WLTC滑行阻力曲线处理方法

王晓东，代德才



WLTC滑行阻力曲线处理方法

王晓东，代德才

（华晨汽车工程研究院能量管理室，辽宁 沈阳 110141）

目前全球环境污染愈加严重，我国也面临着严峻的保护环境压力。近年来，各国都把降低汽车油耗及排放作为改善环境的突破口。我国之前采用的NEDC油耗测试方法由于模拟环境相对简单，与道路行驶实际油耗偏差较大而为人诟病。为了使测试方法更加接近实际工况，我国采用了新的全球轻型汽车测试循环WLTC，该测试循环对各汽车企业的油耗分析和控制能力提出了新的要求。

滑行曲线；WLTC；NEDC；燃油经济性

前言

在当前人们对环境保护的意识越来越强的大背景下，减少碳排放及大气颗粒物越来越受各国政府及车企的重视。国际上更是在2015年12月12日制订了《巴黎协定》以应对全球气候变暖等问题。根据某机构采集的北京市2014年冬、春、夏、秋4个季节代表月1、4、7、10月的大气细颗粒物PM2.5样品，分析研究了PM2.5质量浓度、化学特征、季节变化和污染成因。PM2.5主要来源于机动车排放、燃煤、地面扬尘和工业排放，其贡献率分别为37.6%、30.7%、16.6%和15.1%。降低汽车行驶时有害物质的排放已经是各车企不得不面对的问题。[1]

我国之前以欧洲测试循环(NEDC)[2]为标准，进行油耗及排放测试，循环包括1部——市区循环和2部——市郊循环两部分，其中1部由4个重复的单元所构成，每个单元根据速度和时间区分为15个不同工况，市郊循环分为13个工况，NEDC 是稳态循环，持续时间共1180s。

WLTC-Worldwide Light-duty Test Cycle， 中文名称：全球轻型汽车测试循环[3]，分为低速段（Low）、中速段（Med -ium）、高速段（High）和超高速段（Extra High）四部分。WLTC是瞬态循环，持续时间共1800s[4]。

由于NEDC测试方法过于简单，速度覆盖范围小，工况变化频次少，导致测试结果与车辆道路实际行驶油耗偏差较大。为了缩小测试结果与实际油耗偏差，使测试结果更具参考价值，我国采用与欧洲最新版全球轻型车测试循环(WLTC)同步的测试方法。

本文以某一SUV车型为研究对象，记录以WLTC要求的滑行阻力测试方法测得的数据，并进行分析，着重以数据准确度为分析重点，确定如何处理数据以得到满足要求的准确度的数据，为WLTC油耗测试提供数据基础。

1 滑行曲线测试

1.1 试验步骤

试验采用固定风速仪法。根据法规要求，试验基准速度应从20km/h起始，以10km/h的步长增加，最高基准速度为130km/h；车辆预热后，在每次试验前，车辆应该行驶到比最高的基准速度高10km/h-15km/h的车速，并稳定维持至少一分钟后开始滑行，滑行试验应往返双向进行，最少应获得三对连续测量结果。车辆及测试环境信息见表1。

表1 车辆及测试环境

由于试验场地限制，在试滑行时发现车辆在较高速开始滑行时无法一次滑行到截止车速，试验只能分为高、低速两段分别进行。试验结束后需要对数据进行整合。

1.2 采集数据

图1 滑行测试数据

经过多次试滑行后将高、低速滑行试验分隔车速设置为70km/h，考虑到上文提到的车辆应行驶到比最高基准速度高10km/h-15km/h的车速，高速段滑行车速定为150km/h-70km/ h，低速段滑行车速定为90km/h-10km/h，所测数据见图1。

试验场地方向为南北向，为了确保试验数据方向记录准确，设定北-南为去向，南-北为回向，由于在滑行试验初始时车辆受其他因素如车辆惯性、换挡动作、变速器内部执行机构等影响，数据可能不稳定，因此我们截取140-70km/h、70-10km/h两段数据进行整合，在90-70km/h速度重复段选择较稳定的高速段数据，整合后数据见图2。

图2 整合后数据

2 数据处理

2.1 数据统计精度计算

根据GB 18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法要求，滑行试验往返双向进行，获得三对连续测量结果，结果应满足下列方程定义的统计精度p

式中：

2.1.2系数h

h为给定的系数，具体值按照表2确定。

表2 根据n确定的系数h

2.1.3计算道路载荷F

用来计算道路载荷的算数平均值，采用双向滑行时间的调和算数平均值进行：

m——道路载荷测定开始和结束时试验车辆的平均质量；

m——表示的是按定义的转动零部件的等效有效质量，可以根据车辆的基准质量加上25kg之和的3%进行估算。

速度取上下车速的平均值，时间为该速度区间差值。统计精度及道路载荷见图3。

由上图可知，此次滑行试验结果统计精度满足国家标准中≤3%的要求，试验合格。

如统计精度不满足国家标准中≤3%的要求，则分为两种情况判断：

图3 统计精度计算结果

若总体数据均未达到≤3%的要求，首先考虑是否为试验场地条件如坡度或天气条件等不可控因素导致，应对此情况应分别进行去向及回向统计精度计算，若双向分别满足≤3%要求，则认为试验结果可接受；

若数据中个别车速下统计精度不满足要求，可能为试验过程中风向突变、对向来车或试验误差导致，此时应去掉偏差较大的数据再次进行计算，直至满足要求。

3 绘制曲线及获取道路载荷数据

截取速度及道路载荷F数据，制作速度与F散点图，选择设置趋势线格式，并显示公示，可得到一条平滑的滑行曲线及对应的道路载荷二次元方程，所得0、1、2便为所求二次项、一次项、常数项系数。详细信息见图4。

图4 统计精度计算结果

4 结论

在WLTC与NEDC测试循环对比中可知新的WLTC测试循环有着更多的工况及更频繁的瞬态变化。如测试时间由1180s增加到1800s，不停车的平均车速由44.1km/h增加为53.2km/h，更加接近于实际行驶速度。新的法规对整车排放及油耗提出了更高的要求，对于准确把握车辆阻力及控制油耗及排放有着重要的意义。

法规中对于道路载荷采集最重要的部分是滑行阻力数据的稳定性，在车辆状态及环境等客观因素较好时数据较容易符合要求，若数据不满足要求则需要对采集的数据进行科学、合理的处理，最终获得理想的道路载荷数据。同时需要注意的是，不同试验场、不同季节及不同的车辆状态都可能带来不同的滑行阻力结果，如有条件应尽可能采集较多的数据样本，使滑行阻力测试结果更加具有说服力。

[1] 韩力慧.北京市大气细颗粒物污染与来源解析研究.[J]《中国环境科学》.2016.36 (11):3203-3210.

[2] 中国国家标准化委员管理会.轻轻汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）:GB/T 18352.5-2013[S].北京:中国环境科学出版社,2013.

[3] E/ECE/ 324/Rev.1/Add.82/Rev.5-E/ECE/TRANS/505/Rev.1/Add.82 /Rev.5.Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles With Regard to the Emission of Pollutants According To Engine Fuel Requirements[S].United Nations,2015.

[4] 郭千里,赵冬昶,陈平,刘复星,刘勇.WLTC与NEDC比较及对汽车油耗的影响浅析[J]汽车工程学报,2017,7(3):196-204.

The processing method of WLTC coast down resistance curve

Wang Xiaodong, Dai Decai

( Brilliance Auto R&D Center (BRAC), Liaoning Shenyang 110141 )

At present, the global environmental pollution is more and more serious. In recent years, all countries have taken reducing automobile fuel consumption and emission as the breakthrough to improve the environment. The NEDC fuel consumption test method previously adopted in China has been criticized for its relatively simple simulation environment and large deviation from the actual fuel consumption of road driving. In order to make the test method more close to the actual condition, China adopted a new global light vehicle test cycle WLTC, which puts forward new requirements for the fuel consumption analysis and control ability of various automobile enterprises.

Coast down curve; WLTC; NEDC; Fuel Economy

U467

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1671-7988(2019)07-109-03

王晓东，就职于华晨汽车工程研究院能量管理室。

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10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.036