2017年9月2日,華夏電動車子百人會和華夏車子技藝探討中心結合主持的第六期“電動車子熱點難題系列研討會”在清華大學舉辦。本次研討會的專題是“華夏車子檢驗工況進展和電動車子協(xié)同進行”。70余位相干范疇的學術行家、政府官員、技藝人士、公司代表圍繞國家內(nèi)部外車子能耗及釋放檢驗工況的構建、更替及相干準則、法則的演進趨向;新燃料車子檢驗與能耗評價存留的難題及作用;華夏新工況引入路徑與新燃料車子資產(chǎn)協(xié)同進行等專題發(fā)展了深入的研究和交流。
長久以來,我們國家車子業(yè)的機動車檢驗,一直套用歐洲的NEDC工況法。在我們國家無車子工況根基的時刻,采納NEDC在必定水平上推進了車子節(jié)能技藝和釋放技藝的進步。但歐洲工況是依據(jù)歐洲的“洲情”得出,與我們國家的實質概況有較大差距。日前,我們國家已成為全球第一車子大國并鼎力進行新燃料車子,NEDC工況和我們國家實質工況差距越來越大。很大的難題顯露在新燃料車子范疇,NEDC工況沒有辦法明確估價新燃料車子的節(jié)能成果,不適于評價制動能量回收、怠速啟停等新技藝,因而,我們國家最初著手構建隸屬本人的華夏工況,這一次研討會便是為華夏工況名目的推行舉辦的。 華夏車子技藝探討中心副主任吳志新主辦了這次會議:
2015年1月,工信部正規(guī)下達新燃料車子華夏工況探討名目。2015年3月,由華夏車子技藝探討中心牽頭舉辦名目發(fā)動大會。在兩年的時間里,全中國41個都市被選作數(shù)據(jù)采集的典范都市,搜集了大批的數(shù)據(jù),正好建立華夏車子工況。該名目是日前全球范疇內(nèi)測試機動車最多、涉及都市最多、搜集數(shù)據(jù)最多的工況名目。日前仍在發(fā)展工況的認證,計劃年底完畢。工況數(shù)據(jù)的深度發(fā)掘總名目投資超越一億元,動用了幾十個團隊。采納了好多法子在各地域采集數(shù)據(jù),也和本地發(fā)展少許合作,這在車子產(chǎn)業(yè)是前所未有的。工況推出以后將來會變?yōu)闇蕜t,但工況確信還會有浮動,名目也將持續(xù)下來。這一名目到年底完畢,明年會努力將效果推向利用,未來還將持續(xù)跟進。期望更多單位參與到名目中間,一同開發(fā),共享效果。 工況是車子產(chǎn)業(yè)最根基的準則,將作用到車子油耗、釋放以及車子公司的公告。我們國家須要一種新的工況去達成一系列事業(yè),這種工況假如作為準則來實行便是一把尺子,用于華夏地域發(fā)生的全部機動車。工況不但包括乘用車,還涉及到重型營運車以及特殊的工況。 工況的構建和新燃料車子密切相干,例如工況對能耗、電耗的測試,除了工況之外還會有測試規(guī)程,這點規(guī)程能否理當考量溫度浮動以及空調對能耗的作用?另外,未來實施“雙積分”政策,工況的浮動會對實測油耗發(fā)生作用,新工況的引入能否會對釋放測試的限值和油耗指標發(fā)生作用等難題,須要進一步研究。 工況和測試規(guī)程的浮動會帶來一系列的連鎖反映,未來公司、公眾和世界社會如何去適應這類浮動,期望可行實現(xiàn)平順的過度。 華夏車子技藝探討中心頂級工程師徐月云起首發(fā)展引導發(fā)言,具體推薦了華夏新燃料車子產(chǎn)物檢驗工況探討和開發(fā)名目進展:
一. 兩大探討指標: “華夏新燃料車子產(chǎn)物檢驗工況探討和開發(fā)”名目,有兩大探討指標:一是開發(fā)能耗法則檢驗工況(CATC),擬開發(fā)能夠反應根本特征的輕型乘用車和輕型營運車、中重型車子(含都市大巴車、大巴車、載載貨汽車、半掛牽引車和自卸車等)的工況;另外還將探討啟動機和電池電機的工況;二是修訂鑒于新工況車子能耗測試準則(草案),對現(xiàn)存的能耗測試方法發(fā)展修訂。 二. 五個探討部分: 一是數(shù)據(jù)采集。在全中國抉擇約40個都市,不少于4000輛車,一年四季,全時段,整車型,至少五大類(GPS、環(huán)境、啟動機、電池電機和釋放)參數(shù)發(fā)展采集;二是工況開發(fā),開發(fā)輕型車、重型營運車行進工況和重型營運車相對應的啟動機工況;三是工況認證,當前的工況與下一階段的能耗測試緊密聯(lián)合來發(fā)展工況認證,估價新工況下對機動車能耗的作用;四是準則制訂,華夏工況名目已申請國度準則而且曾經(jīng)和能耗測試方法發(fā)展聯(lián)合,提議能耗測試方法的少許意見;五是決策扶持,將為政府治理和政策估價提供根據(jù)。 三. 最重要的進展: 1. 工況建立 在技藝路線上,名目組提議了包涵數(shù)據(jù)采集規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理、工況建立和工況認證五部分的華夏工況開發(fā)和名目實行方法論。 在都市抉擇方面,名目組抉擇了41個都市,考量了地理特征、環(huán)境特征、都市級別等要素。這點都市的人數(shù)及機動車數(shù)量占到全中國的40%以上。 從數(shù)據(jù)采集的總量概況來看,截至2017年8月1日,采集路程共3200萬千米,每天約10萬千米;輕型車約1800萬千米,重型車約1000萬千米,新燃料車330萬千米。截止2017年8月1日,采集機動車范圍達4600余輛,曾經(jīng)實現(xiàn)了一年的數(shù)據(jù)穩(wěn)固采集,涵蓋約600個不同車型,此中,輕型車3312輛,重型車964輛。 除了尋常的車子實質運轉數(shù)據(jù)采集之外,名目組還得到了40個都市30萬條公路GIS交通低頻動態(tài)大數(shù)據(jù),總容量300GB。紀錄的動態(tài)數(shù)據(jù)是每5 min革新一次的公路交通數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)采集以后,名目組對數(shù)據(jù)發(fā)展了一系列剖析。以平均車速這一最重要的交通特征為例,與第三方大數(shù)據(jù)結果(百度、滴滴、高德)發(fā)展對照。不論是在各都市的平均車速相比,仍是在全中國概括平均車速相比,華夏工況與他們都較為挨近,反應了CATC適合華夏實質。 應用采集的數(shù)據(jù)以及低頻交通大數(shù)據(jù),建立了輕型乘用車工況和輕型營運車工況。 在重型車方面,名目組依據(jù)運轉范疇和用途的區(qū)分,將重型車分為都市大巴車、平凡大巴車、載載貨汽車、自卸車和半掛牽引車五大類。為每一類建立單獨的工況曲線。此中半掛牽引車、載載貨汽車和自卸車運轉特征挨近,三者一同運用統(tǒng)一條曲線。 2. 汽油車工況認證 工況認證的一種最重要的目標便是油耗。名目組對采集的3000多輛車的油耗發(fā)展了分類,包括當然吸氣和增壓的機動車。發(fā)覺工況曲線對機動車能耗的作用有之下幾個方面:華夏工況油耗比公告油耗高了8%至25%之中,而WLTC油耗與公告油耗挨近,有高有低,華夏工況油耗更挨近社會油耗;不同工況下,增壓車型的差異大于當然吸氣車型;機動車品質越大,差異越大。 在不同工況對釋放的作用上,國五機動車更換為華夏工況下,多數(shù)機動車依然能夠滿足國五釋放限值;高于限值的部分機動車多為小排量,且許多為國3/4機動車;在機內(nèi)和機外凈化技藝效用下,根本都可行達到限值準則(但小排量車難度較大)。 3.純電動車子路程焦慮普及存留 在續(xù)駛路程方面,53%的電動車一次充電外出路程低于80 km,90%低于120 km,98%低于150 km,20%低于 40km,10%低于20km,這表達在充電機會應允的概況下,實質運用中使用者有意愿盡早充滿電。SOC方面來看,80%的使用者在SOC 20%—60%的時刻去充電,60%的使用者會把電充到SOC至100%。盡管PHEV路程不受限,但超長距離行進的比重較輕。在實質運用中,只需有要求,使用者仍是十分喜愛去充電的,有80%的一次外出路程低于40千米。另有好多的外出路程低于10千米。 華夏電動車子百人會副秘書長王賀武發(fā)展了題為《行進工況與外出特征在我們國家新燃料車子節(jié)能評價中的效用》的引導發(fā)言,推薦了北京與上海私家車行進工況與外出特征、不同行進工況對機動車能耗的作用以及外出特征對新燃料車子節(jié)能的作用:
從2012年最初,清華大學就最初對新燃料車子潛在的節(jié)能成果發(fā)展評價方法的探討,搭建了鑒于GPS的機動車外出特征考查平臺,造成體系規(guī)范的數(shù)據(jù)庫,達成了北京和上海兩個超等都市私家車的探討。 一. 北京與上海私家車行進工況與外出特征 1. 北京探討進展
從2012年5月到2013年3月,在北京市內(nèi)共采集了116車,1415天,3467次外出的有用數(shù)據(jù)。此中節(jié)假日(國慶、元旦、春節(jié))199天,占14.1%;雙休日398天,占28.1%。外出路程分布見下圖: 從日路程分布來看,絕許多數(shù)分布在100km以內(nèi),最聚集分布在15 -18km區(qū)間,80% 的外出路程在54km以內(nèi)。數(shù)據(jù)顯現(xiàn),私家車單日外出路程平均值在35km。在對北京不同地域的外出數(shù)據(jù)發(fā)展剖析后發(fā)覺,通州、大興等遠郊區(qū),機動車外出路程相比長,在主市區(qū)里外出路程短。 2. 上海探討進展 數(shù)據(jù)來自于上海電動車子數(shù)據(jù)中心,時間跨度從 2014 年4月到 2014年12 月,數(shù)據(jù)量達到了4168 車天,總計 8154 次外出,總路程達到了 13 .9 萬千米。單日外出路程在15千米以內(nèi)總計占到總日均外出路程的44%。日均外出路程33km?尚星瞥觯本┖蜕虾5娜站獬雎烦淌诸愃。 二. 不同行進工況對機動車能耗的作用 北京的工況特征是,三環(huán)內(nèi)高峰時段外出代表中心市區(qū)較擁堵工況,五環(huán)外非高峰時段外出代表近郊市區(qū)較順暢工況。從中心市區(qū)往外擁堵概況漸漸改進;五環(huán)生手駛工況顯著順暢少許。 經(jīng)過剖析發(fā)覺,最擁堵的概況下,即市區(qū)內(nèi)高峰期的時刻,慣例車油耗挨近15L/百千米,而NEDC的工況大概9L,差值較大。純電動的電耗則浮動非是十分顯著。PHEV的電耗浮動無油耗浮動激烈。 三. 外出特征對新燃料車子節(jié)能的作用 上海的數(shù)據(jù)對PHEV的運轉結果表達,按照國度檢驗方法為1.6L平均油耗的插電混合能源小汽車,上海實質運轉的概況表達,小于2L百千米油耗的只占了10%,2L—3L的占了20%,有35%的機動車運轉平均油耗是在4L—5L,另有25%的機動車平均油耗是在5L—7L的,平均百千米油耗為6.1L。這最重要的涉及到不同外出路程下,平均油耗的計算方法和外出路程有極大的關連。 精進電動科技股份局限企業(yè)創(chuàng)始人兼CTO蔡蔚發(fā)展了題為《新燃料車子電機體系的工況能耗》的引導發(fā)言:
一.電驅動總成和重復工況 好多人以為不同工況下的能耗最重要的取決于電池,實質上不同工況下的能耗和怎么降低能耗最重要的取決于電驅動總成,電池僅是作用能耗的一部分。電驅動體系由能源總成和傳動總成構成。電池、齒輪箱、電機、電力電子是新燃料車子的焦點,這四項集成裝在底盤上便是電動車、和啟動機裝在一同裝載的便是混合能源車子、和能源電池啟動機聯(lián)合裝載的便是能源電池車子。假如先除去電池,剩下減/變速器、電機本體、功率電子操控器、車載充電器、附機電驅體系、總成操控器等,和能耗相關的最重要的便是這點零部件,即電驅動總成的最重要的部件。 咱長久以來一直以為,純電動車子中的感應電機無永磁電機具備優(yōu)勢,這也是特斯拉為什么通過十余年努力打算將感應電機改成永磁電機的原因。感應電機低效的最重要的原因是存留轉子電阻損失和定子格外電阻損失,而永磁電機則無。雖然平常請求電機、啟動機有很高的轉矩特性使車子有很沒有問題能源性等,可是重復工況實質運轉的皆是在低速下和低轉矩負載下的概況。 二.乘用車電驅動工況電耗仿真與測試
上圖是某款電動車驅動電機在NEDC工況運轉概況,左上方是電機的功能圖,右下面是電機在NEDC工況下概括運轉的情況。經(jīng)過剖析來講明大概電機在哪個區(qū)間如何運轉、效能是多少?尚星瞥,在NEDC工況下,電機并未運轉在其最高效能地域,可是假如電機高效區(qū)的面積增大,擴展到NEDC工況運轉地域,那末對下降NEDC工況下能耗是有益的。因而,設置和評價電機的優(yōu)劣,取決于我們國家的車子重復工況。依據(jù)工況要求去設置產(chǎn)物會更節(jié)能,然則大伙都期望車子的能源性好,因而車子多數(shù)能源總成設置皆是過度設置。機動車能源性須要相當大的功率和轉矩,假如用NEDC重復工況來評測機動車,實質運轉工況是只要要峰值的20-30%甚而10%之下的轉矩/功率來運轉機動車。然則品質重、百千米提速快的車子全能量消耗高,這是節(jié)能車子面對的挑戰(zhàn)。
上圖是實車依照NEDC工況跑下去的測試結果。咱們對這車NEDC下的悉數(shù)運轉點做了統(tǒng)算,該圖上半部分統(tǒng)算的是電驅動狀況,圖中這點數(shù)字是該運轉點占全個工況運轉的百分比,假如把悉數(shù)數(shù)字在NEDC工況下運轉的占比加起來是百分之百,電機的全部發(fā)電狀況也是這樣,把他們加起來也是百分之百。
上圖是一輛300-350牛頓米左右電機的裝載試驗,可行瞧出17%、15%、14%的運轉點對應的速度根本上從每分鐘2000移到低于4500轉的范疇內(nèi),況且相應轉速區(qū)間所需轉矩也十分低。在NEDC工況下所做感應電機和永磁電機的相比,圖表皆是測試結果,非是仿真結果。在NEDC工況下,咱們選取被測電機的這幾個特殊工況點,最重要的原因是經(jīng)過統(tǒng)算發(fā)覺這幾個工況點運轉的相比多。從測試結果可行見到,兩者效能大概差3%左右,個別點甚而差6%,多數(shù)的工況是差2.5—6%之中,也便是說感應電機的效能較輕。 三.典范插電混合能源大巴車工況能耗 當前,我們國家新政策請求的單位品質和單位路程能耗不超出0.24Wh/km·千克,請求續(xù)航路程200km(等速法),全個電池重量不超出車重的20%,這點新規(guī)顯現(xiàn)我們國家補助政策變得愈加明智了。在典范的插電混合能源大巴車的新扶持政策下,想要得到高補助就要實現(xiàn)存最高的節(jié)油率和最低的電池安裝量,這和市場要求是絕對的。表達我們國家的政策正一步步引導公司跟隨市場的要求。 對于華夏典范都市交通工況剖析,咱們以典范的12米插電混合能源公交大巴車為例,對滾阻、車重、制動能量回收、風阻都發(fā)展了感性性的探討,對該巴士的重量、制動能量回收、風阻等對能耗作用發(fā)展了一一剖析。據(jù)此仿真曾經(jīng)做到了油耗15.27-17升/100千米,日前取得的效果曾經(jīng)考量了車重下調的奉獻。是以,咱以為國度在補助電池的時刻,讓電池別占車重的比重很大是十分要緊的一種部分,是一種很沒有問題節(jié)能減排進行方向?剂康綔y試絕對性應允6%的誤差,根本可行做到挨近60%的節(jié)能,也便是可行拿到國度的最高補助。除了12米車PHEV外,咱們也對10米車的CCBC工況做了剖析,結論是10米車油耗14.12升/100千米。同樣,8米車電驅動體系可行做到油耗小于10.4升/100千米。 四.純電動大巴車工況電耗與對策 純電動大巴車追求最低的全車本錢、最優(yōu)的EKG、更少的電池安裝量、更長的續(xù)航路程和最優(yōu)的能源功能。日前市場要求與政策指到趨于絕對。精進電動的電驅動體系包括直驅電機、電機帶有兩個電磁離合器的兩檔變速箱,用兩檔變速箱來解決此刻純電動巴士的少許起動轉矩和最高車速之中的矛盾難題。在都市公交利用中,源于請求車速不超出70千米/小時,好多的直驅電機可行滿足機動車請求,雖然驅動電機大了少許?墒且怀橙虢紖^(qū)和城際利用,直驅電機有時不容易同一時間滿足爬大坡和提高最高車速的組合請求。 下圖是10米純電動公交大巴車功能參數(shù),電驅動體系由電機加上一種兩擋變速器構成。不論是從提速功能仍是爬坡功能都很優(yōu)越,和直驅比較回饋能量相比挨近, 可是無直驅那末好,這是經(jīng)過相比得出的一種結論。經(jīng)過改良運轉操控,可行把功率損失從7千瓦降到了4.8千瓦。
功能優(yōu)異的電機體系節(jié)電成果顯著。裝載精進電動的直驅電機與裝載某競爭對手電機的直驅電機的統(tǒng)一款電動大巴,在某一線都市的統(tǒng)一公交線路面上通過7天實質運營測評,顯現(xiàn)咱們的電機體系每天消耗電池SOC少2-3%。沒有問題電機體系不但節(jié)電況且可延伸續(xù)航路程。 總而言之,實質機動車重復工況和優(yōu)秀的電機和電驅動總成都十分要緊,應當依據(jù)工況設置電驅動體系硬件,并依據(jù)工況調校算法、編寫體系軟件。 五.電驅動體系進行方向預測 電機和純電驅動體系進行方向之一是減小紋波、降低損失、降低波動和噪音,做好EMC;第二是加大制動能量回收、提升能量回饋效能,這是一種十分要緊的節(jié)能舉措;第三是從操控上要增添電機的功能,同一時間要用算法和軟件減小波動和噪音以及EMI,也便是從軟件上解決體系難題。多數(shù)電機體系供給商現(xiàn)今只做到了增添電機的功能,并未做到下降噪音等負面作用;關于功率電子體系,現(xiàn)代硅基功率半導體向第三代寬緊帶功率半導體進行;電機的干脆油冷也是一種進行方向;電體制造向智能化、數(shù)字化方向進行。 咱們要從“借補助占市場”向未來“全世界競爭搶市場”過渡,咱以為這是華夏必需要做到的。不然,不論推行雙積分也好、仍是勉勵自助創(chuàng)新也好,假如本身不強的話,結果仍是會重蹈慣例車的舊轍:車子技藝因缺乏焦點零部件創(chuàng)新而落后于全球,受制于他國。車子的焦點零部件強,華夏的車子資產(chǎn)則強。新燃料車子和焦點零部件評測須要華夏車子的重復工況。 |
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