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即将发布 中国有了自己的汽车测试工况

2018-01-18 10:19 来源:中国汽车报 作者: 编辑:张珊
  (原标题:中国有了自己的汽车测试工况)
  日前,《中国汽车报》记者独家获悉,始于2015年的中国工况(CATC)项目已经完成课题研究,并即将发布。记者了解到,相较于国五排放标准采用的NEDC(欧洲油耗及排放评定标准)工况以及国六排放标准采用的WLTC(世界轻型汽车测试规程)工况,中国工况更真实地反映了我国道路的实际驾驶情况。这项课题的研究成果让中国汽车产业拥有了自主基础标准体系。对于即将出炉的中国工况的具体情况,以及与NEDC、WLTC之间的区别,《中国汽车报》记者独家采访了中国汽车技术研究中心资深首席专家、项目技术专家组组长李孟良。
  ■扎实的基础工作
  自从实施机动车排放测试标准以来,我国一直采用NEDC工况,但多年的实践下来,暴露出了越来越多的问题。NEDC工况测试结果与我国实际驾驶情况相差巨大,不仅影响相关部门掌握车辆的实际驾驶状态,也影响了政府的公信力。
  李孟良告诉《中国汽车报》记者,NEDC工况的问题主要表现在三个方面,一是NEDC工况与我国机动车行驶特征差异很大,这种差异尤其表现在以NEDC为基础标定的排放性能、燃油消耗和优化标定值上;二是直接影响我国节能减排政策实施效果,或多或少也影响了政府公信力;三是现有NEDC工况法低估了新能源汽车的节能效果,不适用于评价制动能量回收、怠速启停等新技术。
  工况测试是基础标准,也是一个国家汽车产业软实力的体现,为了解决这一瓶颈问题,2015年1月,工信部下达了中国工况研究任务,计划用三年时间投入足够的资金支持中国工况开发。
  李孟良说:“为了高标准完成课题研究,项目组首先做了大量基础工作,原因是,没有扎实的基础数据采集工作,就不可能有精确的工况测试体系。”
  李孟良介绍,中国工况涉及面很广,为了保证数据收集和研究工作无死角,先后有77个课题团队、近1100名科研人员参与其中,他们围绕中国工况收集了三种不同数据类型,一是在实时行驶数据采集方面,利用CAN+GPRS技术,实现了不同区域不同车辆实时、同步的大规模驾驶数据采集;二是交通GIS数据,利用GIS全道路低频动态大数据,计算车辆在不同速度区间的实际周转量及其系数,更客观准确地反映了车辆在不同速度区间的行驶宏观分布。三是对载客特征和空调使用特征进行了调查,掌握了车辆其他方面的使用特征。
  李孟良告诉记者:“在中国工况的数据采集过程中,综合考虑了人口、汽车保有量、GDP等多项指标以及我国各典型城市、地区地理、气候特点,最终选择了41个有代表性的城市,其中包括4个直辖市、27个省会城市以及其他10个重要的典型城市。”
  典型城市选定后,项目组在每个城市至少采集100辆车(70/30轻型/重型)的实际行驶数据,并且按照各个城市车型分布结构,逐步建立了稳定的数据采集车队。据介绍,截至2017年9月,项目组在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。
  《中国汽车报》记者注意到,数据采集车分为乘用车和商用车两类,在乘用车中,私家车占80%,公务车占6%,出租车占14%;在商用车中,公交车占50%,重型货车占22%,城市客车占8%,中型货车占6%,专用车占13%。各种车型均有涉及,以做到数据采集最大程度接近实际驾驶情况。
  在试验验证方面,35家整车企业、发动机企业和检测机构参与到工况验证中,完成了100余辆车近500辆次的试验,车型包括传统乘用车、EV、PHEV、轻重型商用车等,轻型车排量覆盖0.8~3.7L,重型车覆盖不同的类型和质量段等。
  此外,为了验证数据的准确性,项目组还把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(GIS)进行对比。李孟良以平均车速举例称,无论是比较各城市的平均车速,还是比较全国综合平均车速,中国工况与网络交通大数据及百度GIS交通量大数据都较为接近,这表明中国工况符合中国实际。
  ■NEDC不适合中国实际
  NEDC工况在我国使用了很长时间,这项工况测试法基于匀速状态下的油耗和排放进行测试。但事实上,没有哪个驾驶者会长时间匀速驾驶,即便在路况较好的高速公路上,人们也很少长时间匀速驾驶,这导致NEDC测试结果与实际相差很大,这也是我国公告油耗与实际油耗常有出入的主要原因。
  李孟良告诉《中国汽车报》记者,经过大量的测试对比发现,无论自然吸气车型还是增压车型的实际油耗和公告油耗(采用NEDC工况测试出的结果)的差异都很明显,自然吸气车型的油耗差异为28%,增压车型为32%,轻型车整体差异为29%。
  在李孟良看来,NEDC工况过于理想化。这种理想化主要体现在三个方面,一是实验室模拟工况与实际道路情况存在较大差异,尤其是中国幅员辽阔,地区道路条件差异较大,而NEDC没有考虑这些实际情况;二是NEDC工况测试要求忽视了外部条件影响,如气压、温度、驾驶习惯等,在实际驾驶中,油耗易受到外界因素影响;三是NEDC工况测试未考虑驾驶者的实际驾驶情况,如空调开启等。
  在众多影响NEDC工况实际效果的因素中,哪种因素影响最大?李孟良告诉《中国汽车报》记者,测试的工况曲线和换挡是最大影响因素,其次是空调使用。他说:“新能源汽车在这方面的差异尤其明显,纯电动汽车开空调,续驶里程下降很快,所以很多驾驶者不太敢打开纯电动汽车的空调。”加载质量的影响排在第三位,其他因素比如车况、驾驶行为、电器件使用等都会对测试结果有一定的影响。
  ■中国工况比WLTC更准确
  伴随着国六排放标准的制定,WLTC工况被更多人认识。WLTC由WP29制定,完成时间为2016年。该组织成立于1952年,全称为联合国经济及社会理事会欧洲经济委员会内陆运输委员会道路交通分委会下属车辆结构工作组。
  WLTC工况发布后,一直采用NEDC测试工况的欧盟,也于2017年进行了测试工况的切换,开始启用WLTC工况。而在我国,国六排放标准也明确指出,从国五的NEDC循环变为WLTC循环。
  不过,对比而言,WLTC工况标准与中国工况相比谁更适合中国实际?
  在李孟良看来,在基础研究部分,WLTC工况就显现出与中国实际情况不相符的现象。据介绍,中国工况项目组参考WLTC方法,将车辆运行区间分为低、中、高和超高四段,计算了各速度区间的交通量,以乘用车为例,通过研究发现超高速仅占8%,说明我国车辆在超高速区间驾驶数量比较少,比较符合我国实际出行状况。而用WLTC工况测试的结果是,超高速占比18%,与我国实际情况相差较大。
  为了构建准确的基础权重,中国工况项目组考虑到超高速占比8%不适于构建工况,于是将车辆运行区间划分为低速、中速和高速三个区间,三个区间的比重分别为37.4%,38.5%和24.1%。
  李孟良说,项目组通过研究发现,中国工况特征与实际采集数据吻合度非常高。WLTC的特征严重偏离我国实际工况,尤其是平均速度和怠速比例这两个最关键的工况特征指标偏差很大。
  具体到油耗和排放上来说,研究表明,WLTC工况油耗与NEDC工况油耗比较接近,不能真实反映出车辆实际油耗水平,中国工况油耗更接近真实油耗水平。不过,在排放方面,李孟良说,研究车辆大部分能够满足国6a的排放限值,中国工况/WLTC/ NEDC三种测试方法的结果相当,差异不明显。这是因为机外净化技术对尾气排放起了重要作用,这是相比于油耗排放差异不明显的主要原因。
  目前,中国工况的项目研究已经结束,总体来看,中国工况更符合我国实际,如果考虑空调和加载项的影响,中国工况油耗与实际油耗将会更加接近。另外,中国工况将油耗和排放测试统一在一起,不仅有较高的数据真实性,也可以减少试验工作量。“为了减少企业的负担,建议排放工况也使用中国工况。”李孟良最后说。
文章来源:中国汽车报 责任编辑: 编辑:张珊
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