1.1.2 经济性的定义和指征及整车能耗测试工况

1.经济性的定义和指征

汽车的经济性是指车辆行驶一定距离所消耗的能量,或者车辆消耗单位能量能够行驶的距离。经济性的主要性能指征为能耗和续驶里程。对于不同能量源的车型,有不同的评价方式:

1)燃油汽车:一般通过循环工况下,每行驶100km的油耗(L/100km),或者每加仑油耗可行驶的里程数(mile/gal)来评价。

2)纯电动汽车:一般通过循环工况下,每行驶100km的电耗(kW·h/100km)和纯电续驶里程(km)评价。

3)混合动力汽车:一般通过循环工况下,每行驶100km的油耗(L/100km)(加权计算)和纯电续驶里程(km)评价。

2.整车能耗测试工况

汽车实际的经济性受包括道路状况、交通状况、天气环境和车辆驱动形式等因素的影响,在实际道路上测试能耗或续驶里程并不是一个理想的途径,其结果也不具代表性。为此,各国有关部门联合众多汽车企业,定义了一系列可重复、具有一定代表性的标准测试工况来测试能耗和续驶里程,乘用车主要的循环工况包括NEDC、WLTC、CLTC-P和EPA。常用循环工况的基本信息见表1-1。

表1-1 常用循环工况的基本信息

(1)NEDC工况 NEDC全称为“New European Driving Cycle”,即“新欧洲行驶循环”。NEDC工况车速谱如图1-1所示,包括以下两个阶段:

1)四个UDC(市区)工况:(0~195s)×4。

2)一个EUDC(市郊)工况:780~1180s。

图1-1 NEDC工况车速谱

自我国实施机动车排放测试标准以来,便一直采用欧洲NEDC行驶工况。但随着汽车保有量的快速增长,我国道路交通状况发生巨大变化,有关部门、企业和用户日渐发现以NEDC工况为基准所优化标定的汽车,实际油耗与法规认证结果偏差越来越大。同时,汽车的能源种类、电器种类不断丰富,现有的NEDC工况不再适于评价现有车辆的节能效果。NEDC工况将逐步退出历史舞台。

(2)WLTC工况 WLTC工况全称为“Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle”,即“全球轻型汽车测试循环”。WLTC车速谱如图1-2所示,包括以下四个阶段:

1)低速段:0~589s。

2)中速段:590~1022s。

3)高速段:1023~1477s。

4)超高速段:1478~1800s。

我国WLTC工况标准GB 18352.6—2016与UNECE规定的class3b级别车型的车速谱有一定的差异,如图1-3所示,考虑到车速允许有±2km的偏差,这一影响甚微。

图1-2 WLTC工况车速谱

图1-3 WLTC工况高速段中国与欧洲标准的差异

(3)CLTC-P工况 CLTC-P工况全称为“China Light-duty Vehicle Test Cycle-Passenger”,即“中国轻型乘用车测试循环”,它是CATC的一部分。CLTC-P工况车速谱如图1-4所示。

图1-4 CLTC-P工况车速谱

(4)EPA测试工况 EPA(Environmental Protection Agency)测试工况是美国国家环境保护局制定的用来衡量乘用车(不包括轻型货车和重型车辆)尾气排放和燃油经济性的测试程序。目前,EPA测试程序更新于2008年,包括四项测试,分别为城市工况(FTP-75)、高速工况(HWFET)、激烈驾驶工况(SFTP US06)、空调使用工况(SFTP SC03)。FTP-75工况车速谱如图1-5所示,由以下三个阶段组成:

图1-5 FTP-75工况车速谱

1)冷起动过渡阶段,0~505s。

2)过渡阶段,包括了稳态阶段,506~1369s,以及热浸阶段,持续时间为9~11min(图1-5中未包括此阶段)。

3)热起动过渡阶段,1370~1874s。

HWFET运行两次,两次运行之间的最大间隔时间为17s。第一次运行是车辆预处理,第二次运行是实际测试与排放测量。HWFET工况车速谱如图1-6所示。

图1-6 HWFET工况车速谱

SFTP US06是为了弥补FTP-75工况在激烈驾驶、高速行驶或者急加速等方面的一些不足而设计的,该工况从2008年正式施行。SFTP US06工况车速谱如图1-7所示。

图1-7 SFTP US06工况车速谱

SFTP SC03工况主要测试与空调相关的内燃机负荷和排放量。测试时需要开启空调,实验室温度为35℃,该工况从2008年正式施行。SFTP SC03工况车速谱如图1-8所示。

图1-8 SFTP SC03工况车速谱