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研究周报 | 工况和实际相差很多,电动汽车续航里程"虚标"了吗?

下半年,随着更多续航400公里+的电动汽车上市,消费者既可能感到惊喜,但一看电池能量,又不得不对续航是否靠谱,以及整车能耗的真实性存在一些怀疑,特别是在真实驾驶过程中,很难开到企业所宣传的标称数据,因此,探讨一下同一台车在不同测试条件下的续航里程和能耗差异,以及相关的要素。

首先来看coches.net和AUTOBEST做的一些测试数据,测试车型包括日产LEAF、雷诺ZOE、现代IONIQ、起亚SouL EV、宝马I3大众e-golf等中等里程的车型,还有欧宝Ampera-e、I-pace和Model S/X。

里程和效率测试是在巴塞罗那的高速公路和城市交通中进行的,测试中把所有电动汽车都设置为正常模式(无节能Eco或运动Sport模式),并保持空调开启状态(温度设置为19-23ºC)。 测试过程中室外环境温度在26-33摄氏度,为了安全测试,这些电动汽车在电池较低电量警告出现意外,车辆最后一段空电池状态,是在巴塞罗那-加泰罗尼亚赛道的进行的。

image.png

图1 测试车辆和测试路况

第一部分 测试结果评估

实际测试下来,两拨人员对每个车辆的测试结果如下:

表1 两次里程的测试结果

车型

Hyundai IONIQ Electric

Kia Soul EV

Nissan

Leaf

BMW i3

Volkswagen e-Golf

Renault  Zoe

Jaguar I-PACE

Opel Ampera-e

Tesla Model X 100D

Tesla Model S 100D

单位

电量

28

30

40

33.3

35.8

41

90

60

100

100

kWh

里程测试 1:

199

214

235

225

218

273

307

379

404

411

km

里程测试 2:

224

222

220

237

244

295

319

375

395

433

km

平均里程

212

218

228

231

231

284

313

377

400

422

km

仪表盘上保留的里程

5~8

7

14

30

5

15

10

30

10

10

km

能耗

12.2

13.6

16.3

14.8

12.4

14.6

27.5

16.1

23.4

20.6

kWh/100 km

如果以可视化结果来评估这次实际测试的续航里程和不同车辆的关系,可以得到以下散点图:

  • 400公里以上:只有Model S和Model X达到了,配置了100kWh的电池,虽然能耗较高,但是在真实的续航测试中也是能开到400公里的

  • 300公里以上:I-pace非量产状态的车辆的90kwh在高速跑车掉电很快,还不如60kWh的Ampera-e,能真实开到300公里也是不错的

  • 250公里:ZOE的41kWh能真实跑到250公里以上

  • 200-250公里:这是当前几台车辆比较真实的续航里程,这里最主要的原因受制于电池,还有整车企业对于电池容量衰减之后,仪表盘表显SOC和实际的SOC需要考虑生命周期的量,使得这里有了差异

image.png

图2 实际测试续航里程和电池标称kWh的散点图

车企根据认证要求,在欧洲会给出两个数据,一个是NEDC,一个是WLTP。把数据进行核对,可以得到这样的初步结论:

  • 用NEDC所得出的纯电动续航里程,和实际续航的偏差较大,在几个NEDC里程较高的车辆里面特别明显

  • 用WLTP做出来的,除了I-pace目前差异比较大以外,误差并不是特别多(有参考意义)

image.png

图3 车辆NEDC、WLTP和实际测试得到的里程的差异

这个车辆的标称值,是借用燃油车测量排放和油耗的标准,是从1970年代发展到现在,各个地区分别发展出自己的工况来统一性评估车辆的特性,其中包括美国的 EPA,欧洲的NEDC和WLTC(在 WLTP标准下)。标准之间的差别是对车辆的最高行驶速度,平均行驶速度,加速时间,行驶距离,温度还有空调的使用情况等定义一个设定。工况是基于多场景的,有市区场景,有郊区场景,有高速场景等,并包含若干循环,而循环则是针对单一场景,从车辆启动到停止的完整过程。每个国家的交通情况不太相同,比如规定的最高速度标准不同,人口密度带来的拥堵情况也不同,最高驾驶速度和平均驾驶速度到底是多少,所以参考这个数据和实际驾驶是有一定的参照意义的。

1) NEDC 循环和WLTC

NEDC主要是规定测试循环、循环时间还有其他的相关参数,如下所示NEDC的速度曲线是均匀变化的。工况分为四个UDC和一个EUDC的工况,从 0 到 780 秒是一个循环,叫市区循环(ECE-15),行驶最高速度没有超过 50 km/h,平均车速是 18.35 km/h。每隔 195 秒,曲线的走向是完全一致的,在市区循环里,重复四次驾驶情况。从 780 秒到 1180 秒,为市郊循环,最高车速 120 km/h,平均车速 62 km/h。从 2015 年开始,欧洲开始研究和应用新的测试标准,在 WLTP 标准下的工况指的是 WLTC。WLTC 的曲线也开始像 EPA 一样,整个速度的区间变得更陡峭,速度更高,更接近于真实的驾驶情况。从这个层面来看,使用WLTC对于大多数家用车而言,是比较好的衡量标准,我们能够从厂家和机构测试的参考值,里面得到我们能衡量真实续航的里程。

image.png

图4 NEDC和WLTC的工况对比

2)EPA的工况

美国EPA给出的数据,我把8个在美国卖的纯电动汽车也做了一个对比。

image.png

图5 美国8款电动汽车的续航里程情况

因此,可以看到在欧洲进行测试时,用美国工况有些车就有些不适用。EPA最早只有两个工况,一个是市区工况,一个是市郊工况。后来随着时间推移,2008年之后开始加入补充工况,新增的高速工况开始考虑高速激烈驾驶的情况,而空调和低温则是对于市区工况的条件补充。

FTP-75(联邦测试程序)被用于美国轻型车排放认证和燃油经济性测试。FTP-75和FTP-72是美国EPA市区底盘测功机测试循环(UDDS)的两个变体。FTP-75循环是FTP-72添加了505秒的作为第三阶段,新添阶段与FTP-72的第一阶段相同,但是热启动工况。 第三阶段是在发动机停止10分钟后开始。因此,整个FTP-75循环由以下段组成:冷启动瞬态阶段(环境温度20-30°C),0-505 秒;稳定阶段,506-1372秒;热浸(最小540 秒,最大660 秒);热启动瞬态,0-505 秒。

高速公路燃油经济性测试(HWFET)循环是美国EPA为确定轻型车辆的燃油经济性而开发的底盘测功机测试程序。 HWFET用于确定公路燃油经济性等级,而FTP-75测试用来确定城市油耗等级。 测试运行两次,两次之间的最大间隔为17秒。车辆先进行第一个循环进行预处理,第二次循环进行实际排放测试。 以下是HWFET循环的一些特征参数:持续时间:765秒;总距离:10.26英里(16.45千米);平均速度:48.3英里/小时(77.7千米/小时)。

image.png

图6 EPA的测试工况和高速工况

从这个意义上来看,使用不同的测试工况来做,与实际续航是有差异的。使用NEDC工况来做的续航里程值比实际的续航值偏高,在很多时候,开车出来的工况很难与实际数据进行拟合,使得里程因为测试程序的原因进行了虚标。

下一篇笔者将对于这些车辆的电池系统、驱动系统和其他相关要素分解,来对比不同车辆的差异,到底用哪些参数与续航里程的差异相关,企业在做这个里程的时候要考虑哪些事情。

来源:第一电动网

作者:朱玉龙

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/73931

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