续航测试,谁说了算?
2019-07-23陈家诚
陈家诚
跑多远,定义有别
解秘电动车续航三大测试方式
在测试300km续航到底够不够用之前,我们首先要来了解续航里程数据到底是车厂随口说说的,还是真有一套科学定义……
我们都知道,由于目前汽车动力电机与电池的性能,以及充电的速度与效率都还有不足之处,是故多数电动车的连续行驶能力还无法和传统燃油动力汽车相媲美,这也是很多消费者特别关注电动车续航能力的主要原因。
但抛开那些用“等速续航里程”测试数据欺骗消费者的无良车厂不说,新能源车在宣传时的重点几乎都是“最大续航里程可达×××公里”,这个续航里程到底是如何测算出来?它的可信度有多高?
答案要从NEDC、WLTP、EPA里面找……
NEDC:不切实际的老方法
相信NEDC是大家听得最多的测试方法,全称为(New European Driving Cycle,新欧洲行驶循环),从名字中可以看出流行于欧洲地区和澳大利亚,通过在循环的测试动作中测出车辆油耗、排放或電耗。虽然名字里有“new”,但NEDC却一点也不新,它最早源于70 年代的ECE-15标准,上一次更新在1997 年并正式定名为NEDC!2017年开始,NEDC在欧洲已经被更严格的WLTP循环测试取代。
我国国五以前的排放标准正是基于NEDC循环测试来制定,而目前对电动车进行续航里程认证时采用的标准——《电动汽车能量消耗率、续驶里程和试验方法》主要参考了NEDC循环,因此大多数车企在标注续航里程时会强调这是在NEDC工况下得出的结果。
那么,到底NEDC是怎样测试出电动车的续航里程呢? NEDC循环测试由“市区运转循环”和“市郊运转循环”两大部分组成,包括怠速、启动、加速、减速几个阶段,其中市区运转循环又由4个完全一样的循环单元组成,市郊运转循环只有一个循环单元。此外,每个循环单元都有规定的最大车速、平均车速、有效行驶时间和行驶距离,如每个“市区运转循环”的最大车速为50km/h、平均车速为19km/h、有效行驶时间195s、行驶距离1.013km ;而“市郊运转循环”是以最大车速120km/h、平均车速62.6km/h、有效行驶时间400s、行驶距离6.955km来测定。因此,一次NEDC循环测试的总时间为1180s(约20 分钟),行驶总距离为11km,最高车速120km/h,平均车速33.6km/h,另外对最大加速度等动作也有严格的规定!
测试时,车辆被放置在测试机台上,运行循环时只需控制好“电门”和刹车,在指定的时间执行指定的操作,并在规定范围的车速内模拟行驶(±2km/h)即可,在测试中能得到车辆的能耗数据,通过换算就可以计算出续航里程。
光看最高车速和平均车速等数据,好像跟我们日常行车比较贴近,但为什么就是开不出工信部或者厂家宣称的数据呢?从NEDC的工况运行示意图就能看出来,整个测试显得太规律和理想化,市区运转循环的4个循环单元几乎完全相同,加速和减速都是匀速进行,与我们的使用习惯相去甚远!
NEDC循环测试制定于几十年前,那时候的交通环境远没有现在复杂,因此整个过程会显得相对简单,20分钟的测试时间和11公里的测试距离比WLTP、EPA测试短很多。而与实际状况更不相符的是,测试时温度控制在20~30摄氏度之间,空调、大灯、座椅加热等设备都会关闭,殊不知这些条件更加大了电动车续航里程测试失准的幅度!
正是这种合法但不太合理的循环测试,容易得出一个具有欺骗性的续航里程,多数车厂倒是乐意靠NEDC创造出漂亮的数字,只是苦了消费者在使用时要多加几分小心和谨慎了!
WLTP:欧洲大陆新标准
使用了几十年的NEDC工况测试方案已经过时,因此2015年开始,欧盟、日本和印度的专家开始研究一套全新测试方法,即WLTP(Worldwideharmonized Light Vehicles Test Procedure,全球统一轻型车辆测试程序),其中新的测试循环称为WLTC(Worldwide Harmonized Light vehicles TestCycle),用于确定车辆的尾气排放、燃油和电力消耗。欧盟从2017年9月1日开始引入WLTP取代老迈的NEDC,欧6C排放标准也同时生效。此后的新车型只有通过WLTP才能获得欧盟生产许可,而从2018年9月1日开始,所有新车需通过WLTP才能登记注册。
和NEDC相比,WLTP持续的时间和行驶距离更长,显得更加无规律,尤其是与城市驾驶更加接近。欧洲从2017 年开始以WLTP 取代NEDC,而国六实施后燃油车的油耗仍基于NEDC,而排放则基于更严格的WLTP。
WLTP是按照功率/质量比(Power-Weightratio,单位:千瓦/吨)将不同的汽车划分成3个等级,分别对应不同的测试循环,其中PWr大于34千瓦/吨的车辆被划分为等级3,绝大部分乘用车都属于这个等级。等级3的WLTC循环测试被分为低速、中速、高速和超高速四个部分,从图表就能看出来,WLTP和整整有条的NEDC循環测试不同,WLTC循环测试显得“杂乱无章”许多,包含更频繁、更突然的提速和减速,与我们的日常行驶更加接近。
整个WLTC循环的动态测试时间为1800s(30分钟),从低速到超高速每个阶段持续的时间分别为589s、433s、455s、323s,对应的最高速度分别为56.5km/h、76.6km/h、97.4km/h 以及131.3km/h。市区与高速路段的比例分别为52%和48%。总的测试距离23.25km,最高车速131.3km/h,均比NEDC循环提高不少,而且环境温度、轮胎胎压等条件都有严格规定,防止狡猾的车厂作弊。
还记得去年刚实行WLTP时,曾传出大众、宝马、标致等多款车型因无法通过测试而被迫停售,包括高尔夫GTi、308 GTi……等。对于电动车来说,目前部分品牌的电动车会公开多种循环测试下测出的续航里程,不难发现WLTC得出的续航里程比NEDC循环测试的少了几十公里,但这种才是更少水分、更贴近真实的续航里程!
EPA:最不好看却最真实
EPA是U.S Environment Protection Agency(美国环保署)所制定的一套本土使用的衡量排放、油耗和电动车能耗的测试程序。EPA最近一次更新已经是在2008年,但其复杂与仔细程度一点也不亚于WLTP,因此得出的续航里程往往是3种测试方法中最低的。整套测试程序包括四项测试:城市工况(FTP-75)、高速工况(HWFET)以及作为补充测试加入的激烈驾驶工况(SFTP US06)、空调使用工况(SFTP SC03)。
城市工况(又称FTP-75测试循环)由冷启动过渡阶段、稳态阶段、热浸和热启动过渡阶段组成,光是这个测试循环就持续1877s、行驶距离17.77公里,最大车速91.25km/h;高速工况测试会进行两次,中间间隔17秒,总持续时间765s、行驶距离16.45km、平均车速77.7km/h。
激烈驾驶工况作为补充,于2008年加入到整个EPA测试程序中,用于模拟激烈驾驶、猛烈加速和超高速驾驶等情况,持续时间596秒,行驶距离12.8km,最高车速129.2km/h。而空调使用工况顾名思义是模拟启动空调时对续航的影响,整个过程持续596秒,行驶距离5.8km。
EPA由4个部分组成,测试更严格,模拟的工况更多,因此往往得到的续航里程也是最少的,如果哪家车企敢标注出EPA(如特斯拉),那就是真的良心!
在EPA测试中,即使是纯电动汽车也不会显示零油耗,而是用衍生单位 MPGe等效表示电动车能耗,标准是一加仑汽油等于33.7kWh电能,即每33.7kWh电能能让车辆跑多少英里(加仑、英里是美国常用的体积和距离单位,而MPG英里/加仑用于显示油耗),而我们可以用235.22(1MPG=235.22L/100km)除以MPG或MPGe简单地换算为中国惯用的百公里能耗。在EPA的官方网页中,可以看到2019款特斯拉Model3长续航AWD版的综合能耗为116MPGe,相当于2.03L/100km。
可见,由于EPA测试的持续时间长、行驶距离远,对各种工况的模拟更加详细,所以可以算是最贴近日常使用习惯的一套测试程序。几乎所有经历过EPA测试的电动车都会“原形毕露”,再以前面提到的特斯拉Model 3为例,同一个版本在国内的工信部纯电续航里程为590km,WLTP测试纯电续航里程为544km,而在EPA测试下续航里程只有500km!因此,如果将同样的车型放到不同的体系中进行测试,得到的续航里程会是NEDC>WLTP>EPA!
“中国工况”在哪里?
其实,前述所说的每一种测试方法都有明显的地域性,即使是WLTP和EPA,都是根据制定方的地理环境和行车环境而制定的,而我国之前长时间借鉴外国的测试工况,难免会与实际有较大的偏差。鉴于我国的大国地位和全球最大的汽车市场,加上广阔的国土带来巨大的地理差异,势必要拥有一套属于自己的测试程序。
于是,2015年1月,工信部下达了中国工况研究任务,计划用三年时间和足够的资金支持开发。截至2017年9月,项目组在41个代表性城市建立了规模约5500辆车的采集车队,收集了约4400万公里的运动特征、动力特征和环境特征数据。
其中,传统轻型车、重型车、各类新能源车累计里程分别为2260万公里、1490万公里和650万公里。有35家整车企业、发动机企业和检测机构参与到工况验证中,轻型车排量覆盖0.8~3.7L,新能源车包括EV和PHEV。此外,采集到的数据与网络交通大数据(滴滴出行、高德交通)和百度GIS交通量大数据进行对比以提高准确性。
但为了提高数据的收集量以提高中国工况的严谨性以及减轻车企的负担,政府决定在2019年后继续延用NEDC测试方式,直到在2021年前才逐步过渡到WLTP测试,预计在2025年后全面实施中国工况(CATC)!
好!有了以上说明,相信大家都该知道,在我国一般NEDC测定续航里程可达300km的电动车,实际续航换成用WLTP或EPA来表示恐怕就只剩250km~280km了,这样的里程够不够用?接下来我们实际进行测试……