研究周报 | 一纸整改令揭开节能漏洞,插混车型的能耗测试该如何改进?

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2017年11月15日,中机中心官网发出重要通知,要求不符合《GB19578-2014》标准的相关乘用车产品限期进行整改。同时,未提交该标准报告的产品也需尽快提交,否则将暂停公告、生产、销售。

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图1 中机中心关于乘用车按照GB19578-2014整改的通知

一、18款插混未提交报告有何惊奇?

笔者根据中机中心相关通知附件,将其中未提交报告的新能源车型(共计20款)整理出来。其中,插混式乘用车占到了18款,占比高达90%。

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图2  未提交GB19578-2014标准报告的插混车型汇总

可能很多读者会认为,区区18款插混根本不是什么大数,不是什么严重的事,也不必过度紧张?事实如此吗?

我们先来个对号入座,看看这些挂着“隐晦”的产品型号、绝大多数人不识其庐山真面目的车型到底都是些啥?不看不知道,一看吓一跳,大多数你能接触到的主流插混产品,貌似都在榜上!

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图3  车型“对号入座”

再对其产量进行统计得知,仅仅是今年前三季度,这些“光荣上榜”的车型合计产量高达44620辆,而同期的插混乘用车总计产量也才74106辆。这意味着,目前市场上60.2%的车型都没提交! 

二、需要提交什么报告?

GB 19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》规定,相关乘用车必须提交《燃料消耗量型式认证报告》,而该报告中最重要的一条指标即为“B.5.2燃料消耗量”,其中含有市区、市郊、综合三种情况的燃料消耗值。

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图4 《燃料消耗量型式认证报告》提交内容(节选)

为什么说这一条很重要?因为GB 19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》属于国家强制性标准。标准同时规定,认证值必须由工信部认可的第三方机构检测、填入,车企很难作假,而且认证值需要与相应限值进行比较,不得高于限值。

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图5  GB 19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》关于认证值的规定

若不满足该标准的车型,将不能获得《车辆生产企业及产品公告》许可,进而不被允许在我国生产、销售和注册、使用,这就相当于给该车型判了“死刑”。

三、这些插混车到底是否未满足标准?

实际上,通知中所提及的车企及相关产品,综合燃料消耗值非常低,别说“完全满足国家标准”了,对照标准简直是“绰绰有余、大幅领先”!

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图6  相关车型的综合燃料消耗量

从上图中可以看到,动辄2L/100km以下、厉害者如别克Velite5都能干到1L/100km以下,能耗水平之先进,简直是领先四阶段油耗法规(即GB 19578-2014)一大截。

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图7  GB 19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》相关限值规定

 而当前的法规中,只对综合能耗限值进行了规定,虽然要求提供电能消耗量检测数据,但并没有设限值要求。所以,这些综合能耗值远远低于限值要求的插混车,只需要走形式地补交一个报告,这事儿就宣告结束了,该上公告上公告,该产产该卖卖,没有什么影响。

四、真的只有如此简单吗?

按照流程要求,相关车企找有资质的第三方检测机构,按部就班的检测、提交认证报告、发给中机中心,问题就解决了。从表面上看,一点问题都没有,但深抠一下,这事儿还真不简单!

不简单的是,所谓的达标,不过是一次简单的数字游戏,这个数字游戏也间接催生了部分“伪节能”的插混车钻政策漏子的投机行为。

1、插混车燃料消耗量的测试规定及条件

具体来讲,按照插电式混动的燃料消耗量测试方法,即GB/T19753—2013《轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》规定:无论是无行驶模式手动选择功能还是带有行驶模式手动选择功能的混合动力汽车,都必须分别进行条件A和条件B的能耗测试。

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图8  GB/T19753—2013中关于测试条件的说明

而所谓的条件A可以通俗地理解为电量充足情况下的纯电行驶,而条件B可以通俗地理解为在电量消耗到发动机自动介入时,整车开始进入混动或纯燃油消耗的行驶模式,计算的是发动机自动介入后的燃料消耗量。

2、采用什么样的行驶循环?

行驶过程中采用的循环主要按照以下两点进行:

一是单次循环或多次循环测试,可由企业自行选择,单次循环的结果直接进行计算,多次循环测试则取平均值再进行计算。

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图9 关于循环测试的规定

二是执行GBT18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》中附录C的循环工况,该工况分为1部和2部两部分,其中1部代表了低速为主的市区工况,2部代表了高速为主的市郊工况。1部和2部加起来,一个完整循环总计行驶约11公里。

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图10 测试所执行的循环工况图

3、采用什么样的试验流程?

按照前文所述,试验车将先在A条件下以满电状态开始行驶,若车企选择单次循环,则在行驶完一个完整的工况后,A条件宣告结束,计算出A条件下的能耗值。

之后,记住是之后!试验车将在B条件下测试,测试前会以充满电的形式将车速稳定在50±2km的状态下匀速行驶,直至电量消耗到发动机自动介入,此时开始计算,直到一个完整循环后结束,计算出B条件下的能耗值。

4、怎么计算综合能耗值?

以无手动选择模式车型、单次循环为例,其计算公式如图11所示。

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图11 单次循环所采用的计算方式

这个公式翻译过来,就是先用纯电行驶里程乘以条件A得到的能耗值,再加上25公里乘以条件B测得的能耗值,两者之和除以(25公里+纯电续驶里程公里数),就得到了综合能耗值,也就是你经常看到的车窗黄色标签最突出显示的那个值。

举例来说,如果某插混车能够纯电续航80km,那么C1可以近似为0(大于一个循环的里程长度),C2为发动机介入后的实测值,该公式可以近似简化为C=25*C2÷(25+De)。而De可基本等同于最大纯电续航里程。

5、这种测试是否有漏洞和不足?

很显然,该测试方法本意上是鼓励插混技术进步、促进消费者更多使用电,但其不完善的地方却被车企钻了漏子加以利用,具体表现在以下几方面:

一是公式不合理,被部分插混“伪节能”当工具。公式中影响综合能耗值的,大部分时候只与C2和De有关,如果车企将De做的很大,那么完全可以掩盖C2的高值。以一台纯电续航90公里的插混车型为例,即使该车B条件下的C2高达20L/100km,则C也能取得4.35L/100km的“优秀成绩”,说不定还能满足五阶段油耗法规。而实际上,该插混系统的综合技术水平和能耗水平非常落后。

二是A条件与B条件不连续,车企有作假的可趁之机。比如,某插混车型可以在A条件开始前将电池SOC放电下限值人为调至极低比例,由原本10%调至3%,如此一来电池就可以毫无顾忌的深度放电,反正获得更大的纯电续驶里程,车企根本不担心深度放电下的电池受损,反正也是用一次。而在B条件开始前,再把下限值调回来,调回来干什么?这就跟第三个不合理有关了。

第三个不合理就是没有规定B条件下是否不能用电。原本B条件下处于混动模式,用电是合理的。但是在上面第二点的照顾下,就不那么合理了!因为车企可以在B条件开始前把这个值调到很高,比如40%,这样调的结果就是,B条件刚开始前的耗电状态不会维持很久,发动机就会介入,而此时电池还剩下很多电,这样就能深度参与B条件混动模式下的运行,再次大幅降低运行能耗!

第四个不合理是循环工况,实际上,我们的循环工况等同于照抄照搬欧洲的NEDC工况。在NEDC工况中,加减速相对平缓,同时高速工况速度更高,维持的时间也更长,这有利于车辆跑出优秀的成绩。然而实际上,使用插混车型的人群大多是城市一族,而且大多数时候是在市区拥堵路况下行驶,NEDC工况很难反映插混的实际运行特征,得出的结果更加不具有参考性。说白了,NEDC工况是在插混综合能耗计算方式放大前,对插混B条件下的C2值先进行了缩小。

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图12  NEDC工况图

第五个不合理是电能的计算、标识不合理。根据GB 19578-2014的规定,型式认证值包括综合能耗值和电能消耗值。但在实际计算中,电能消耗值虽然有测量和计算,但在使用时效果却基本等同于0,这与美国EPA通俗易懂地将33.7kWh电能=1加仑汽油的计算方式迥异,并不科学。同时,插混也应该在能效标签中显著标出电能消耗值,让消费者有评判和参考(这点还好,GB 22757.2-2017《轻型汽车能源消耗量标识第2部分:可外接充电式混合动力电动汽车和纯电动汽车》即将于2018年1月1日施行,届时电能标识等信息都将出现在插混车型上,非常合理)。

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图13  GB 22757.2-2017规定的新版插混能耗标识

6、这些插混车真实节能水平到底如何?

不一一列举。以某车型为例,综合能耗为2L/100km,按照公式简单反推,B条件下的平均能耗在8L/100km以上(结果不一定精准,但理论上相差不会太大)。这样的水平,别说满足油耗法规,可能连节油技术稍微先进点的车型都赶不上,还享受着国家补贴,实在是让人汗颜。

换一个角度来看,如果车主长期不充电,那么该插混将长期处于B条件下,那就是一个高油耗车型在市区撒欢,节能谈不上,排放倒是不遗余力。

五、应该做出哪些改进?

诚然,任何政策法规都难以做到毫无破绽,但一旦破绽被利用,就应该尽快弥补。因此,智电汽车建议:

一是要加快推进中国工况的研究步伐,并且在工况制定中更多考虑到未来新能源汽车的主要使用特征和主要使用环境,为科学评价插混的能耗奠定基础。

二是要坚决改进插混综合能耗值的计算方式,建议将电能消耗值折算成科学合理的油耗值带入公式;并且将De(纯电续航里程)乘以一个折扣系数代入公式,弱化其放大作用,将C2乘以一个倍增系数代入公式,扩大其作用。

三是要对电能消耗值同样设定限值,避免一味堆叠电池带来的“片面节能效果”,而是真正通过电池技术进步来真正提升节能效果。

四是要堵住AB条件不连续的漏洞,必须在法规中明确规定,电池SOC下限要以标准值的形式在A条件之初一次性设定,AB条件执行过程中,不得对整车进行任何形式的设置和改动,避免做手脚。

天下难事必作于易,天下大事必做于细,不管是政策标准还是汽车企业,均应铭记此言,才能克难事、成大事。

来源:第一电动网

作者:智电汽车

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