这是真的吗?如果真的更虚,为什么要花大力气推出CLTC、CHTC中国工况呢?哪种测试工况结果更科学呢?

科普  NEDCCLTCCHTC等哪种测试工况测出的能耗更科学

带着这个疑问,

大略理解,CLTC是针对乘用车制订的、CHTC是针对商用车制订的。
这个理解并不严谨(CLTC-P针对轻型乘用车,CLTC-C针对的是轻型商用车),但对咱们吃瓜群众来说,完备够用!

咱们在评价CLTC、CHTC虚不虚的时候,常日是与其它驾驶循环比出来的。
乘用车领域,常拿来与CLTC比拟的有NEDC、WLTC、EPA,它们的基本情形如下:

· NEDC(New European Driving Cycle):新欧洲驾驶工况。
欧洲与中国的紧张测试工况,直到2020年才被替代为WLTC。

· WLTP(World Light Vehicle Test Procedure):天下轻型车测试规程。
欧洲开拓出的新标准,命名为「天下标准」,挺霸气。

· CLTC (China Light Vehicle Test Cycle):中国轻型车测试工况。
由中汽研中央牵头,行驶超过41个代表性城市,建立了包含3832辆车的采集车队,覆盖传统乘用车、轻型商用车和新能源汽车,网络了约3278万公里的车辆运动特色、动力特色和环境特色数据后体例而成,2021年10月正式履行。
干系标准为《电动汽车能量花费量和续驶里程试验方法》。

· EPA (Environmental Protection Agency):美国环保局制订的一种测试标准,一贯在美国履行。

商用车领域,常拿来与CHTC比拟的是C-WTVC工况:

· C-WTVC (China World Transient Vehicle Cycle):中国重型商用车瞬态工况。
根据GB/T 27840-2011《重型商用车燃料花费量测试方法》,在环球重型商用车的WTVC根本上调度后天生的。
类比理解,C-WTVC可以认为是商用车领域的WLTP。

· CHTC (China Heavy-duty Commercial Vehicle Test Cycle) :中国重型车商用车测试工况。
由中国汽车技能研究中央联合行业有名整车企业、检测机构和高校成立了标准体例组起草制订。
类比理解,CHTC可以认为是商用车领域的CLTC。

大家实在更关心乘用车,毕竟买车都是买乘用车嘛,谁家没事买个重卡去露营呢?那咱们就从乘用车聊起。

乘用车领域:CLTC真的虚吗?

为了回答此题,我打开了尘封已久的Matlab,画了大半天的把各个循环重新算了一遍:

粗暴理解的话,驾驶工况实在便是不同的车速曲线。
我们将NEDC、WLTC、CLTC-P画在同一张图上,可以看出如下差异:

·真实性:NEDC循环由笔直的折线组成,缺少真实性。
WLTC与CLTC-P循环,至少「看起来像」真实开出来的速率曲线,随机性较强、车速变革较为剧烈。

·均匀速率:目测是WLTC>NEDC>CLTC。
目测不太准确,我们画出三种循环的直方图:很明显,80km/h以上的高速区间里,WLTC要明显多于NEDC与CLTC-P。

进一步地,我们可以打算出三种循环的均匀速率:全程均匀速率,以及去掉「怠速状态」后的行驶均匀速率。
可以看到,WLTP的均匀速率远高于NEDC与CLTC,而CTLC比NEDC还低。

大体上来说,车速越高,续航越低。
根据Peter Mock[1]等人的研究,燃油车的WLTC工况将比NEDC工况均匀碳排放(也便是油耗)高5.7%-7.7%。

由于电动车没有变速箱,以是能耗对车速更加敏感,粗略估计能耗将提高15%。
不少电动车可选择显示NEDC续航或WLTC续航,就采取了一个大略的换算公式:

WLTP续航=NEDC续航 × 0.85

CLTC的均匀速率比NEDC还低,因此测出来的电动车续航可能会提高1.5%[2]-3.0%[3]。
也可能会提高更多,乃至达到5%-10%。

众所周知,油车的NEDC油耗很虚,电车的NEDC续航也很虚。
因此,大家都翘首以盼WLTP与CLTC新标准的履行。

结果大家创造:WLTP确实更踏实了一些,但并未在中国履行(仅短暂地在燃油车上履行);在中国履行的CLTC续航乃至比NEDC还虚!

越改越虚了,这是搞啥呢?这不禁让人想破口大骂,该不会立法机构被车企给绑架了吧?

实在,这是想多了 —— CLTC不仅是为电动车制订的,更是为燃油车制订的;乃至可以大胆地说,CLTC的涌现,便是针对燃油车的。

刚才我们从速度角度比拟了三个循环,下面咱们再比拟一下加速度 —— 衡量驾驶剧烈程度的指标。

图中可以看到,NEDC最温和,目测CLTC的加速度比WLTP更剧烈,也便是加速更多,制动也更快。
假设车重2吨,三种循环下的百公里驱动能量分别为6.22kWh、8.51kWh、9.68kWh,驾驶最剧烈的果真是CLTC!

剧烈驾驶,会对燃油车的油耗与排放造成不利影响:

·对油耗的影响:燃油车无法回收制动能量,制动多会显著增加油耗。
电动车的CLTC续航比较高的,每每也是制动能量回收技能做得比较好的!
虽然电动车WLTP续航比CLTC续航差别可达20%,但燃油车在两种循环下的油耗却差不多[4]!

·对排放的影响:这个就很繁芜了,要不直接当作果吧。
文献[5]显示,相同行驶间隔下,CLTC的CO排放比WLTC高55.40%、THC排放高79.30%。
其余一个文献[4]也显示出,CLTC的排放要比WLTP多不少。
燃油车直呼:CLTC太难了啊!

实际上,CLTC对电动车造成的影响微乎其微,对燃油车的影响则是毁天灭地的!
从燃油车角度来看,CLTC是比WLTP还要难得多的驾驶循环!

说白了,电动汽车的能耗特性太大略了,给了速率曲线就能算出个八九不离十。
由于基于电磁事理的电机相应很快,以是不管是规则曲线(NEDC)、还是繁芜曲线(WLTP或CLTC),对电动车来说无所谓的。

从电动车的角度来看,最新的WLTP、CLTC与传统的NEDC并没有实质差异,无非便是乘个系数换算一下的事情,没必要花费人力物力去改标准。
抱怨CLTC太虚的电动车主可以歇歇了,这本来便是为了针对燃油车而生的标准,你们电动车拼个单凑合用一下就行了。

商用车领域:CHTC有何特点?

商用车有个特点是「专车专用」:没人会拿重卡跑货拉拉,也没人拿长途客车当公交用。

考虑这一情形,CHTC进一步细分成了6个工况:城市客车工况(CHTC-B)、客车(不含城市客车)工况(CHTC-C)、货车工况(CHTC-T)、自卸汽车工况(CHTC-D)、半挂牵引车(CHTC-S)工况[7]。

进一步细分的思路,也并不是CHTC的创始。
之前的C-WTVC也划分出了市区循环、公路循环与高速循环[8]。

根据GB/T 27840-2011《重型商用车燃料花费量测试方法》,依据车辆类型与最大设计总质量的不同,不同细分类型的商用车采取不同比例的市区、公路、高速循环来测试。

与乘用车领域相似,CHTC的怠速比例增加、均匀车速降落,理论上对电驱动总成的商用车有利,但对传统动力非常不利。

论文[9]指出:CHTC下的传统动力总成商用车,不仅油耗会增加,怠速、低速韶光段内车辆的排气温度较低,保温方法较差的车辆排放表现会较为恶劣。
最大加、减速率和相对正加速度提高,使车辆的负荷增加,油耗增加,同时,负荷增加在一定程度上会导致燃烧不充分,排放恶化。

论文[9]在底盘测功上对城市客车、普通客车、货车、自卸车、半挂牵引车等6个样车进行试验创造:较之C-WTVC,CHTV下的油耗与二氧化碳排放均有较小程度的上升,而一氧化碳、氮氧化物、颗粒物等污染物排放有显著上升。

论文[8]通过对15种不同类型的重型商用车仿真创造:CHTC与C-WTVC比较,综合油耗仿照结果赶过17%,市区段仿照结果赶过73%,公路段仿照结果赶过15%,高速段仿照结果赶过3.1%。

值得把稳的一点是,CHTC怠速比例增加、均匀车速降落,这对电驱动总成的商用车有利。

当前的新能源重卡,不管是纯电、混动还是氢燃料电池车,都是柴油重卡魔改而成 —— 将发动机大略地换成电机,其它东西只管即便少动。
长期来看,无论是纯电、混动还是氢燃料电池重卡,都须要依赖电驱动桥这项关键技能来提升效率。

中心驱动的劣势便是传动效率比较低,根据清华大学李建秋教授在百人会论坛上的报告[10],范例传动效率只有82.3%。

清华团队自2016年开始研究轮毂电机构型,并开展了分布式驱动掌握的干系项目;2019年,清华电动轮新构型报告国际专利,电动轮技能开始运用在氢燃料电池汽车中;2020年,清研华科新能源研究院孵化企业——清研易为公司成立,并得到了广泛的社会投资,开始了清华电动轮的家当化发展之路。

目前,清研易为广泛参与国家重大科研项目和头部车企的前沿车型研制项目,初步形成了重卡电动轮系列、客车电动轮系列、轿车电动轮系列等轮毂电机产品谱系,同时研制出新一代重卡同轴双电机分布式电驱桥产品。
清研易为轮毂电机系统产品具有高效率、轻重量、整车适应性好等技能上风,引领了分布式驱动领域的发展方向。

上图是来自清研易为两款商用车产品,分别为重卡及客车设计,传动效率达96%,从电机掌握器输入到轮边输出最高效率达94%。

总结

与原工况比较,无论CLTC还是CHTC都有三个共同特点:传统动力总成的油耗小幅提升、排放大幅提升,电驱动总成的能耗小幅降落。

一句话概括:燃油车更难堪了,电动车则舒畅了一些。

参考文献

[1] Mock P, Kühlwein J, Tietge U, et al. The WLTP: How a new test procedure for cars will affect fuel consumption values in the EU[J]. International Council on Clean Transportation, 2014, 9: 35-47

[2]赵迁, 辛雨, 马永志,等. NEDC切换到CLTC-P对纯电动汽车经济性的影响[C]// 2020中国汽车工程学会年会论文集(2). 2020.

[3]陈松乐, 游云鹏, 马钦锋. 基于不同测试循环的电动汽车续驶里程与能耗剖析[J]. 当代车用动力, 2021(3):5.

[4]刘慎微, 黄成林, 刘文亮,等. WLTC和CLTC-P循环工况及其排放污染物和油耗剖析[J]. 北京汽车, 2021(1):5.

[5]中国工况相对WLTC工况的排放差异研究。
梁洪浩, 封博明, 于磊里 , 涂险峰SAE2021

[6]侯聪. 基于出行特色的插电式稠浊动力汽车能耗评价与优化[D]. 清华大学, 2014.

[7] 《中国汽车行驶工况》国家标准第2部分:重型商用车辆搜聚见地稿体例解释

[8] 闫祯, 王兆, 郑天雷,等. 不同工况下重型商用车燃料花费量仿照打算结果比拟研究[J]. 中国汽车:英文版, 2019(2):6.

[9] 宋子钰, 陶云飞, 张晖,等. CHTC与C-WTVC工况油耗和排放的试验研究[J]. 汽车技能, 2020(6):7.

[10] 2022百人会论坛 | 商用车可持续发展论坛

https://auto.gasgoo.com/news/20