电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法

2020年10月20日,国务院办公厅印发了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,为未来15年新能源汽车产业的发展提供了战略性方针指引和规划目标,因此结合新能源汽车产业的发展和技术要求,制定了新的新能源汽车国家法规。

本篇将对GB/T 18386.1—2021《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法 第1部分:轻型汽车 》进行解读。

1 标准制修订背景及历程

任务来源

2019年3月13日,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会审查会上审议通过了GB/T 18386《电动汽车能量消耗和续驶里程试验方法》的修订,分轻型汽车和重型商用车辆两部分。

制定背景

为贯彻落实2025年节能目标,配合乘用车第五阶段燃料消耗量标准、《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》制定和后续实施。

制定依据

国外、国际轻型汽车能量消耗量和续驶里程试验方法(WLTP等);中国新能源汽车产品检测工况研究和开发项目;轻型车国六排放标准(GB 18352.6-2016)相关动态。

2 标准主要技术内容

适用范围

规定了纯电动汽车的能量消耗量和续驶里程的试验方法。

适用于N1类和最大设计总质量不超过3500kg的M1、M2类车辆。

最大设计总质量超过3500kg的M1类车辆和L5类车辆可参照执行。

重点术语

GB/T 15089、GB/T 19596、GB 18352.6—2016及GB/T 38146.1—2019界定的相关术语。

纯电里程 battery electric range; BER 车辆从可充电储能系统(REESS)满电开始直至试验结束,基于特定试验循环下的能量消耗量和试验始末REESS的电能变化量计算得到的车辆续驶里程。

试验循环的速度区间 phase of the test cycle 试验循环的各个组成部分,与GB/T 38146.1—2019中4.2、4.3描述的“速度区间”概念一致。

试验项目

基础试验规程:电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法,常温环境下用于型式认证试验。

特殊试验规程:低温环境开启暖风装置制热状态下能量消耗量和续驶里程试验方法;高温环境开启空调制冷状态下能量消耗量和续驶里程试验方法。

1) 试验方法(基础试验规程)

试验条件

环境要求:试验室温度应设置为23 ℃,允许偏差为±5 ℃。浸车区域温度应设置为23 ℃,允许偏差为±3 ℃。

测试设备:测量参数、单位和准确度的要求见下表。

试验车辆:试验前磨合里程大于300km,应使REESS至少经历一次从满电直至荷电状态(SOC)最低值的过程,注明使用的润滑剂。

试验循环:中国工况,CLTC-P适用于M1类车辆,循环最高车速114km/h;CLTC-C适用于N1 类和最大设计总质量不超过3500 kg的M2类车辆),循环最高车速92km/h,根据车辆最高车速按GB 18352.6-2016 附件CA.5 进行修正。

测量参数、单位和准确度的要求

CLTC-P 工况曲线

CLTC-C 工况曲线

试验程序

• 初次充电

REESS的放电:应保证REESS能够放电至SOC最低值。

常规充电:推荐采取交流充电方式,充电功率应不高于42 kW;如果车辆仅有直流充电方式,或根据汽车生产企业建议并经由检验机构确定,可以选择直流充电方式。充电方式包括车载充电器和汽车生产企业建议的外接充电器。

充电结束的标准:当车载或外部仪器显示REESS已完全充电时,判定为充电完成。如果车载或外部仪器发出明显的信号提示REESS没有充满,在这种情况下,最长充电时间为:3×汽车生产企业规定的REESS能量(kWh)/供电功率(kW)。

• 试验流程

能量消耗量和续驶里程:使用相同的试验程序,试验开始前或开始时进行能量消耗量测试,对每个速度区间分别记录。

阻力加载:参照GB 18352.6-2016附件CC,采用测试质量和滑行阻力。

速度曲线公差:公差上限,+2.0km/h,时间在±1.0 s之内;公差下限, -2.0km/h,时间在±1.0 s之内。允许速度公差大于规定要求时间不超过1s,次数不多余10次。

试验流程——常规工况法

续驶里程不超过8个CLTC工况循环里程的车辆,以及仲裁试验。

CLTC-P×8=115.84km

CLTC-C×8=131.44km

在底盘测功机上采用CLTC工况进行试验,每4个试验循环允许浸车一次,浸车时间应不超过10 min。浸车期间,车辆启动开关必须处于“OFF”状态,关闭引擎盖,关闭试验台风扇,释放制动踏板,不能使用外接电源充电。

常规工况法测试流程

试验流程——缩短法

续驶里程超过8个CLTC工况循环里程的车辆。

缩短法速度片段由2个试验循环段和2个恒速段组成,其中DS1和DS2为试验循环段,分别由2个中国工况(CLTC)试验循环构成;CSSM和CSSE为恒速段,由较高的恒定车速构成,用以尽快放电,减少测试时间。

(a)M1类车辆目标车速

(b)N1类和最大设计总质量不超过3500kg的M2类车目标车速

缩短法测试流程

浸车:在进行恒速段CSSM的行驶过程中,根据下表规定进行浸车。浸车期间,车辆启动开关必须处于“OFF”状态,关闭引擎盖,关闭试验台风扇,释放制动踏板,不能使用外接电源充电,不允许关闭任何REESS的电流电压测量仪器。浸车后,平稳加速至恒速段,在1 min 内完成。

浸车时间要求

驾驶模式的选择:如果有主模式,且该模式可以使车辆在试验过程中跟随试验循环,则选择该模式。如果没有主模式,则按照示意图进行选择。

驾驶模式的选择示意图

终止试验的条件:试验过程中,当出现以下情况时应停止试验。常规工况法进行试验时,若车辆申报的最高车速不小于CLTC的最高车速,不能满足规定的公差要求时,应停止试验。若车辆申报的最高车速小于CLTC 的最高车速,对超过车辆申报最高车速的部分进行修正,此时要求驾驶员将加速踏板踩到底,允许车辆实际车速超过规定的公差上限,但不能满足规定的公差下限要求时,应停止试验。在目标车速不超过车辆申报最高车速时,不能满足规定的公差要求,应停止试验。按照缩短法进行试验时,若车辆在恒速段CSSE连续4s不能满足规定的公差下限要求,应停止试验。

达到试验结束条件时,挡位保持不变,使车辆滑行至最低稳定车速或5 km/h,再踩下制动踏板进行停车。

测量充电电量

试验结束后,车辆在2h内充电,选择交流充电时,电量测量设备应安装于车辆插头和供电设备之间;仅有直流充电,或根据生产企业建议选择直流充电时,电量测量设备应安装于供电设备和电网之间。达到充电结束标准时,REESS充电结束。

结果计算

能量消耗量的计算

续驶里程的计算

型式认证值的确定

汽车生产企业申报综合值:能量消耗量EC, Wh/km ,续驶里程BER,km;四舍五入精确至整数。

型式认证值判定流程图

试验次数判定准则

插值法• 插值系族

a)驱动电机类型和数量(结构类型,异步/同步等),冷却剂类型(空气,液体)和任何其他的可能影响能量消耗量和续驶里程情况相同;

b) REESS 类型(型号,容量,额定电压,额定功率,冷却剂类型(液体,空气))相同;

c) 换挡类型(如手动挡、自动挡、CVT)及换挡模型(如扭矩值、齿轮数、离合器数等)相同;

d) 动力轴数量相同;

e) 驱动电机与REESS 之间、REESS 与低电压能量供应之间及REESS 与充电插座之间的能量转换类型以及其他能够影响能量消耗量和续驶里程情况相同;

f) 动力系统内所有影响能量消耗量和续驶里程的运行策略相同;

g) n/v比值(驱动电机转速除以车速)。对最常使用的变速箱类型来说,传动比差百分比要低于8%。

生产一致性

参照GB/T 19233——2020中关于生产一致性的判定要求。

生产一致性保证计划:试验仅进行第一个试验循环,确定ECDC ,first CLTC,计算ECDC ,COP。

生产一致性要求:进行完整试验,得到电量消耗量EC,续驶里程BER。

固定渐变系数:针对能量消耗量生产一致性试验,固定渐变系数采用0.96;针对续驶里程生产一致性试验,固定系数采用1.04,同时应对部分公式进行替换。

2) 试验方法(特殊试验规程)

低温环境开启暖风装置制热状态下能量消耗量和续驶里程试验

环境要求:平均温度为(-7±3)℃

试验方法:常规工况法

阻力加载:参照GB 18352.6-2016附录H低温试验阻力加载方式。

预处理:REESS放电期间,试验室温度应保持相对稳定,且不得高于28℃。

浸车:充电结束12h内进行浸车,车辆关闭全部车窗情况下,在(-7±3)℃ 浸车12~15h,浸车期间,每小时平均环境温度应保持在(-7±3)℃的范围内,瞬时温度应保持在(-7±6) ℃的范围内,且不得连续 3 min处于(-7±3)℃之外 。

暖风装置的设定:试验过程中,关闭全部车窗,空调设置到外循环及吹脚模式,使车内温度测量点的平均温度尽快达到20 ℃以上,之后保持在20 ℃~22 ℃的范围内直至试验结束。自动控制式空调设定为“自动模式”,温度为22 ℃;手动控制式空调,设定为最大加热模式,风量调为最大挡,车内温度达到20 ℃后,将风量调为中挡,调节温度旋钮,使车内温度测量点的平均温度尽量保持在20 ℃~22 ℃的范围内;对有中排、后排出风口的车辆,关闭或封闭中、后排出风口,前排出风口开度置于最大,出风口方向置于中间位置。

测量点温度:采集频率不低于1Hz,达到20℃之后,每10min平均温度在20℃~24 ℃,每1min平均温度在17℃~25 ℃ 。

结果计算:参照常规试验规程。

温度测量点位置

高温环境开启空调制冷状态下能量消耗量和续驶里程试验

环境要求:平均温度为(30±2)℃,太阳辐射强度为(850±45)W/m2,以车顶最高点平面 为基准设定。

试验方法:常规工况法

阻力加载:参照GB 18352.6-2016附件CC

预处理:REESS放电期间,试验室温度应保持相对稳定,且不得高于28℃。

浸车:充电结束12h内进行浸车,车辆关闭全部车窗情况下,在(30±2)℃ 浸车至少0.5h。 暖风装置的设定:试验过程中,关闭全部车窗,空调设置到内循环吹面模式,可按照企业指定的温度及风量设置方案进行空调设定,使车内温度测量点的平均温度尽快达到25℃以下,之后保持在23 ℃~25 ℃的范围内直至试验结束。自动控制式空调设定为“自动模式”,温度设定为不超过25℃;手动控制式空调,设定为最大冷却模式,风量调为最大挡,车内温度达到25 ℃后,调节温度旋钮,使车内温度测量点的平均温度尽量保持在23 ℃~25 ℃的范围内;对有中排、后排出风口的车辆,关闭或封闭中、后排出风口,前排出风口开度置于最大,出风口方向置于中间位置。

测量点温度:采集频率不低于1Hz,达到25℃之后,每10min平均温度在21℃~25 ℃,每1min平均温度在20℃~28 ℃ 。

结果计算:参照常规试验规程。

温度测量点位置

3) 标准差异对比

《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法 第1部分:轻型汽车 》21

4) 检测能力介绍

来源:第一电动网

作者:电动汽车知识官

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