五部門關(guān)于開展2024年新能源汽車下鄉(xiāng)活動(dòng)的通知
干貨|電動(dòng)車?yán)m(xù)航造假,是誰在欺騙你?
干貨|電動(dòng)車?yán)m(xù)航造假,是誰在欺騙你?在各類電動(dòng)車交流平臺(tái)中,類似的對(duì)話屢見不鮮。這種狀況像極了當(dāng)年智能手機(jī)剛出來那會(huì)兒,論壇中充斥著關(guān)于“充滿電能用多久”的話題,卻罕有一致的意見。
在各類電動(dòng)車交流平臺(tái)中,類似的對(duì)話屢見不鮮。這種狀況像極了當(dāng)年智能手機(jī)剛出來那會(huì)兒,論壇中充斥著關(guān)于“充滿電能用多久”的話題,卻罕有一致的意見。
擁有一輛車帶來的最大改變,就是活動(dòng)半徑的增加,只要你愿意,可以在任何時(shí)候踏上一場(chǎng)“說走就走的遠(yuǎn)行”,即便你很少長(zhǎng)途駕駛,但重點(diǎn)在于擁有自由選擇的“權(quán)力”。這就是為什么盡管不少電動(dòng)車的續(xù)航已經(jīng)不輸燃油車,但由于補(bǔ)能設(shè)施數(shù)量和補(bǔ)能速度與燃油車仍有差距,所以提速快、行駛安靜、單踏板駕駛方便、用車成本低……這些電動(dòng)車的優(yōu)點(diǎn),在“續(xù)航焦慮”問題面前似乎不堪一擊。
通過車企的宣傳也不難看出市場(chǎng)的“一致性”,幾乎所有電動(dòng)車的廣告和傳播中,續(xù)航一定是作為最重要的數(shù)據(jù)擺在醒目的位置。如果沒有這么做,不用多想,大概率是續(xù)航表現(xiàn)不盡人意。
不過對(duì)于電動(dòng)車如此重要的參數(shù),續(xù)航一直被詬病存在“虛標(biāo)”現(xiàn)象,實(shí)際續(xù)航遠(yuǎn)低于廠商宣傳的標(biāo)稱續(xù)航。例如有些電動(dòng)車,標(biāo)稱續(xù)航200公里,實(shí)際續(xù)航僅有100公里左右,高速行駛的續(xù)航可能100公里都沒有,甚至如果遇到冬天或者夏天需要開空調(diào),可能就更低了。
那么問題來了,為何有的人能夠跑出比標(biāo)稱續(xù)航更長(zhǎng)的數(shù)據(jù),難道他們真的都是托么?要想弄清楚這個(gè)問題,得從電動(dòng)車?yán)m(xù)航受哪些因素影響,以及電動(dòng)車的標(biāo)稱數(shù)據(jù)的來源說起。
是什么扼殺了續(xù)航
無論是燃油車還是電動(dòng)車,簡(jiǎn)單來說,影響其續(xù)航的因素其實(shí)就兩個(gè),一是車載能源有多少,二是能源使用效率有多高。
相比燃油車而言,目前無論電動(dòng)車搭載多少kW·h(度)的電池包,都無法與一箱油媲美能源大小。一加侖汽油所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于33.705kW·h電力(國(guó)際通用換算標(biāo)準(zhǔn)),也就是一升汽油相當(dāng)于8.9kW·h。一輛普通的燃油車油箱大小約為60升左右,換算成電力約為534kW·h(大約是家庭平均月用電量的兩倍),而目前市場(chǎng)上純電動(dòng)車搭載的電池包一般在30kW·h到100kW·h之間,對(duì)比之下,燃油車攜帶的能源大概是純電動(dòng)車的5~18倍之間。
一輛燃油車,續(xù)航平均在500公里左右,按理說電動(dòng)車攜帶如此少的能量,其續(xù)航應(yīng)該也就幾十公里。但別忘了還有能源使用效率問題,也就能量守恒定律,燃油車的汽油能量要先經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換(平均33%,頂級(jí)熱效率也就41%左右),隨后經(jīng)過一系列機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,最終呈現(xiàn)在續(xù)航上的效率大約只有22%左右(汽油20%,柴油25%,頂級(jí)30%多);而對(duì)于電動(dòng)車而言,電力進(jìn)入電機(jī)轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)90%多,頂級(jí)98%),再進(jìn)過傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,最終成現(xiàn)在續(xù)航的效率可超過80%多(頂級(jí)90%多)。
能源使用效率其實(shí)就是電動(dòng)車用車成本低的根本原因,也就是你為汽油花10塊,僅有2塊用于行駛,而電動(dòng)車則有9塊用于行駛。但也正是這個(gè)原因,使得電動(dòng)車的續(xù)航非?!按嗳酢薄?/p>
燃油車就像是大土豪,錢多任性,例如在城市低速工況下,其效率更低,可能被浪費(fèi)能量除了變成熱能被排放掉之外,還可以用于帶動(dòng)發(fā)電機(jī)和空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,從而為車載電器提供電能和冷風(fēng),此外冬天時(shí)候,多余的熱能被空調(diào)系統(tǒng)利用,送入車內(nèi)取暖。所以即便燃油車開空調(diào),無論冬天夏天,只要車輛不出現(xiàn)故障,續(xù)航影響程度都不會(huì)太夸張,因?yàn)檫@些能源恰恰來自于“被浪費(fèi)”的部分,不用白不用。
而電動(dòng)車由于電池包能量有限,且?guī)缀鯖]有“浪費(fèi)”,除了動(dòng)能回收系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)(比如將電機(jī)、電池包產(chǎn)生的熱能利用)能夠回收一些能量,其他每一分“錢”都要精打細(xì)算。尤其是在冬天時(shí)候,除了需要直接消耗電能供發(fā)熱系統(tǒng)(多種技術(shù)手段,效率不同,熱泵系統(tǒng)綜合比較下是最優(yōu)解,例如Model Y即采用的熱泵系統(tǒng),而非Model 3所用的PTC)提供暖風(fēng),還需要給電池包加熱。
有得必有失,當(dāng)電動(dòng)車擁有極高能源使用效率的時(shí)候,對(duì)于車載能源總量就相對(duì)敏感許多。但這還只是從使用層面角度考慮,電池包本身能量總數(shù)也會(huì)受到一些因素影響。
電動(dòng)車與燃油車不同,汽油存入油箱后只要不發(fā)生泄露,儲(chǔ)存的能量總數(shù)基本不會(huì)變(蒸發(fā)泄露的忽略不計(jì)),所以燃油車長(zhǎng)期使用續(xù)航下降,多是發(fā)生在能量轉(zhuǎn)換階段,但電動(dòng)車就不太一樣。由于電動(dòng)車機(jī)械零部件較少且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,長(zhǎng)時(shí)期使用雖然也會(huì)有損耗,但其使用壽命和可靠性要遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)要好的多,所以電動(dòng)車長(zhǎng)期使用續(xù)航下降,多是由于能量總數(shù)減少。
目前市面上純電動(dòng)車大多數(shù)都是由鋰電池作為能量來源,主流鋰電池大致可以分為兩類:磷酸鐵鋰和三元鋰電池,而三元鋰電池又可以分為NCA(鎳鈷鋁,特斯拉專用)和NCM(鎳鈷錳,行業(yè)主流),其他關(guān)于電池的科普請(qǐng)看筆者另兩篇文章(馬斯克:下一步我干啥,你猜,200年的電池進(jìn)化史)。但不管使用的是哪種鋰電池,就目前的電池技術(shù)而言都會(huì)受到多種因素影響其表現(xiàn),例如生產(chǎn)階段問題、不同配方特性、極端溫度情況、充放電情況等。
影響電池表現(xiàn)可分為兩類:臨時(shí)性和永久性。
臨時(shí)性主要指的是溫度影響,低溫時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加、鋰離子鍍膜現(xiàn)象等,導(dǎo)致可用容量下降,放電速率下降(性能)。舉個(gè)形象的比喻,大量的鋰離子就像是一群小朋友,天氣過冷,導(dǎo)致大家活動(dòng)意愿下降,甚至三無成群取暖,即便老師強(qiáng)迫要求出去活動(dòng),也會(huì)因?yàn)樗俣认陆?,?dǎo)致教室大門發(fā)生擁堵,進(jìn)而單位時(shí)間出門的小朋友數(shù)量減少。
但過高的溫度影響可用容量不太一樣,同樣是一群小朋友,在過熱的溫度會(huì)使得它們?cè)陝?dòng)不安,極高的活動(dòng)熱情雖然看似速度增加了,但是不但沒有加速出入大門的速度,反而失序?qū)е抡w效率下降,對(duì)總電量影響不大,但對(duì)性能有影響,并且可能會(huì)造成電池不可逆的損傷。
由此帶來的影響是巨大的,相比正常25度溫度時(shí),當(dāng)氣溫下降至零下20度,續(xù)航可下降35%左右,零下10度,續(xù)航下降25%左右,零度,續(xù)航下降15%左右。如果考慮到暖風(fēng)空調(diào),續(xù)航下降會(huì)再添加10~15%。
相比之下,溫度上升對(duì)續(xù)航影響并不顯著,當(dāng)溫度上升至35度時(shí),續(xù)航才下降5%左右,本質(zhì)上是因?yàn)樾枰o電池降溫(所以電池包越大,耗電會(huì)多一些);而開了空調(diào),下降將再提升10~15%左右。
(注:各個(gè)車型由于采用不同的電池和電池包技術(shù),以及不同的溫控系統(tǒng),最終續(xù)航下降數(shù)據(jù)會(huì)有不同。比如AAA測(cè)試報(bào)告中:
零下7度開暖風(fēng)的續(xù)航情況,2018款寶馬i3續(xù)航下降46%,2018款雪佛蘭Bolt續(xù)航下降47%,2018日產(chǎn)凌風(fēng)下降32%,2017款Model S續(xù)航下降38%;零下7度不開暖風(fēng)情況下,四款車?yán)m(xù)航下降分別為
14%、10.4%、10.8%、11.1%。
35度時(shí)開空調(diào),上述四款車?yán)m(xù)航分別下降21%、19.1%、12.2%、15%;35度不開空調(diào),分別下降4%、2.1%、2.2%、6%)
(另:對(duì)比續(xù)航下降數(shù)據(jù)的分母,是標(biāo)稱續(xù)航,非實(shí)際續(xù)航)
其實(shí)過低和過高都會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)生不可逆的損傷,這是由物理和化學(xué)特性決定的。所以車企會(huì)在電池包中加入溫控系統(tǒng),通過對(duì)電池包溫度調(diào)節(jié),一方面可以保證電池包充放電性能,另一方面避免不可逆的損傷,延長(zhǎng)電池使用壽命。(所以無論是否使用空調(diào),溫控系統(tǒng)都會(huì)在溫度過高或者過低時(shí),服務(wù)于電池包)
關(guān)于不可逆損傷的具體技術(shù)細(xì)節(jié)就不展開來談,簡(jiǎn)單來說,在受到除了溫度之外諸多因素影響,電池會(huì)出現(xiàn)不同程度的衰減(容量下降為主,性能損耗相比較少)。更好理解一些,電池像是水杯,充滿電就是倒?jié)M水,放電就是將水倒出來,在這個(gè)過程中,“水灑了”意味著可用電能減少(不太準(zhǔn)確,但充電過程不是從外界拿來水資源,而是幫助你將倒出的水倒回來,所以水灑了就會(huì)導(dǎo)致水的總量減少),“杯子磕碰了”意味著能夠存儲(chǔ)的總量減少了,兩種形式形式最終都會(huì)導(dǎo)致電池衰減。
雖然電池衰減是不可避免的,但遠(yuǎn)沒有大家想象的那么夸張,電池壽命在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到了上述所有的情況,并給出了電池設(shè)計(jì)壽命值。
電池壽命可分為循環(huán)壽命和日歷壽命,意思是當(dāng)電池容量衰減為80%原始設(shè)計(jì)容量時(shí),即為壽命終止時(shí)間(EOL,End Of Life)。循環(huán)壽命指的是在指定外部環(huán)境下,從100%到0%電量,可以實(shí)現(xiàn)多少次充放電到達(dá)EOL,但循環(huán)壽命與平時(shí)大家理解的“充一次電”不同,如果平時(shí)放電深度(DOD,Depth Of Discharge)不是100%,而是50%(例如80%到30%,70%到20%),其循環(huán)壽命并非是直覺理解的變?yōu)閮杀?,而是成幾何?jí)上漲,如果DOD平均值在40%左右,其循環(huán)壽命最高可增長(zhǎng)十幾倍甚至更高。
而日歷壽命則指的是在長(zhǎng)期不使用電池的情況下,在某一保留電量SOC(State Of Charge)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),電池在多久后會(huì)到達(dá)EOL。日歷壽命取決于電池溫度和SOC,較為理想的溫度在20~35度區(qū)間,SOC保留在50%左右,其循環(huán)壽命可長(zhǎng)達(dá)20年以上。
不同的電池其循環(huán)壽命和日歷壽命都有些不同,但最差的循環(huán)壽命也有接近1000次(假設(shè)某電動(dòng)車200公里續(xù)航,循環(huán)壽命內(nèi)也能保證20萬公里后到達(dá)EOL),日歷壽命超過10年,這也是為什么所有的車企給出的電池保修政策幾乎都是“15萬公里,8年”免費(fèi)更換電池包。另外循環(huán)壽命和日歷壽命會(huì)互相影響,所以車企在保修政策中加入了“兩者條件觸發(fā)任意一個(gè)為準(zhǔn)”。
實(shí)際上,過沖、過放、溫度影響等諸多問題都可以由BMS以及隱藏電量來解決,比如電動(dòng)車宣稱電池容量與實(shí)際電池容量其實(shí)是不同的,以Model 3長(zhǎng)續(xù)航為例,實(shí)際電池容量為78kW·h,可用容量為75kW·h,在設(shè)計(jì)之初已經(jīng)考慮到了實(shí)際使用可能發(fā)生的情況。但同時(shí)也意味著,車企對(duì)于該溫控和BMS的技術(shù)積累,決定著其電池的壽命情況。
比如在特斯拉車主長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中顯示(包括最早一批的Model S/X),絕大多數(shù)用戶在都在90%續(xù)航容量以上,甚至有行駛40萬公里以后還保持在85%左右的用戶,當(dāng)然受諸多因素影響,也有個(gè)別用戶遇到了嚴(yán)重衰減。
此外影響續(xù)航的另一個(gè)重要原因,就是駕駛習(xí)慣問題。駕駛習(xí)慣影響續(xù)航其實(shí)對(duì)于燃油車也一樣,只是人們對(duì)于電動(dòng)車?yán)m(xù)航“過于敏感”,從而嚴(yán)重放大了這個(gè)問題。這其中的原因筆者就不過多解釋,稍微想一想就能明白為什么。
綜上所述,電動(dòng)車?yán)m(xù)航受到非常多的因素影響,有客觀原因,有使用者主觀原因,使得不同車主給出的實(shí)際續(xù)航數(shù)值出現(xiàn)較大的差別。但問題在于,對(duì)于一輛新車,其續(xù)航受到上述因素影響甚微,理論上其實(shí)際續(xù)航應(yīng)該接近于廣告宣傳的標(biāo)稱續(xù)航,然而現(xiàn)實(shí)情況卻完全不同,很多車型在新車狀態(tài)下,實(shí)際續(xù)航與標(biāo)稱續(xù)航相差甚遠(yuǎn),甚至能打?qū)φ郏@又是為什么?
“善良”的出題人?
標(biāo)稱續(xù)航是有同一標(biāo)準(zhǔn)的,但這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大多“傳承”于“汽車能耗測(cè)試”,也就是平時(shí)常見的“百公里油耗”“排放污染”等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試工況。目前全球采用的主流標(biāo)準(zhǔn)有NEDC(New European Driving Cycle,新歐洲駕駛循環(huán))、EPA(Environmental Protection Agency,美國(guó)環(huán)境保護(hù)總署)、JC08(Janpanese Cycle,日本循環(huán))、WLTP(Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure,歐洲提出的輕型車測(cè)試循環(huán))。
標(biāo)稱續(xù)航的數(shù)據(jù)就是有關(guān)機(jī)構(gòu)采用不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。無論是燃油車油耗還是電動(dòng)車?yán)m(xù)航,本質(zhì)上測(cè)試數(shù)據(jù)都只是一個(gè)參考值,也就是“老師”統(tǒng)一出卷子,在保證絕對(duì)相同的測(cè)試條件下,對(duì)每個(gè)“學(xué)生”進(jìn)行打分。畢竟實(shí)際使用情況各有不同,所以參考數(shù)據(jù)僅有一定參考價(jià)值,其目的是為了橫向比較。哪怕“工信部油耗”與實(shí)際不符,但標(biāo)稱4.5升/百公里的車,使用喜歡相同情況下一定比6升/百公里的車要省油。
但關(guān)鍵點(diǎn)在于,燃油車哪怕油耗再高,由于加油站數(shù)量多和加速方便,車主大概率不會(huì)因此而產(chǎn)生焦慮,只不過是錢包焦慮罷了。所以雖然燃油車?yán)锍瘫泶蠖嘁矔?huì)顯示“剩余里程”,但幾乎沒有幾個(gè)人會(huì)在意這個(gè)數(shù)值。
電動(dòng)車就不同了,無論是車主還是吃瓜路人,都絲毫不放松的盯著屏幕上的剩余里程,預(yù)估什么時(shí)候需要充電,以及是否能夠行駛到目的地,所以表顯里程對(duì)于車主使用十分重要。表顯續(xù)航精準(zhǔn)與否和BMS(Battery Management System,電池管理系統(tǒng))技術(shù)有關(guān),不過就算是大家BMS技術(shù)一致,一些車企也不得不“造假”。
為什么這么說呢?你設(shè)想一下,某車型宣傳標(biāo)稱續(xù)航xxx公里,當(dāng)你試駕時(shí)候或者提車后,發(fā)現(xiàn)表顯里程與標(biāo)稱續(xù)航相差甚遠(yuǎn),你會(huì)怎么做?
所以本質(zhì)上,標(biāo)稱續(xù)航需要分為兩部分來看,一方面是車企的“誠(chéng)實(shí)程度”,另一方面測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是否接近現(xiàn)實(shí)使用環(huán)境。
去年理想汽車的創(chuàng)始人李想在年初發(fā)送的微博說:“看到國(guó)內(nèi)不少有頭有臉的汽車品牌,推廣電動(dòng)車的時(shí)候還在用60等速宣傳自己的續(xù)航里程,甚至直接把這樣的虛假續(xù)航里程數(shù)字貼在車屁股上(車型命名),真有點(diǎn)大躍進(jìn)的感覺?!?/p>
所謂的虛假續(xù)航,就是測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的不同,導(dǎo)致得出不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),而在這些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中,以續(xù)航結(jié)果排名為EPA<WLTP<國(guó)標(biāo)工況法(CLTC)<NEDC<60等速。(國(guó)內(nèi)不常見JC08測(cè)試,僅用于日本市場(chǎng))
為了搞清楚這其中的區(qū)別,筆者不惜花錢買來了SAE J1643文檔(Battery electric Vehicle Energy Consumption and Range Test Procedure,電動(dòng)車能源消耗和續(xù)航測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),網(wǎng)絡(luò)上難以找到具體的測(cè)試細(xì)節(jié)),EPA測(cè)試采用的是SAE提出的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(Society of Automotive Engineers,美國(guó)機(jī)動(dòng)車工程師學(xué)會(huì)),而其他幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信息可以從維基百科獲得。
先從最差的說起,60等速工況,顧名思義就是車輛以60km/h的速度勻速行駛,直到車輛電池耗盡,得出的續(xù)航里程。從原理上講,之所以這種測(cè)試得出的續(xù)航最不切實(shí)際,一方面因?yàn)槿粘q{駛環(huán)境完全不會(huì)按照這種模式,另一方面無論對(duì)于燃油車來說,還是電動(dòng)車來說,這個(gè)速度巡航得效率都處于最佳工況區(qū)間。所以也就不難理解為何60等速工況續(xù)航結(jié)果如此夸張,以及為何車企會(huì)以此作為宣傳點(diǎn)。(具體有誰,不點(diǎn)名了)
(能耗效率與速度關(guān)系,MPH是英里/小時(shí))
然后是NEDC標(biāo)準(zhǔn),也就是中國(guó)一直以來所采用的標(biāo)準(zhǔn)。不過前幾年國(guó)家依照WLTP測(cè)試提出了適應(yīng)中國(guó)道路行駛國(guó)情的CLTC(China Light-Vehicles Test Cycle,中國(guó)輕型車測(cè)試循環(huán)),但目前還未全面實(shí)施(部分車企采用了該標(biāo)準(zhǔn)宣傳,例如特斯拉),估計(jì)要到2022年左右才會(huì)全面落地。(從測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則和結(jié)果來看,基本與下文講的WLTP類似)
(Model 3全驅(qū)長(zhǎng)續(xù)航,中國(guó)官網(wǎng)國(guó)標(biāo)工況法,590km)
(Model 3全驅(qū)長(zhǎng)續(xù)航,英國(guó)官網(wǎng)WLTP,約560km)
(Model 3全驅(qū)長(zhǎng)續(xù)航,美國(guó)官網(wǎng)EPA,約518km)
NEDC工況測(cè)試是以歐洲行駛數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立起的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),被歐洲、澳大利亞、中國(guó)等地采用,最早于1970年提出,僅有低速城市行駛工況UDC(Urban Driving Cycle,標(biāo)準(zhǔn)來自于ECE R15文件),在1990年加入了時(shí)速較高得市郊行駛工況EUDC(Extra Urban Driving Cycle),后在1992年合并為NEDC,最后一次修改是1997年,加入了二氧化碳排放測(cè)試。
UDC階段,車輛共行駛780秒,加速至一個(gè)數(shù)值穩(wěn)定一段,再緩慢減速,依次循環(huán)。EUDC階段,車輛從第800秒開始行駛400秒,具體速度變化過程如下圖。 整個(gè)NEDC循環(huán)總用時(shí)19分20秒,UDC階段最高車速為50km/h,平均車速 18.77km/h,EUDC階段最高時(shí)速120km/h,平均車速62.6km/h。
(NEDC測(cè)試循環(huán))
本質(zhì)上,NEDC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)僅僅適用于當(dāng)時(shí)的燃油汽車測(cè)試,馬力小、排放高等特點(diǎn),歐洲為了推進(jìn)排放的減少,推出的該測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),決定著當(dāng)時(shí)NEDC測(cè)試的合理性,但NEDC早已不適用于現(xiàn)在的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)單來說,雖然NEDC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)相比于60公里等速要多樣一些,但還遠(yuǎn)達(dá)不到接近實(shí)際駕駛工況,加速減速過于緩慢、室溫控制在25度左右(20~30度)、測(cè)試時(shí)任何車載電器(包括空調(diào)、大燈等)全部關(guān)閉、無乘客和貨物、在臺(tái)架上測(cè)試(無風(fēng)阻考慮)等諸多情況,都意味著其結(jié)果過于“理想”。
不過后來,歐洲也意識(shí)到了NEDC的不足,經(jīng)過歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)UNECE(United Nations Economic Commission for Europe)聯(lián)合提出WLTP方案,替代NEDC。于2015年正式發(fā)布最終版,并在2017年開始試行,過渡期直到2019年9月,此后全面施行。
WLTP測(cè)試分為三個(gè)級(jí)別,按照功率/車重區(qū)分,本質(zhì)上是分別針對(duì)不同車輛種類,例如普通汽車為Class-3,廂式貨車、大巴為Class-2,重型車輛或者馬力極小的為Class-1。整個(gè)測(cè)試過程分為四個(gè)階段,對(duì)應(yīng)低速、中速、高速、超高速工況。全程耗時(shí)1800秒,低速階段最高時(shí)速56.5km/h,平均車速為18.9km/h,中速階段最高時(shí)速為76.6km/h,平均車速為39.4km/h,高速階段最高時(shí)速為97.4km/h,平均車速為56.5km/h,超高速最高時(shí)速為131.3km/h,平均車速為91.7km/h,全部測(cè)試共行駛23.266km。
此外,上述測(cè)試雖然也是在測(cè)功儀臺(tái)架上測(cè)試之外,但考慮到在測(cè)功機(jī)加入風(fēng)阻系數(shù)負(fù)載,并且WLTP還加入了RED(Real Driving Emission,實(shí)際駕駛排放)測(cè)試,也就是除了在臺(tái)架上測(cè)試之外,要在實(shí)際道路上行駛?cè)y(cè)試結(jié)果。
WLTP整個(gè)測(cè)試相比于NEDC要嚴(yán)格許多,對(duì)測(cè)試前、測(cè)試中、測(cè)試后的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求更加合理和細(xì)化,各個(gè)循環(huán)工況的加減速過程也較為接近現(xiàn)實(shí)行駛情況。但仍然存在一個(gè)重要的缺點(diǎn):整個(gè)測(cè)試如同NEDC一樣,不開啟任何車載電器(包括空調(diào)、大燈等)。所以盡管WLTP比NEDC要嚴(yán)格不少,但測(cè)試過程仍然是偏重于排放結(jié)果,對(duì)電動(dòng)車的實(shí)際續(xù)航里程考慮不全。
(上文提到的CLTP中國(guó)綜合工況測(cè)試示意圖,與WLTP基本一致)
最后就是EPA測(cè)試,也是筆者花大量功夫和心思調(diào)研的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。從實(shí)際結(jié)果來看,縱覽所有的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),EPA的測(cè)試結(jié)果是最接近實(shí)際續(xù)航的,其采用的循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)SAE J1643最早于1993年推出,2017年更新的最后一版。
EPA測(cè)試中,對(duì)于電動(dòng)車?yán)m(xù)航測(cè)試是單獨(dú)的J1643標(biāo)準(zhǔn)(純電動(dòng),其他類型的要參考另外的標(biāo)準(zhǔn)),雖然其中很多循環(huán)與燃油車相似,但根據(jù)電動(dòng)車特點(diǎn)進(jìn)行了諸多優(yōu)化。多數(shù)循環(huán)測(cè)試也是在臺(tái)架上進(jìn)行測(cè)試,不過會(huì)考慮到風(fēng)阻、負(fù)載、動(dòng)能回收、前驅(qū)后驅(qū)和四驅(qū)等實(shí)際情況,加入測(cè)功儀調(diào)整,以模擬實(shí)際結(jié)果。
測(cè)試循環(huán)大致分為兩種,一種是STC(Single-Cycle Test),采用簡(jiǎn)單的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),即兩次UDDS,兩次HFEDS,綜合起來乘以一個(gè)固定統(tǒng)計(jì)系數(shù),得出結(jié)果。
(SCT中剩余電量與測(cè)試過程關(guān)系)
城市測(cè)功儀循環(huán)UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule)(或者叫FTP-72,F(xiàn)ederal Test Procedure,于1978年提出),具體測(cè)試分為兩個(gè)階段,分別為冷啟動(dòng)階段(模擬汽車過夜后剛啟動(dòng)行駛階段)、瞬態(tài)階段(正常行駛階段)。整個(gè)測(cè)試持續(xù)1369秒,共行駛12.07km,平均時(shí)速為34.1km/h,最高時(shí)速為91.2km/h。
高速行駛階段HWFET(Highway Fuel Economy Driving Schedule)采用熱啟動(dòng)模式并且測(cè)試中不停止車輛,整個(gè)過程共用時(shí)765秒,總距離為16.45km,平均時(shí)速為77.7km/h,最高時(shí)速為96km/h。
但SCT的測(cè)試方式較為簡(jiǎn)單,EPA還提出了MCT(Multi-Cycle)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),即結(jié)合UDDS、HFEDS以及CSC(Constant Speed Cycle,高速巡航循環(huán))的多種工況綜合模式(包括冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)、瞬態(tài)等多種情況加入測(cè)試要求條件),以模擬更加真實(shí)的道路行駛狀況。
高速巡航循環(huán)CSC工況為105km/h速度巡航,以模擬高速路段情況以及在剩余電量不多時(shí),快速消耗電量直到車輛無法保證標(biāo)定速度的范圍時(shí),即為測(cè)試結(jié)束,所以MCT整個(gè)測(cè)試過程的時(shí)間相對(duì)會(huì)有出入。
其實(shí)EPA有一套5種循環(huán)測(cè)試,除了UDDS和HFEDS之外,分別還有:
US06(超高速工況),車輛急加速急減速,最高時(shí)速可達(dá)130km/h,平均時(shí)速為77km/h,共行駛13km,最大加減速加速度可達(dá)3.7833m/s2,整個(gè)過程耗時(shí)596秒。
SC03(空調(diào)使用工況),將環(huán)境溫度設(shè)定為35度,開啟車內(nèi)空調(diào),共行駛5.8km,平均車速為35km/h,最大時(shí)速88.2km/h,整個(gè)過程耗時(shí)596秒。
Cold UDDS(低溫工況),測(cè)試過程與UDDS一致,只是將溫度從正常的25度(20度~30度之間),調(diào)整至零下7度,進(jìn)行測(cè)試。
將5套測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)綜合起來,即為5種循環(huán)測(cè)試。從測(cè)試內(nèi)容和要求來看,是最為接近平時(shí)日常駕駛情況的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
但是,無論是MCT測(cè)試也好,5種循環(huán)測(cè)試也好,在美國(guó)和加拿大的純電動(dòng)車車輛能耗證書(續(xù)航結(jié)果)中,目前是不需要的,準(zhǔn)確來說這些標(biāo)準(zhǔn)由SAE制定而來,有不少單獨(dú)的測(cè)試和研究機(jī)構(gòu)有在采用這些標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,但對(duì)于純電動(dòng)車來說,不是必須的。如果車企需要,可以自行選擇。
(文中說截止標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)時(shí),美國(guó)&加拿大的純電動(dòng)車證書僅會(huì)采用SCT測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))
2017年時(shí)J643發(fā)布的最后一版,即2017年時(shí)候是不需要,筆者為了確認(rèn)目前并沒有改變這一規(guī)則,特意查看了近期保時(shí)捷Taycan的測(cè)試結(jié)果,發(fā)現(xiàn)應(yīng)該目前仍是車企自主選擇測(cè)試方式,保時(shí)捷選用的MCT測(cè)試模式。
以及近期特斯拉Model 3的測(cè)試結(jié)果,特斯拉同時(shí)選用了MCT和5種循環(huán)測(cè)試兩種,對(duì)車輛進(jìn)行測(cè)試。
(Model 3零下7度測(cè)試,續(xù)航為256.64英里,約等于413公里)
不過即便車企才用了SCT測(cè)試方式,也并不代表EPA最終結(jié)果會(huì)出現(xiàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況。事實(shí)上,EPA對(duì)多種測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,算出了各種測(cè)試方法之間的倍數(shù)關(guān)系,即便是采用的標(biāo)準(zhǔn)SCT測(cè)試,最終結(jié)果可以通過將SCT測(cè)試結(jié)果乘以0.7,即可算出與5種循環(huán)模式接測(cè)試近的結(jié)果。
(SCT結(jié)果為UDDS*0.55+HFEDS*0.45,最終綜合結(jié)果為SCT*0.7)
筆者特意以保時(shí)捷Taycan和Model 3的結(jié)果進(jìn)行核對(duì),發(fā)現(xiàn)與最終官方公布結(jié)果幾乎一致。不過頗有意思的是,特斯拉Model 3長(zhǎng)續(xù)航的計(jì)算結(jié)果為333英里,而實(shí)際公布的數(shù)據(jù)為310英里。后來筆者找到了當(dāng)時(shí)的一條新聞,大概是馬斯克當(dāng)時(shí)與EPA商量,將333英里結(jié)果降至310英里,以更好符合用戶實(shí)際使用情況。
(EPA頒發(fā)的能耗合格證示意圖)
講了太多的枯燥的技術(shù)細(xì)節(jié),總結(jié)成一段話方便大家對(duì)各種續(xù)航測(cè)試有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí):
EPA續(xù)航測(cè)試結(jié)果最接近實(shí)際使用情況。換算方式為NEDC續(xù)航乘以0.7差不多為EPA續(xù)航(實(shí)際上NEDC差不多也就相當(dāng)于EPA中的SCT測(cè)試循環(huán)),WLTP續(xù)航乘以0.9差不多為EPA續(xù)航,不過注意:EPA續(xù)航與真正的實(shí)際續(xù)航仍會(huì)有出入。
實(shí)際上 ,這些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要在于推進(jìn)環(huán)保、排放等問題,都是To B類型的,也就是給車企打分,你仔細(xì)想想,哪個(gè)車主真的很在意過排放測(cè)試結(jié)果和油耗結(jié)果。當(dāng)電動(dòng)車加入測(cè)試后,續(xù)航成為了To C類型,車主十分關(guān)注續(xù)航測(cè)試結(jié)果,導(dǎo)致原本只是一個(gè)控制變量后的參考值,用于監(jiān)管車企,最終成為了車企用于宣傳的工具。
導(dǎo)致不同地區(qū)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)“難度”不同的根本原因其實(shí)在于制度,就像CNCAP與EUNCAP差不多,中國(guó)一直都是參考?xì)W洲區(qū)的多,因?yàn)楸澈蟮谋O(jiān)管機(jī)構(gòu)和政策都比較相近,即監(jiān)管測(cè)試機(jī)構(gòu)本質(zhì)上是“一巴掌加一個(gè)糖豆”的做法,也就是起到監(jiān)管的作用同時(shí),還需要促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。美國(guó)則稍有不同,監(jiān)管機(jī)構(gòu)是“只管殺不管埋”,也就是車企不符合標(biāo)準(zhǔn),沒關(guān)系,暫時(shí)沒發(fā)現(xiàn),一旦發(fā)現(xiàn),先罰款50億,所以無論是美國(guó)的EPA測(cè)試還是IIHS測(cè)試,都偏“嚴(yán)格”。
當(dāng)然,作為消費(fèi)者肯定希望測(cè)試越嚴(yán)格越好,這樣購(gòu)買到的產(chǎn)品會(huì)相對(duì)放心。但是換個(gè)角度以國(guó)家監(jiān)管部門來看,如果一個(gè)老師出的卷子,全班及格率不足50%,是不是這屆學(xué)生就直接“廢了”呢?
不過時(shí)代在變化,野蠻生長(zhǎng)期逐漸褪去,國(guó)家的“保護(hù)政策”逐漸取消,接下來車企將面對(duì)的是純粹的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),“是騾子是馬,拉出來溜溜指就知道了”。至于那些還執(zhí)迷不悟,以小學(xué)成績(jī)“冒充”研究生畢設(shè)的車企,自己琢磨消費(fèi)者會(huì)怎么選擇吧。
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