陳家誠
解秘電動車續(xù)航三大測試方式
在測試300km續(xù)航到底夠不夠用之前,我們首先要來了解續(xù)航里程數(shù)據(jù)到底是車廠隨口說說的,還是真有一套科學(xué)定義……
我們都知道,由于目前汽車動力電機與電池的性能,以及充電的速度與效率都還有不足之處,是故多數(shù)電動車的連續(xù)行駛能力還無法和傳統(tǒng)燃油動力汽車相媲美,這也是很多消費者特別關(guān)注電動車續(xù)航能力的主要原因。
但拋開那些用“等速續(xù)航里程”測試數(shù)據(jù)欺騙消費者的無良車廠不說,新能源車在宣傳時的重點幾乎都是“最大續(xù)航里程可達×××公里”,這個續(xù)航里程到底是如何測算出來?它的可信度有多高?
答案要從NEDC、WLTP、EPA里面找……
相信NEDC是大家聽得最多的測試方法,全稱為(New European Driving Cycle,新歐洲行駛循環(huán)),從名字中可以看出流行于歐洲地區(qū)和澳大利亞,通過在循環(huán)的測試動作中測出車輛油耗、排放或電耗。雖然名字里有“new”,但NEDC卻一點也不新,它最早源于70 年代的ECE-15標準,上一次更新在1997 年并正式定名為NEDC!2017年開始,NEDC在歐洲已經(jīng)被更嚴格的WLTP循環(huán)測試取代。
我國國五以前的排放標準正是基于NEDC循環(huán)測試來制定,而目前對電動車進行續(xù)航里程認證時采用的標準——《電動汽車能量消耗率、續(xù)駛里程和試驗方法》主要參考了NEDC循環(huán),因此大多數(shù)車企在標注續(xù)航里程時會強調(diào)這是在NEDC工況下得出的結(jié)果。
那么,到底NEDC是怎樣測試出電動車的續(xù)航里程呢? NEDC循環(huán)測試由“市區(qū)運轉(zhuǎn)循環(huán)”和“市郊運轉(zhuǎn)循環(huán)”兩大部分組成,包括怠速、啟動、加速、減速幾個階段,其中市區(qū)運轉(zhuǎn)循環(huán)又由4個完全一樣的循環(huán)單元組成,市郊運轉(zhuǎn)循環(huán)只有一個循環(huán)單元。此外,每個循環(huán)單元都有規(guī)定的最大車速、平均車速、有效行駛時間和行駛距離,如每個“市區(qū)運轉(zhuǎn)循環(huán)”的最大車速為50km/h、平均車速為19km/h、有效行駛時間195s、行駛距離1.013km ;而“市郊運轉(zhuǎn)循環(huán)”是以最大車速120km/h、平均車速62.6km/h、有效行駛時間400s、行駛距離6.955km來測定。因此,一次NEDC循環(huán)測試的總時間為1180s(約20 分鐘),行駛總距離為11km,最高車速120km/h,平均車速33.6km/h,另外對最大加速度等動作也有嚴格的規(guī)定!
測試時,車輛被放置在測試機臺上,運行循環(huán)時只需控制好“電門”和剎車,在指定的時間執(zhí)行指定的操作,并在規(guī)定范圍的車速內(nèi)模擬行駛(±2km/h)即可,在測試中能得到車輛的能耗數(shù)據(jù),通過換算就可以計算出續(xù)航里程。
光看最高車速和平均車速等數(shù)據(jù),好像跟我們?nèi)粘P熊嚤容^貼近,但為什么就是開不出工信部或者廠家宣稱的數(shù)據(jù)呢?從NEDC的工況運行示意圖就能看出來,整個測試顯得太規(guī)律和理想化,市區(qū)運轉(zhuǎn)循環(huán)的4個循環(huán)單元幾乎完全相同,加速和減速都是勻速進行,與我們的使用習(xí)慣相去甚遠!
NEDC循環(huán)測試制定于幾十年前,那時候的交通環(huán)境遠沒有現(xiàn)在復(fù)雜,因此整個過程會顯得相對簡單,20分鐘的測試時間和11公里的測試距離比WLTP、EPA測試短很多。而與實際狀況更不相符的是,測試時溫度控制在20~30攝氏度之間,空調(diào)、大燈、座椅加熱等設(shè)備都會關(guān)閉,殊不知這些條件更加大了電動車續(xù)航里程測試失準的幅度!
正是這種合法但不太合理的循環(huán)測試,容易得出一個具有欺騙性的續(xù)航里程,多數(shù)車廠倒是樂意靠NEDC創(chuàng)造出漂亮的數(shù)字,只是苦了消費者在使用時要多加幾分小心和謹慎了!
使用了幾十年的NEDC工況測試方案已經(jīng)過時,因此2015年開始,歐盟、日本和印度的專家開始研究一套全新測試方法,即WLTP(Worldwideharmonized Light Vehicles Test Procedure,全球統(tǒng)一輕型車輛測試程序),其中新的測試循環(huán)稱為WLTC(Worldwide Harmonized Light vehicles TestCycle),用于確定車輛的尾氣排放、燃油和電力消耗。歐盟從2017年9月1日開始引入WLTP取代老邁的NEDC,歐6C排放標準也同時生效。此后的新車型只有通過WLTP才能獲得歐盟生產(chǎn)許可,而從2018年9月1日開始,所有新車需通過WLTP才能登記注冊。
和NEDC相比,WLTP持續(xù)的時間和行駛距離更長,顯得更加無規(guī)律,尤其是與城市駕駛更加接近。歐洲從2017 年開始以WLTP 取代NEDC,而國六實施后燃油車的油耗仍基于NEDC,而排放則基于更嚴格的WLTP。
WLTP是按照功率/質(zhì)量比(Power-Weightratio,單位:千瓦/噸)將不同的汽車劃分成3個等級,分別對應(yīng)不同的測試循環(huán),其中PWr大于34千瓦/噸的車輛被劃分為等級3,絕大部分乘用車都屬于這個等級。等級3的WLTC循環(huán)測試被分為低速、中速、高速和超高速四個部分,從圖表就能看出來,WLTP和整整有條的NEDC循環(huán)測試不同,WLTC循環(huán)測試顯得“雜亂無章”許多,包含更頻繁、更突然的提速和減速,與我們的日常行駛更加接近。
整個WLTC循環(huán)的動態(tài)測試時間為1800s(30分鐘),從低速到超高速每個階段持續(xù)的時間分別為589s、433s、455s、323s,對應(yīng)的最高速度分別為56.5km/h、76.6km/h、97.4km/h 以及131.3km/h。市區(qū)與高速路段的比例分別為52%和48%??偟臏y試距離23.25km,最高車速131.3km/h,均比NEDC循環(huán)提高不少,而且環(huán)境溫度、輪胎胎壓等條件都有嚴格規(guī)定,防止狡猾的車廠作弊。
還記得去年剛實行WLTP時,曾傳出大眾、寶馬、標致等多款車型因無法通過測試而被迫停售,包括高爾夫GTi、308 GTi……等。對于電動車來說,目前部分品牌的電動車會公開多種循環(huán)測試下測出的續(xù)航里程,不難發(fā)現(xiàn)WLTC得出的續(xù)航里程比NEDC循環(huán)測試的少了幾十公里,但這種才是更少水分、更貼近真實的續(xù)航里程!
EPA是U.S Environment Protection Agency(美國環(huán)保署)所制定的一套本土使用的衡量排放、油耗和電動車能耗的測試程序。EPA最近一次更新已經(jīng)是在2008年,但其復(fù)雜與仔細程度一點也不亞于WLTP,因此得出的續(xù)航里程往往是3種測試方法中最低的。整套測試程序包括四項測試:城市工況(FTP-75)、高速工況(HWFET)以及作為補充測試加入的激烈駕駛工況(SFTP US06)、空調(diào)使用工況(SFTP SC03)。
城市工況(又稱FTP-75測試循環(huán))由冷啟動過渡階段、穩(wěn)態(tài)階段、熱浸和熱啟動過渡階段組成,光是這個測試循環(huán)就持續(xù)1877s、行駛距離17.77公里,最大車速91.25km/h;高速工況測試會進行兩次,中間間隔17秒,總持續(xù)時間765s、行駛距離16.45km、平均車速77.7km/h。
激烈駕駛工況作為補充,于2008年加入到整個EPA測試程序中,用于模擬激烈駕駛、猛烈加速和超高速駕駛等情況,持續(xù)時間596秒,行駛距離12.8km,最高車速129.2km/h。而空調(diào)使用工況顧名思義是模擬啟動空調(diào)時對續(xù)航的影響,整個過程持續(xù)596秒,行駛距離5.8km。
EPA由4個部分組成,測試更嚴格,模擬的工況更多,因此往往得到的續(xù)航里程也是最少的,如果哪家車企敢標注出EPA(如特斯拉),那就是真的良心!
在EPA測試中,即使是純電動汽車也不會顯示零油耗,而是用衍生單位 MPGe等效表示電動車能耗,標準是一加侖汽油等于33.7kWh電能,即每33.7kWh電能能讓車輛跑多少英里(加侖、英里是美國常用的體積和距離單位,而MPG英里/加侖用于顯示油耗),而我們可以用235.22(1MPG=235.22L/100km)除以MPG或MPGe簡單地換算為中國慣用的百公里能耗。在EPA的官方網(wǎng)頁中,可以看到2019款特斯拉Model3長續(xù)航AWD版的綜合能耗為116MPGe,相當于2.03L/100km。
可見,由于EPA測試的持續(xù)時間長、行駛距離遠,對各種工況的模擬更加詳細,所以可以算是最貼近日常使用習(xí)慣的一套測試程序。幾乎所有經(jīng)歷過EPA測試的電動車都會“原形畢露”,再以前面提到的特斯拉Model 3為例,同一個版本在國內(nèi)的工信部純電續(xù)航里程為590km,WLTP測試純電續(xù)航里程為544km,而在EPA測試下續(xù)航里程只有500km!因此,如果將同樣的車型放到不同的體系中進行測試,得到的續(xù)航里程會是NEDC>WLTP>EPA!
其實,前述所說的每一種測試方法都有明顯的地域性,即使是WLTP和EPA,都是根據(jù)制定方的地理環(huán)境和行車環(huán)境而制定的,而我國之前長時間借鑒外國的測試工況,難免會與實際有較大的偏差。鑒于我國的大國地位和全球最大的汽車市場,加上廣闊的國土帶來巨大的地理差異,勢必要擁有一套屬于自己的測試程序。
于是,2015年1月,工信部下達了中國工況研究任務(wù),計劃用三年時間和足夠的資金支持開發(fā)。截至2017年9月,項目組在41個代表性城市建立了規(guī)模約5500輛車的采集車隊,收集了約4400萬公里的運動特征、動力特征和環(huán)境特征數(shù)據(jù)。
其中,傳統(tǒng)輕型車、重型車、各類新能源車累計里程分別為2260萬公里、1490萬公里和650萬公里。有35家整車企業(yè)、發(fā)動機企業(yè)和檢測機構(gòu)參與到工況驗證中,輕型車排量覆蓋0.8~3.7L,新能源車包括EV和PHEV。此外,采集到的數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)交通大數(shù)據(jù)(滴滴出行、高德交通)和百度GIS交通量大數(shù)據(jù)進行對比以提高準確性。
但為了提高數(shù)據(jù)的收集量以提高中國工況的嚴謹性以及減輕車企的負擔,政府決定在2019年后繼續(xù)延用NEDC測試方式,直到在2021年前才逐步過渡到WLTP測試,預(yù)計在2025年后全面實施中國工況(CATC)!
好!有了以上說明,相信大家都該知道,在我國一般NEDC測定續(xù)航里程可達300km的電動車,實際續(xù)航換成用WLTP或EPA來表示恐怕就只剩250km~280km了,這樣的里程夠不夠用?接下來我們實際進行測試……