汽车的续航里程与驾驶循环测试是与排放标准相关的。例如,国六OBD诊断相对于国五的总体变更要求如图1-39所示。
无论是燃油汽车、混合动力汽车还是纯电动车,续航里程都是重点关注的衡量排放的关键指标之一。续航里程越长,表明能源利用率越高,这不仅适用于燃料,也适用于动力电池,电动汽车也就更实用。关于电动汽车的里程范围,说得比较多的有WLTP工况、美国EPA工况、欧盟NEDC工况、日本JC08工况(影响汽车续航里程的因素有很多,例如动系统配置、交通路况与气候、驾驶习惯以及是否开空调等,这些因素专业术语称之为“工况”)。
WLTP为全球统一轻型汽车测试规程,由WLTC循环和测试规程两大部分组成WLTC测试循环分为低速、中速、高速与超高速四部分。
EPA是全球最严格的测试标准,所测试的项目、内容强度和细分标准相当多。针对纯电续航里程测试,NEDC与EPA的续航测试结果差距为10%~15%。
JC08仅应用在日本地区,全球的主流测试标准以EPA和NEDC为主。
在国六排放标准推出之前,国内工况标准基本上是参考NEDC标准制定。注意:NEDC是指综合续航里程,与60km/h等效续航里程是有区别的,如奔腾X40EV纯电动车,NEDC为310km,60km/h等速续驶里程则为400km。
前面提到过,国六标准测试循环,从国五的NEDC循环变为WLTC循环。为何要更改测试循环规程?要回答这个问题,就需要了解测试循环的发展历程、具体的测试循环标准及适用性,从而准确地理解汽车续航里程的定义和实际使用工况的差异性。
(1)NEDC测试标准。NEDC来自新欧洲驾驶循环,NEDC设计于20世纪80年代1990年被采用,最后一次更新是在1997年,其目标是复制汽车在欧洲的典型使用方式。
NEDC依赖于四个重复的城市驾驶循环和一个城外驾驶循环。最初,NEDC只适用于汽油动力汽车,但后来也成为估算柴油汽车、混合动力汽车和纯电动汽车耗电量的首选工具NEDC最大的问题是,所有的驾驶测试工况都是在实验室里进行的,倾向理论驱动和炮制出来的不切实际的数字。因此,NEDC最大的缺陷在于油耗评级在现实交通中几乎是不可能实现的,被市场所诟病。
(2)EPA测试标准。EPA(美国国家环境保护局,简称环境保护署)得出电动车里程的基本测试方法如下:每辆电动汽车都充满电,然后在室内放置一夜。第二天,再把这辆电动车放在一个测功机上,这是一种汽车“跑步机”,然后通过一套模拟城市或高速公路的驾驶标准来执行驾驶任务。城市循环模拟了典型的高峰时段通勤,有许多停车和开车以及堵车时段。髙速公路协议模拟在乡村道路和州际高速公路上行驶,沿途没有任何停靠点。当测试车的电池耗尽时,再将其充电到100%状态,并且仔细测量所需的充电时间。EPA使用的公式相当于1gal(1gal=3.785dm3)汽油的能量等于3705kW·h的电力,并且作为衡量辆汽车效率的一种方法。
对比一下特斯拉曾经做过的测试,2015年款 Model s车型,在NEDC标准下续航里程为528km,而在EPA标准下续航里程仅为432km,续航减少近100km。而根据大部分车主的反馈,2015年款 Model s车型的续航里程也确实在400km左右。由此可以分析出,国内按照NEDC标准定义电动车的续航里程,但与更加严苛美国EPA标准相比,国产电动车续航里程可能存在延长18%以上的情况。
(3)WLTP测试标准。为了应对NEDC的日益边缘化,在 UNECE(联合国欧洲经济委员会)的框架下开发了一项新措施(WLTP),以在全球范围内提供统一和更现实的测试条件。
WLTP于2017年9月1日推出,代表全球统一的轻型车辆测试程序。该程序测试周期较长,加速度和刹车较为频繁,测试车速较快,间隔停顿时间较短。此外,可选设备还考虑了重量、空气动力学和功耗。虽然WLTP还只是一个实验室测试,但与NEDC不同的是,它使用的是通过调查等方式从世界各地收集的真实驾驶数据。它由四个部分组成,每个部分都有自己规定的平均速度:低速、中速、高速和超高速。随后,每个部分被分成几个驾驶场景,比如停车、刹车或加速,更像现实生活中的驾驶场景。
欧洲汽车制造商协会(ACEA)表示,以下条件已得到详细改善:更现实的驾驶行为;
更高的驾驶速度;不同的驾驶场景;城市、农村、高速公路;设置严格的汽车可比性;更长的测试路线;欧洲真实的环境温度;动态加速与制动;短停。
为了获得认证,电动汽车必须根据欧洲新的WLTP规则进行测试。正如内燃机汽车的油耗数据将随着WLTP的推出而变化一样,纯电动汽车和插电式混合动力汽车的行驶里程规格也将发生变化。在WLTP中,范围规范更具有代表性。实际可供客户使用的电气范围不会改变。对于纯电池驱动的电动汽车,这意味着新测试周期的平均速度越快,能耗越高。
然而,这种能量不是用“L”来表示的,而是用每100km对应的“kW·h”来表示的。
总体而言,WLTP的推出意味着插电式混合动力汽车的一个重大变化,这类汽车既有电力驱动,也有内燃机,可以从外部充电。这些车辆需要完成规定次数的测试周期,电力驱动车辆以电池充满电的状态开始,重复测试周期直到电池电能耗尽。内燃机车辆的测试循环时间较长,而且在每个周期都要测量排放量。接下来是空电池的测量,其中驱动能量完全来自内燃机和再生制动。这种多级测量不仅可以更精确地确定油耗和二氧化碳排放量,而且可以确定电量程和总量程。然后,将确定的CO2值计算为电量程与总量程的比值。
