5项纯电动汽车能耗与续驶里程测试标准对比分析| GB/T 18386.1、ISO 8714、SAE J1634、ECE R101、JIS D1301
汽车能耗与续驶里程之间存在密切的关系,能耗通常是指车辆在行驶过程中消耗的能量,而续驶里程则表示一辆车能够在一次充电(电动车)或一次加油(燃油车)之后行驶的距离。
对于纯电动汽车(EV)而言,能耗主要与电池容量、电机效率、驾驶行为、气温等因素有关。一般来说,电动车的能耗可以用单位为千瓦时每百公里(kW·h/100km)来表示。
本文主要对中国国家标准、国际标准ISO、美国SAE、欧盟UNECE、日本JIS等标准针对纯电动汽车电能消耗和续驶里程的具体测试要求进行对比分析,列出主要内容点,并对标准之间的主要相同点和不同点进行简要分析,以期深入分析能耗与续驶里程这两个参数的测试方法。
1、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》
GB/T 18386.1-2021是参照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)等相关法规和标准制定的。
GB/T 18386.1-2021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。
对于续驶里程不超过8个CLTC工况循环里程的车辆,采用常规工况法进行测试;
对于续驶里程超过8个CLTC工况循环里程的车辆,采用缩短法进行测试。
试验循环: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。
CLTC-P工况曲线
CLTC-C工况曲线
试验程序:对新能源汽车可充电储能系统(REESS)初次充电后,采用相应法规工况进行能量消耗量和续驶里程测试,测试完车鞥后再次充电。
2、ISO 8714-2023《电动道路车辆 参考能耗和续航里程 乘用车和轻型商用车试验程序》
ISO 8714-2023标准适用于最大质量不大于3.5t和最高车速不小于70km/h的纯电动乘用车和轻卡的能耗和里程测量,其规定的测试工况分为欧洲NEDC((New European Driving Cycle)行驶循环、美国UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule)及HFEDS(Highway Fuel Economy Driving Schedule)行驶工况、日本的10/15工况循环,三者都包括低速(城市)工况+高速(市郊)工况。
欧洲NEDC工况
美国UDDS工况
日本的10/15工况
能耗与续驶里程试验选择上述欧洲、美国、日本3种行驶循环之一进行,能耗和里程必须使用同一个试验完成。
3、SAE J1634-2021《电动汽车能量消耗和续驶里程试验方法》
SAE J1634-2021建立了测试能够在公共和私人道路上运行的电池电动汽车(BEV)的统一程序并提供标准试验,,用来确定纯电动汽车的能耗和续驶里程情况。
标准中规定的试验行驶工况可以采用EPA(Environment Protection Agency)和CARB(California Air Resources Board)要求的UDDS、HFEDS、US06、SC03、COLDUDDS等5种行驶工况,此外在这个规程中还有1种等速工况CSC。
SAE标准中具体试验根据纯电动汽车的续驶里程情况分为两种:
SCT单循环工况(UDDS或HFEDS)里程和能耗测试,用于确定BEv总的城市和高速里程和能耗,推荐用于里程低于97km的BEV;
MCT组合循环工况(UDDS&HFEDS&CSC)里程和能耗测试,用于确定组合循环工况的续驶里程和能耗值,推荐用于里程大于97km的BEV。
4、ECE R101-2010《M1、N1类车辆的电能消耗和行程的测量进行认证的统一规定》
ECE R101-2010是一个关于二氧化碳排放、能耗里程方面测试的综合标准,电耗测量方法跟里程测试规程规定是分开进行的。
ECE R101规定了纯电动汽车的电耗测试基本步骤如下:
①车辆准备;
②初始充电;
③运行两次NEDC循环工况。记录两个NEDC循环的实际行驶距离;
④充电并记录交流充电电能(电网电能);
⑤计算能耗=充电电能/实际行驶距离
ECE R101标准和GB/T 18386、IS0 8714、SAE J1634中规定的电耗测试不同之处是:ECE不是采用电池放电至达到试验停止标准时测试能耗,仅用两个NEDC循环计算电能能耗,方法简捷省时。
ECE R101规定了纯电动汽车的纯电续驶里程测试基本按照电耗测试规定条件进行,差别是续驶里程测试过程满足试验结束要求为止。
5、JIS D1301 《电动车辆一续驶距离和能耗率测量方法》
日本工业标准JIS D1301基于IS08714标准提出,适用范围为3.5t及以下车辆.
JIS D1301给出10/15工况循环试验循环由3个10模式循环(城市工况)加上1个15模式循环(市郊工况)组成,试验重复10/15工况循环直到达到试验停止要求,试验停止后停车。
能耗采用行驶能量消耗率方式计算,即能耗C=E×1000/D(w·h/km),D(km)为行驶距离(续驶里程),E(kw·h)为测试电池交流充电电能。
6、总结
较低的能耗意味着车辆在行驶相同距离时消耗的电量更少,从而续驶里程更长,纯电动汽车的能耗和续驶里程是生产商和消费者都很关注的两个主要性能参数,可以更好地评估车辆的经济性和使用成本。
纯电动汽车能耗测试及能耗模型的建立,对于规划经济速度,估算续驶里程的基础,评估纯电动汽车的节能效果有重要的意义。
关于纯电动汽车的能耗和里程测量,即使国内外相关测试标准采用的行驶循环都有所不同,但都力求反映当地的实际道路使用情况。