。
表2-10 各工况空气阻力强度系数与制动能量回收强度系数对比
由表2-10可知，CLTC-P工况与NEDC工况比较，空气阻力强度降低了24.39%，制动能量回收强度提高了49.21%；CLTC-P工况与FTP75工况的空气阻力强度与制动能量回收强度都较接近。
4.统计特征值在能耗优化措施中的应用
采用大数据技术能获取特定用户的驾驶工况数据并提取出数字特征，可以针对特定用户量身定制更符合其节能经济的降能耗措施与方案。降低车辆空气阻力的主要措施有隐藏式门把手、主动进气格栅、尖头式造型、扰流尾翼等，提高车辆制动能量回收率的主要措施有增加协调式制动能量回收策略、选用低拖滞力矩制动卡钳、提高电池高压段制动能量回收能力、降低最低能量回收车速等。不同措施对应着不同的成本，在不同工况下的收益是不一样的，需要比较各措施成本与收益而最终决策。从WLTP工况与CLTC-P工况可知，我国实际情况将更偏向于提升车辆的制动能量回收性能，对于风阻的优化则放在相对次要的位置。