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电动汽车以其使用过程中零污染、噪声低和能源效率高等特点，在各国的城市低碳交通建设中将发挥重要作用。然而，由于电动汽车续驶能力不及燃油车，以及配套充电基础设施滞后等问题，制约了电动汽车的发展。随着动力蓄电池能量密度提高，电池快充技术发展，汽车轻量化技术提升，在综合性价比上纯电动汽车日趋接近燃油汽车。电动汽车的经济性是驱动消费者购买决策的重要因素。
GBT 18386.1—2021《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法 第1部分：轻型汽车》定义了纯电动汽车续驶里程与能量消耗量及其测试方法。关于能量再生系统的定义及其测试方法可参考QC/T 1089—2017《电动汽车再生制动系统要求及试验方法》。依据以上标准，在纯电动汽车动力系统开发阶段主要设计和校核的经济性指标是续驶里程、百公里能耗和能量回收贡献率。
1.续驶里程
电动汽车的续驶里程是指电动汽车充满电所能行驶的距离，受驾驶条件及环境因素影响，在不同标准工况下测试出来的续驶里程不一样，通常有NEDC工况续驶里程、WLTP工况续驶里程以及CLTC工况续驶里程。
NEDC综合工况测试中有市区工况和郊区工况，市区工况的平均车速为18.5km/h，最高车速不超过50km/h；郊区平均车速为62km/h，最高车速不超过120km/h。这两种工况都是在实验室中进行测试，而且在测试过程中，车内空调、前照灯、座椅通风/加热、音响等电气设备都是处于关闭状态。GB/T 18386.1—2021对续驶里程的测试与计算有如下规定：对于M1/N1/最大设计总质量不超过3500kg的M2类车的工况法续驶里程试验，应在底盘测功机上采用NEDC循环进行试验；直到车速不能满足工况规定的公差停止试验。记录试验车辆驶过的距离 D ，用km来表示，测量值按四舍五入圆整到整数；同时记录用小时（h）和分（min）表示的所用时间。可以看出，NEDC综合工况的测试条件跟实际驾驶的情况相差较大，实际续驶里程大概是NEDC续驶里程的70%到80%之间。
WLTP测试标准是欧美因为NEDC测试出来的续驶里程与实际相差较大而重新设计的一套测试标准。该标准在测试时设计了四种场景，即低速、中速、高速和超高速，最高车速分别为56.5km/h、76.6km/h、97.4km/h、131.3km/h。不仅如此，WLTP模式下还对汽车自身重量、载重和档位状态、滚动阻力进行了综合考虑。同时还考虑了制动、短暂停车等情况，连对电池影响较大的温度也考虑了进来，车内的用电设备也被纳入到测试的范围中。因此，WLTP是比较接近实际用车情况的一种测试标准。
无论NEDC还是WLTP都是国外的测试标准，模拟的都是国外的用车习惯。CLTC是根据中国交通比较拥堵的情况而专门进行设计的一套测试标准，由低速、中高速以及高速三种工况组成，其中最高速度为114km/h，平均速度为28.96km/h，主要在中低速情况下行驶，还包括了怠速的时间，而高速的测试时间比较短。到2025年前，中国国内所有新能源汽车都将采用CLTC标准来测定续驶里程。
2.百公里能耗
车辆的能量消耗量 C 使用式（1-3）计算，用W·h/km表示，并圆整到整数。
式中 E 电网 ——充电期间来自电网的能量（W·h）；
D ——续驶里程（km）。
通常能量消耗量使用百公里能耗表示，其单位换算为1W·h/km=0.1kW·h/100km，四舍五入圆整到小数点后一位。
3.能量回收贡献率
汽车减速或下坡过程中，主要由电机对汽车进行制动，并对制动能量进行回收，最终回馈至可充电储能系统，该系统称为再生制动系统。汽车减速或下坡过程中，由再生制动系统回收，最终回馈至可充电储能系统的能量，称为回收的制动能量。制动能量回收效率用于评价制动能量回收有效性，包括制动能量回收效率、制动能量回收系统续驶里程贡献率。
1）制动能量回收效率 η ：汽车减速过程中，由再生制动系统回收，最终回馈至可充电储能系统的能量（ E 1 ）与汽车减速过程中所需施加的制动能量（ E 2 ）之间的比值，计算方法如下：
2）制动能量回收系统续驶里程贡献率 P 1 ：在相同试验条件下，开启与关闭制动能量回收功能时电动汽车运行里程的差值（ D 1 -D 2 ），与关闭制动能量回收功能时的运行里程 D 2 的比值，计算方法如下：
纯电动汽车能耗相关的子系统包含车载充电机、电池包、电机及电机控制器、传动系统、车轮、车身及风阻、电子电器。其中，电池包、电机、传动系统和轮边阻力为主要能耗子系统。
1.各子系统能耗相关参数
汽车各子系统参数及符号见表1-3。标准规定了等速试验方法和NEDC工况、C-WTVC工况的试验方法和数据处理方法。工况通常被描述成 t-v 曲线，而在实际工况中，还应添加坡度数据。
表1-3 汽车各子系统参数及符号
2.经济性指标设计与校核
汽车以工况（ t ， v ）行驶时，根据牛顿第二定律有如下方程：
式中 m std ——汽车当量质量（kg）。空载时， m std = m car + m tran ；标准载荷时， m std = m car + m tran + m add ；满载时， m std = m car + m load + m add 。
轮边的驱动力需求与车速通过传动系统到达电机输出端，则电机输出转速与转矩见式（1-7）～式（1-9）：
当驱动力＞0时，有
当驱动力＜0时，有
电机输出的功率（kW）为：
电机及电机控制器效率通过转速与转矩查询电机效率为：
当电机使用等效平均效率时， η mot 是已知常数。
对于车身电器系统，在不开启空调的情况下，车身电器系统耗电近似为均匀功率消耗，功率为 P ele 。
当电池输出功率 P mot ＞0时，有
当 P mot ＜0时，有
汽车的综合能量回收效率为 η rec ，当启动能量回收时， η rec 是大于0的一个参数，当关闭能量回收功能时， η rec 取值为0。则汽车在行驶一个工况循环中消耗的电池输出能量为：
依据电池自身内阻损耗与车载充电机损耗使用等效效率法，则一个工况循环需从电网中获取的能量为：
在续驶里程指标为 s 的情况，需要的电池包容量为：
根据式（1-3）校核纯电动汽车的能耗，匀速工况的能量回收贡献率为0，非匀速工况根据式（1-5）校核纯电动汽车的制动能量回收贡献率。
3.设计实例
以某款电动汽车设计参数为例，将设计阶段的电动汽车续驶里程指标分为等速工况续驶里程、NEDC工况续驶里程和自定义工况续驶里程，提出了三类经济性指标共8项，见表1-4。以标准载荷为设计参考，空载与满载为校核参考，最后设计得出电池包配电量为23kW·h。
表1-4 各经济性指标及其达成度
4.试验验证
在整车经济性动力性实验室中，对该设计方案的样车做了实际测试。匹配的电机峰值功率为43kW，动力蓄电池标称电量为22.8kW·h。依据标准在底盘测功机上做带制动能量回收的标准NEDC工况试验，主要试验结果如下：
1）实测续驶里程为150.86km。
2）电池剩余SOC为12%。
3）充电电量为22.4kW·h。
4）能量消耗量为14.85kW·h/100km。
5）制动能量回收里程贡献率为16.4%。
6）匀速工况续驶里程205.3km。
7）匀速工况能量消耗量9.84kW·h/100km。
试验共执行了14个循环，其中第14个循环为非完整循环，到达试验停止条件。整个过程电池包主回路放电曲线如图1-20所示，包含制动能量回收。设计值与实测值对比见表1-5。
图1-20 带制动能量回收的NEDC工况续驶里程试验
表1-5 设计值与实测值对比
该设计方法除制动能量回收里程贡献率误差较大以外，其余误差均＜10%。本模型规避了在设计阶段部分参数难以实测获得的情况，为电池参数选型提供有价值的参考依据。