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官方油耗为何总不靠谱?再见NEDC,你好CATC!

2020年02月10日 14:08:01
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来源:踢车帮

CATC (China Automotive Test Cycle)中国汽车行驶测试循环工况发布了,但是即将全面铺开的国六用的却还是WLTC这套全球轻型车统一测试循环。那么新的中国工况和之前我们用的NEDC有什么区别,新的测试工况又会带来什么变化,什么时候正式实施,又有什么必要抛弃同样较新的WLTC,花那么大的精力去建立自己的CATC工况 ?

CATC指的是一项标准GB/T 38146 《中国汽车行驶工况》,它分为两个部分,《中国汽车行驶工况第1部分:轻型汽车》(GB/T38146.1-2019)和《中国汽车行驶工况第2部分:重型商用车辆》(GB/T38146.2-2019)。简写分别为CLTC和CHTC(L和H分别是Light和Heavy),对应WLTC和C-WTVC。我们普通消费者只需要关注CLTC即可。

更确切的说是CLTC-P((China light-duty vehicle test cycle-passenger,乘用车)

我们常说的这种行驶循环工况其实是一张速度表或者一张速度曲线图,每一秒给一个规定的车速,测试油耗、排放的时候车辆按照这张表上规定的速度行驶。

但是,在实际测试过程中,由于测试者是人,车辆的性能也各不相同,车速不可能完全贴合表中的要求,因此标准中也规定了允许的容差,如下图,黑色线为规定车速,红色线表示车速在此范围内波动都是允许的,而虚线则表示到达需求值的时间也可以有一定的前后波动,因此,在实际测试中,测试者只需要保持车速位于两根虚线的中间即可。

实际测试时,车辆侧前方会放置一块屏幕,上边显示的就是这样的图线,有表示当前车速的亮点,测试者就像打游戏一样,全程控制车辆的车速保持在两条边界线之内即可。

我们测试车辆的排放、油耗等采用统一的工况追求的是公平,所有车型用同一张试卷。即使放到购车环节来看,都说工信部油耗不准,电动车工况续航里程虚标,但作为购车的重要准绳,我们仍然在采信这些数据,即使与实际存在偏差,放在横向车与车之间对比的环境下,仍是好用的。

☆既然要统一,那为什么要推陈出新

工况一变,意味着原有的评价结论就不再适用于新的评价体系,并且,车企需要重新针对新的工况进行优化。这一点对于国六排放、油耗限值等限制性标准并没有什么影响,毕竟这类标准只有两种状态,过与不过,没有相互之间的比较。影响大的是购车环节,新旧两款车同时销售,采用新工况测得的油耗却不能与采用老工况的车辆做对比。

可工况不变,现有的NEDC、WLTC工况均不符合中国国情,其测出来的值自然也不能够反应真实道路行驶情况下的排放、油耗情况,而国家制定相关标准却是为了实实在在减少汽车排放。测试结果无法真实反应实际情况。

而且测试就是考试,考试便有应试技巧,而工况就像试卷,试卷老不换,重点早就被标的清清楚楚,怎么得一个看上去漂亮的好成绩,车企门儿清。最蠢又坏的方法就是大众当年的“柴油门”,装一个作弊程序,监测车辆是否处于排放测试,进而决定是否启用减排措施(削动力、排气额外处理等),这些措施往往会导致车辆的驾驶性能变弱因此只会在监测到排放测试时启用。

不那么蠢的方法是调整动力系统的标定,我们知道,内燃机和电动机都有着高效区间的说法,有些动力系统注重高转,而有些则更看重低速。对于特定的一款车型,在进行排放测试时,其动力需求都是确定的,因此,车企便可以进行针对性的调校(或者三缸),使其应试表现更为出色,而实际驾驶时由于工况差异较大,此消彼长,成绩就不那么好看。

这种应试手段在汽车碰撞领域更加显著,比如当年IIHS“突发奇想”改测副驾驶侧25%小重叠碰撞时日系集体翻车。

因此,适当的对测试工况更新换代,以及让测试工况更加真实而丰富地反映实际道路驾驶环境,减少为测试而测试的应试心理,就显得十分重要,CLTC取代WLTC存在必要性。

另外,标准的发展与车企技术能力、工艺水平,新材料的开发进程,以及用户的需求这三点是相辅相成,螺旋发展的。

还是举个安全方面的例子比较直观。一部分车企为了突出卖点,吸引更多客户,在国家强制的碰撞安全标准基础上积极开发新的技术,额外进行C-NACP的实验,获得的星级评价,购车者就会优先选择五星评价的车型,而更多的车企为了不在竞争中落伍,也必须大力提升安全,从而提高了整个行业的水准。而行业水准提高之后,国家相关强制标准也会提高,比如GB 11551-2003《乘用车正面碰撞的乘员保护》便在2014年发布了新版,增加和修改了假人多个身体部位的伤害指标,增加了台车试验程序等。

而越来越多的车型获得五星之后,便出现了“你考100分是因为你能考100分,而我考100分只是因为试卷只有100分”,为了进一步筛选,采用更多测试项目,更严格评价指标的C-IASI出现了,于是客户的需求也进一步提高,再度循环。

在安全方面,国家标准和C-IASI的测试规程都是标准的代表,一个是底线,另一个则代表了推进力。就像国六一出,许多车企不得不调低发动机功率,或者采用大排量超低功率来应对,并且积极开发新款发动机或者转投48V,混动。反倒是三缸机似乎又跌入了一个低谷。

☆如何构建一个符合国情的行驶工况

明确了工况真实反应中国路况条件的重要性,那么中国工况的建立又该怎么做?根据报道,中国工况项目组历时3年时间,在全国41个代表性城市建立了约5500辆车的采集车队(轻型车、重型车和新能源汽车),收集了约5,500万公里的车辆行驶数据,覆盖乘用车、轻型商用车、重型商用车的整车测试工况曲线8条及发动机工况曲线,采集的道路覆盖了市区、郊区、主干路、快速路和高速路等,时间也覆盖了四季、工作日、节假日、高峰时段和平峰时段,以做到数据采集最大程度接近实际驾驶情况。

而我们最为关心的CLTC-P,CATC中乘用车部分,是基于41座城市、3832辆车,累积3278万公里、20亿条GIS交通低频动态大数据(道路每五分钟的平均速度)定义的标准工况。作为对比,WLTC的制定用了394辆车、64.5万公里。41座城市是考虑了地区地理、气候特点、人口、汽车保有量等多指标选取的典型城市,车辆在这些城市自由行驶不低于3个月时间。

采集的信息包括车辆位置信息、动力驱动系统信息、电池信息、排放及环境信息。根据怠速、运动分为小的片段,再以最大车速进一步区分低、中、高速。同时还需要获取对应城市的低频动态交通量大数据,建立速度流量模型以得到各速度区间不同城市的权重。

根据权重确定不同速度区间的时长,进一步确定怠速与运动片段的数量与时长。以此为根据筛选运动片段,按照笛卡尔积进行自由组合,利用平均速度、相对正加速度、加速减速匀速比例等参数进行筛选,最终进行卡方检验,取卡方值最小的组合作为工况曲线。

可以看表,由于中国道路拥堵情况较为严重,道路行驶平均车速较低,调查结果显示,我国乘用车的怠速比例平均值基本在20%-30%之间,平均速度约为26.5km/h,车辆主要运行在中、低速区间,大于80 km/h的比例非常低。

CLTC-P的平均工况车速是三者中最低的,怠速时间也较WLTP更长。和WLTP一样,相当重视实际驾驶中速度波动的情况,其中,匀速巡航的时间是三种工况中最短的。另外,基于中国高速限速120km/h的现状,CLTC-P取消了超高速段,最高车速为114km/h。相对于WLTC,CLTC-P更加符合中国的实际路况。

数据显示,NEDC、WLTC和CLTC三种工况分别进行台架试验,并与用户实际油耗进行对比,结果显示WLTC油耗与NEDC油耗接近,CLTC工况下油耗则最接近实际油耗,这一数值较公告油耗平均高了14%。另外,涡轮增压车型的CLTC油耗与公告结果差距平均约为22%。

而针对纯电动汽车,CATC将删除等速法,增加高低温(高温30±2℃,低温-7±3℃)下开启空调的实验,更客观真实的评价电动汽车的能耗。并且也将改进插电式混合动力车型的能耗与续航里程计算方式。

既然已经花了那么大的力气去开发了这一套中国工况,那么就得用起来,目前公布的应用时间表如图,在2025年前由新能源车型为首,逐步切换至CATC,到2025之后,全面导入CATC。届时我们也能够获得更加真实可信的车辆油耗、续航信息。

参考资料:

【1】盖世汽车. “中国工况”导入时间表出炉:分拨实施,2025年全面切换【EB/OL】

【2】GB 18352.6-2016. 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)【S】

【3】GB∕T 38146.1-2019. 中国汽车行驶工况第1部分:轻型汽车【S】

【4】龚利全. 整车经济性开发典型工况应用研究【J】. 时代汽车,2019.4

【5】郭千里,赵冬昶,陈平等. WLTC与NEDC比较及对汽车油耗的影响浅析【J】. 汽车工程学报,2017.5

本文作者为踢车帮 Route 64

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