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NEDC缺乏公信力,汽车能耗究竟该怎么测?
发布时间:2019-05-18 12:31:00来源:点击:26

  2019年是一个微妙的年份,一件被媒体热炒的“等速续航门”,或许反映出了市场当下的两大焦虑:

  1、用户需要一个更真实的能耗(续航)数字,不仅仅是等速续航工况,连NEDC工况,也已经越来越缺乏公众信服力;

  2、业界对新能源车型能耗的概念也逐步开始形成,关注的焦点将逐步从电池容量的提升,转移至单位里程的能耗表现如何优化。

  这两个问题其实都需要一把新标尺来解决——一个全新的能耗测试工况!

  如何实现更理想的能耗测试工况?我们不妨从头聊起!

  自国I标准以来,中国一直采用NEDC(New European Driving Cycle)工况进行乘用车的能耗测试。虽然名称里带“New”字,但事实上,它已经不折不扣有将近40年的历史,最近一次更新也要追溯至1997年(距今22年)。

  NEDC的一个循环周期共1,180s,包含780s市区循环,与400s市郊循环,整个循环的平均时速33.35km/h,总里程为10.93km。

  它的最大特点则在于“稳态化”,速度变化均采用匀加速和匀减速,同时达到某一车速值后,会在这一速度维持一段较长的平台。只能说,NEDC循环解决了“统一标准”的需求,却与用户实际的驾驶状况,相去甚远!

  根据“小熊油耗App”的研究,我国的实际油耗和公告油耗差异逐年增长,到2017年,实际油耗平均达到了公告油耗的1.3倍。《童济仁汽车评论》认为,这一比值逐步升高的原因,可能来自于公告油耗的快速下降,与真实油耗优化程度不符所造成的。

  同时,NEDC循环也催生了以欧洲车企为主导的技术路线,包括小排量涡轮、自动启停等技术,逐步搭载于现今主流的车型上。如果未来不再采用NEDC作为主要的能耗标准,这些技术的前景又会如何?

  根据工信部新的国标《乘用车燃料消耗量限制》征求意见稿,在意见通过至2025年,全新的WLTP(Worldwide harmonized light vehicles test procedure)循环,将应用于车辆的油耗测试环节。

  这一测试包含了四小段——低速、中速、高速、超高速,一个循环周期达到1800s,总里程23.27km,含怠速的平均时速达到46.5km/h,显著高于NEDC循环。

  WLTP的一大显著特点,就是几乎没有稳态工况,加减速的频率更高,行驶方式更复杂,怠速比例更低。同时这种测试覆盖了发动机更广的工况曲线,这也是我国最终采纳这一测试方案的重要原因。

  以上面两张图为例,WLTP循环覆盖的发动机工况比美国FTP-75工况范围更广,因此能更全面反映发动机与变速箱共同协作的效率。

  对于发动机而言,高压直喷技术、进排气效率优化等提高全工况效率方案,依然会是“放之四海而皆准”的油耗优化方向。在中低速段,48V轻混还可以发挥出一定的价值。同时,由于高速路段的比例明显提高,多档变速箱也会起到积极作用。

  但是,有以下几项技术趋势的效果可能会有新的争议:

  1、涡轮化无法明显降低油耗,因为平均行驶功率大幅增加,涡轮效率的劣势显现,但由于其低扭的优势也可以在高速路段采用更高的挡位行驶(需要多挡位变速箱配合),可以弥补一部分的效率劣势。总之,涡轮增压发动机的总体油耗会略高于目前NEDC值,但不会过于离谱。

  2、怠速工况大幅减少,单独的自动启停功能逐渐鸡肋化,与48V轻混系统高度融合可能成为主流趋势。

  3、混动系统不再“变态省油”!目前主流的全混动系统原理在于以发动机的高效区间供应或储备轮上所需功率,而NEDC法平均车速非常低,即轮上功率需求极低,会将混动系统的节油效果“过度放大”。

  在WLTP即将成为下一阶段我国能耗测试标准循环之前,我国也在同步开发符合我国国情的CATC(China Automobile Testing 必发365 Cycle)循环。

  这一循环的基于WLTP的循环设计思路,采集了中国各地近4,000台各类车型的行驶数据,得出符合中国目前道路交通状况的路谱,再与百度、滴滴等多家数据供应商的数据进行比对、校正,设计出符合中国的循环。

  根据2017年11月工信部内部汇总的初稿,该循环总时长亦为1,800s,但是平均速度相较NEDC循环甚至有所下降,仅为28.97km/h,怠速比例则与NEDC循环22.6%的数据基本一致,为22.11%,最高车速没有达到WLTP的131km,而是115km/h左右。

  以上三种循环,以及美国的FTP-75循环,如果进行具体比较,会呈现以下特点:

  中国循环与WLTP相比,中高速工况略有减少,而同时怠速比例明显更高。《童济仁汽车评论》认为,这的确更好地反映了中国实际交通情况,我国在交通大数据领域,目前已有相当不错的技术沉淀,因此这一循环有较高的实际价值。

  但是,由于CATC立项较晚,而国VI标准已经将排放测试循环确定为WLTP循环,为减轻车企研发负担,决定在2025年之前,对油耗测试也采用WLTP循环。至于WLTP会是过渡方案?还是未来很长一段时间内的固定方案?目前看还有待进一步讨论。

  从技术路线看,CATC会是明显的“新能源友好型”方案,这是因为:

  1、无论是纯电动还是混合动力,更低的平均功率需求,以及更少的超高速需求,必然会获得更理想的能耗表现。同时,平均减速度的提高与平均加速度的降低,会有利于动能回收发挥作用。

  据主机厂工程师内部估算,纯电车型CATC相较NEDC续航,降幅不会太大。而从我们目前纯电动车驾驶的经验看,在相同温度条件下,其NEDC的纯电续航与实际续航的差距,应该小于燃油车经转换后NEDC续航与实际续航之间的差距。

  2、纯燃油车型的油耗都有不同程度的提必发888高,大排量车型在WLTP工况下油耗会降低(如下图中的v1、v2),但是在CLTC(CATC的轻型乘用车循环)下,油耗依旧进一步上升。

  总结而言,低速行驶导致的发动机低效,是涡轮和自吸技术共有的、无法规避的劣势。但同时,传统的自动启停,依然可以有效发挥其作用,如果形成规模效应,主机厂可以继续沿用。

  关于车辆能耗测试的话题,除了循环路谱本身,还有这样一些思考,也希望和业内人士一同探讨:

  1、工况法的存在,是为了将能耗的话题,放在同一维度下进行客观比较,无法忽视其重要性。然而,有考试便会有对策,而中国各地的路况、环境,天差地别,用“平均值”去概括,或许缺少全面性。尤其是新能源车型在冬季的能耗表现,这些工况显然都缺乏说服力。

  因此,不妨将工况设计更精细化,更多元化,包括含电池车型,是否应带入环境温度作为工况考量依据?当车企面临多个工况考试时,或许不会再将小聪明放在“单一工况的应试”上,而是去应用那些用户接受度更高、更真实有效的节能手段。

  2、新能源车型电池的衰减问题,是否也应该纳入工况测试的考虑范畴?电池衰减,包括单次循环低电量情况下,能耗升高导致的衰减,以及重复循环导致的永久性衰减。这两者都会导致实际续航里程与工况续航之间产生差距。

  短时间内,新能源车型的电池衰减,或许是用户的核心焦虑来源。但随着电池容量的提高以及稳定性的提高,未来的衰减或许被控制在可控范围内。当续航、充电效率满足需求后,用户关注的重点,也会从纯续航,逐渐转移到“单位里程能耗值”的话题上来。

  3、插电混动车型的能耗到底应如何测算?目前不到2L/100km的数字,显然不符合用户的实际感受认知。如果推翻现有的测算方式,新的能耗数字怎样才更具信服力?直接公布油耗+电耗?电耗向油耗按比例转化?以亏电油耗作为实际能耗?其实还有很大的讨论空间。

  必发888总之,在过去这些年中,随着技术认知的发展和消费者的日趋成熟,包括大数据的介入,能耗测试方法对于技术路线的指导意义,以及用户选车的指导意义,未来会变得更加重要。它也将直接影响到未来汽车制造商五年、十年甚至更为长期的产品开发思路。

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