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符合中国实际、测试结果可靠,中国工况时代稳步走来

2020-05-27 山东科大集团 阅读

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最近一段时间,记者在不同场合听到消费者抱怨电动汽车实际续驶里程与标称数字不相符。事实上,对于这种现象的出现,企业和消费者都感到委屈。从企业角度来看,标称数字是他们严格按照国家相关规定进行检测后得出的;而从消费者角度看,车辆的实际续驶里程的确与标称数字不相符,这让他们一不小心可能就被“甩”在路上。


那么,问题出在哪?中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称“中汽中心”)资深首席专家李孟良给出了答案,他告诉《中国汽车报》记者,问题出在测试工况上。我国汽车行业一直沿用的是NEDC测试工况,这种工况测试法选择的是匀速驾驶状态下的数值,但真实驾驶过程中,驾驶者不可能全程保持同一速度,这必然造成标称数字与实际续驶里程的不相符。“中国工况可以真实反映电动汽车的续驶里程,以及传统汽车的油耗。”李孟良说,目前中国工况已经用于新能源汽车测试,也将用于传统汽车工况测试,还将应用在未来的排放检测上。“这项工作正在稳步推进。”他说。



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照搬他国工况测试法存弊端


中国工况的测试结果印证了消费者抱怨的新能源汽车实际续驶里程和标定数字不相符现象。测试数据显示,我国新能源汽车(主要是指纯电动汽车)以城市短途出行为主,私家车日出行里程平均为37 km,纯电动车实际道路电耗率较公告水平高20%~30%。高低温环境及空调使用是影响纯电动车续驶里程的重要因素,在“高温+空调制冷”和“低温+空调制热”条件下,纯电动汽车续驶里程会缩短15%和22%。


很长一段时间,我国使用欧洲的NEDC工况,这个工况测试法是根据欧洲的实际情况进行开发并确定测试标准的。然而,我国的道路情况、驾驶习惯、气候条件等都与欧洲有很大区别,在使用NEDC过程中暴露出很多问题。去年的一次新能源汽车研讨会上,一位汽车界人士诘问:“既然NEDC工况测试法暴露出这么多问题,为何不可以改进一下再使用?全世界的工况测试体系不止NEDC,为何不能引进新的工况测试体系替换NEDC?”


李孟良说:“目前,全球几大汽车强国都有自己的测试工况体系,且都是根据本国的实际情况制定的,直接照搬并不合适。”


李孟良介绍,NEDC测试分为两部分,第一部分为传统的城市道路行驶工况,是城市行驶过程的简化形式测试。该部分由15种行驶方式组成,包括怠速、加速、等速、减速等。“大家提到的完全等速状态测试是对这一工况测试法的误解。”李孟良说。实际上,NEDC工况法的第一部分要做4次15种行驶情况的工况循环测试,测试时间持续780s,总行驶里程为4.052km,平均车速18.7km/h;第二部分为一个附加的市郊行驶工况(EUDC),代表市郊车辆运行过程,测试时间为400s,行驶里程6.955km,平均车速62.6 km/h,该部分最高速度为120km/h。


这样来看,NEDC工况测试并不是完全的等速测试,为何标称数字与实际相差还这么大?中汽中心汽车标准化研究所四室主任郑天雷曾告诉记者,这是因为试验工况非瞬态工况,市区、市郊里程分配不合理,无法全面评价车辆的节能与排放性能;试验加载质量、分段加载方式不合理,部分节能技术效果无法体现或体现不全面;固定渐变系数设置也不合理。


NEDC工况测试与实际情况有较大误差,WLTC(世界轻型汽车测试规程)工况又如何呢?据了解,WLTC是综合全球各国的情况总结出来的测试工况,反映了全球驾驶工况的平均情况。但全球经济发展极不平衡,人口密度、汽车保有量更是差别很大。俗话说:平均数掩盖大多数,这就导致WLTC工况与许多国家的实际情况相差较大。


据分析,我国乘用车驾驶数值与WLTC相比也有较大差别,比如,我国乘用车怠速比是22%,WLTC为15%~13%。更为重要的差别是,我国车辆以低速到中速区间行驶为主,具有低平均速度、高怠速比例、频繁加减速的特点。而WLTC测试循环中的CLTC(轻型车工况)测试循环的速度-加速度覆盖范围更广,在总体的加速度分布上,CLTC测试循环与RDE(Real Drive Emission实际道路排放)测试更为接近。


直接照搬他国的工况测试标准对我国汽车产业产生很多不利影响,对此,李孟良从几个方面进行了阐述。首先,新车开发需要基础数据,几个汽车强国已积累了几十年的基础数据,而我国照搬别人的标准,将缺乏基础数据;其次,欧洲工况不符合中国实际,对政策制定也会带来一定影响。“中国工况更接近我国的实际情况。”李孟良说。

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中国电动汽车测评首先运用中国工况法进行测试


李孟良告诉记者,新能源汽车是产业未来的发展方向,中国工况首先应用于电动汽车的工况测试,EV-TEST(中国电动汽车测评)则成为最先集中应用的平台。“EV-TEST已经成功运行了3年,完成了28辆热门车型的测试评价。从结果上看,EV-TEST测试工况很好地反映了电动汽车在中国道路交通环境的能效特征,完全符合最初的设想。”中汽中心EV-TEST项目负责人周博雅说。


对于拥堵环境下的运行状态,EV-TEST的测试结果表明,拥堵状况下电动汽车的能耗较低,续驶里程较长,车辆在常温下续驶里程相比于NEDC工况测试结果可能更长。“这表明电动汽车十分适合在中国大城市中进行短途、低速运行。”周博雅说。


在高低温环境下,EV-TEST的测试结果表明,在考虑舒适性的情况下,电动汽车能耗和续驶里程对环境温度较为敏感,在高温(35℃+光照+开空调)和低温(-7℃+开空调)情况下,电动汽车的续驶里程相较于常温分别下降10%~15%和40%~45%。而等速测试根本不考虑这些实际情况,这也是标称数字与实际续驶里程相差较大的原因。“结合消费者实际用车情况,EV-TEST使用中国工况进行能效和续驶里程测试,很好地反映了用户的用车实际。”周博雅说。


不仅适用于新能源汽车,中国工况也适用于传统汽车的测试。据介绍,新能源汽车(主要是指纯电动汽车)与传统汽车在低、中、高各速度区间上的比例略有差异。电动汽车的高速运行比例低,在短行程长度、最大速度等行驶工况方面,速度、加速度的统计和分布指标并没有随动力系统的不同而明显不同,这表明中国工况不仅适合新能源汽车,对传统汽车同样适用。


“中国工况项目组在前期对40个代表城市、约4000辆车开展了实验调查,广泛和深入的了解了汽车行驶工况、油耗和排放实际情况,采集了包括车辆GPS、发动机动力总成、新能源汽车电池电机、排放、环境信息等五大类共82项参数。扎实的前期工作保证了中国工况测试结果的可靠性。”李孟良说。


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中国工况将全面铺开


中国工况作为我国汽车行业基础性标准体系受到各方重视,去年在南京召开的“2019年中国工况开发应用技术研究会议”已传递出信息:2025年之前导入中国工况。


这项工作目前进展如何?据介绍,中国汽车行驶工况国家标准第1、第2部分已完成报批稿,第一部分是轻型汽车,第二部分是重型商用车辆,第三部分是发动机。纯电动汽车和燃料电池汽车、重型商用车燃料消耗量试验方法标准在下一阶段的修订中首先导入中国工况,预计在2022~2023年生效。


中国工况将会是我国汽车行业惟一权威基础标准体系。为了推进这项工作,中国汽车工程学会已通过“中国工况体系”团体标准立项,顺应行业呼声将中国工况向能耗和排放之外的一切与工况相关的技术领域拓展,共有整车能耗和排放典型工况、RDCD工况库、发动机工况、噪声工况、EMC工况、EV电池电机工况、PHEV电池电机工况在内的7项团体标准。


中国工况已经引起全球的高度重视。联合国多工况噪声非正式工作组第10次会议指出,在试验方法方面,中国的验证试验已与“中国工况”及“中国交通噪声典型问题”深入结合,因此不同挡位、不同车速、不同发动机转速等因素均已被充分考虑,中国建议目前已经具备确定ASEP数学模型对应试验方法的技术条件。


中国工况的研究改进及推进工作也得到了工信部、财政部、科技部的支持,工信部、财政部已经决定在未来几年滚动支持中国工况数据深度挖掘、更新和应用,推动中国工况项目持续跟踪中国实际交通变化趋势,动态评估或更新中国工况,以及政策法规方面应用。科技部国家重点研究计划中包括开展基于中国工况下的国六排放标准技术体系研究,这项研究工作为期3年。


“中国工况反映我国汽车行驶实际情况,其推出对正确引导车辆开发和标定,对促进符合我国交通和使用特征的汽车节能减排技术的研发与创新,都具有重要意义。”李孟良说。


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