李紅
為了在試驗(yàn)臺(tái)上再現(xiàn)汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)行情況,針對(duì)不同情形(如城市、車(chē)型等)開(kāi)發(fā)了各種汽車(chē)測(cè)試(運(yùn)行)況。測(cè)試工況又稱(chēng)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán),它被廣泛用于評(píng)估車(chē)輛污染物排放量和燃油消耗量以及新車(chē)型的技術(shù)開(kāi)發(fā),甚至測(cè)定在交通控制方面的風(fēng)等,是汽車(chē)工業(yè)一項(xiàng)共性核心技術(shù)。美國(guó)開(kāi)創(chuàng)并推動(dòng)了世界各國(guó)的工況研究和開(kāi)發(fā),發(fā)展至今,由于評(píng)價(jià)目標(biāo)和研究對(duì)象的不同,形成了種類(lèi)繁多、用途各異的工況,滿(mǎn)足了從輕型車(chē)到重型車(chē)、從汽油車(chē)到柴油車(chē)等各系列的車(chē)輛的性能測(cè)試。隨著工況研究的深人和完善,測(cè)試工況已具有典型的道路實(shí)際駕駛特征,能反映汽車(chē)的真實(shí)操作工況,可用于汽車(chē)的研究、認(rèn)證和檢查/維護(hù)。
目前,中國(guó)能耗測(cè)試使用的是NEDC 循環(huán)(New European Driving Cycle- 新型歐洲駕駛循環(huán))、WLTC(Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle-世界協(xié)調(diào)測(cè)試循環(huán)工況,中國(guó)作為新能源汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó),相比其他國(guó)家有自己獨(dú)特的國(guó)情路況,需要有更符合自己國(guó)情的能耗測(cè)試曲線(xiàn)。2019年10月25日,國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì))2019年第13 號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公告,批準(zhǔn)發(fā)布GB/T38146.1-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1 部分:輕型汽車(chē)》、GB/T38146.2-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2 部分:重型商用車(chē)輛》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著中國(guó)能耗曲線(xiàn)體系的建立,為未來(lái)中國(guó)的車(chē)輛能耗測(cè)試和研發(fā)提供重要依據(jù),擺脫依賴(lài)其他國(guó)家循環(huán)曲線(xiàn)的情況。
NEDC 循環(huán)工況如圖1所示,即(New European Driving Cycle-新型歐洲駕駛循環(huán)),該循環(huán)工況由4 個(gè)市區(qū)循環(huán)和1 個(gè)市郊循環(huán)程序組成,理論試驗(yàn)距離為11.022km,時(shí)間為19min40s。整個(gè)循環(huán)平均速度33.6km/h。目前電動(dòng)車(chē)能耗測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T18386-2017 使用此工況曲線(xiàn)[1]。
圖1 NEDC 循環(huán)工況
圖1NEDC 循環(huán)工況(①市區(qū)循環(huán);②市郊循環(huán);③基本的市區(qū)循環(huán))
WLTC循環(huán)工況,如圖2所示,即Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle-世界協(xié)調(diào)測(cè)試循環(huán)工況。該標(biāo)準(zhǔn)工況運(yùn)行時(shí)間共計(jì)1800s,分4 個(gè)階段:
圖2 WLTC 循環(huán)曲線(xiàn)
低速階段:589s。
中速階段:433s。
高速階段:455s。
超速階段:323s。
其中,超速階段的理論行駛里程23.27km,理論行駛里程23.27km;最高車(chē)速131.3km/h,平均車(chē)速46.54km/h。
WLTC 循環(huán)工況是全球統(tǒng)一的輕型汽車(chē)測(cè)試程序所采用的測(cè)試循環(huán)工況,由歐洲、日本和美國(guó)等國(guó)專(zhuān)家共同制定。該測(cè)試程序,根據(jù)功率質(zhì)量比(power-to-massratio,PMR)將車(chē)輛分為3 個(gè)等級(jí)(class1-3)并對(duì)應(yīng)4 種(class1,class2,class3a、class3b)試驗(yàn)循環(huán)工況,統(tǒng)稱(chēng)為WLTC 循環(huán)工況。中國(guó)輕型汽車(chē)國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)采用class3b 循環(huán)工況[2]。
中國(guó)工況即中國(guó)汽車(chē)行駛工況(China Automotive Driving Cycle)。它包括GB/T38146.1-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1 部分:輕型汽車(chē)》和GB/T38146.2-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2 部分:重型商用車(chē)輛》。
GB/T38146.1-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1 部分:輕型汽車(chē)》中包括CLTC-P(乘用車(chē)行駛工況)和CLTC-C(輕型商用車(chē)行駛工況)。GB/T38146.2-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2 部分:重型商用車(chē)輛》包括中國(guó)重型商用車(chē)輛行駛工況、城市客車(chē)行駛工況(CHTC-B)、客車(chē)行駛工況(CHTC-C)(不含城市客車(chē))、貨車(chē)行駛工況(CHTC-HT)(GVW >5500kg)、貨車(chē)行駛工況(CHTC-LT)(GVW ≤5500kg)、自卸汽車(chē)行駛工況(CHTC-D)、半掛牽引車(chē)行駛工況(CHTC-S)[3]。中國(guó)汽車(chē)行駛工況如圖3所示。
圖3 中國(guó)汽車(chē)行駛工況
CLTC-P 循環(huán)工況包含低速(1 部)、中速(2 部)和高速(3 部)3 個(gè)速度區(qū)間,工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s,其中低速區(qū)間時(shí)間674s,比例為37.4%,中速區(qū)間時(shí)間693s,比例為38.5%,高速區(qū)間時(shí)間433s,比例為24.1%。最大車(chē)速為114.0km/h,平均車(chē)速為29.0km/h,怠速比例為22.1%。理論上距離14.48km,1 部里程2.45km,2 部5.91km,3 部6.12km。
CLTC-C 循環(huán)工況包含3 個(gè)速度區(qū)間,低速(1 部)、中速(2 部)和高速(3 部)3 個(gè)速度區(qū)間,工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s,其中低速區(qū)間時(shí)間735s,比例為40.8%,中速區(qū)間時(shí)間615s,比例為34.2%,高速區(qū)間時(shí)間450s,比例為25.0%。平均車(chē)速為32.9km/h,最大車(chē)速為92.0km/h,怠速比例為20.3%。理論上距離16.43km/h.1 部里程2.69km,2 部5.73km,3 部8.01km。
CHTC-B 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1310s,其中低速區(qū)間時(shí)間399s 比例為30.5%,高速區(qū)間時(shí)間911s,比例為69.5%,平均車(chē)速為15.1km/h,最大車(chē)速為45.6km/h,怠速比例為22.4%。理論里程5.49km,1 部0.74km.2 部4.75km。
CHTC-C 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s,其中市區(qū)區(qū)間時(shí)間比例為16.9%,城郊區(qū)間時(shí)間比例為49.6%,高速區(qū)間時(shí)間比例為33.5%,平均車(chē)速為39.2km/h,最大車(chē)速為95.7km/h,怠速比例為18.2%。CHTC-C 理論里程19.62km,1 部0.46km,2 部6.67km,3 部12.49km。
CHTC-HT 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s,其中市區(qū)區(qū)間時(shí)間比例為19.0%,城郊區(qū)間時(shí)間比例為54.9%,高速區(qū)間時(shí)間比例為26.1%,平均車(chē)速為34.7km/h,最大車(chē)速為88.5km/h,怠速比例為13.7%。理論里程17.32km,1 部0.48km,2 部8.59km,3 部8.25km。
CHTC-LT 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1652s,其中市區(qū)區(qū)間時(shí)間比例為18.7%,城郊區(qū)間時(shí)間比例為58.9%,高速區(qū)間時(shí)間比例為28.4%,平均車(chē)速為34.6km/h,最大車(chē)速為97.0km/h,怠速比例為12.4%.理論里程15.88km,1 部0.61km,2 部6.97km,3 部8.51km。
CHTC-D 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1300s,其中低速區(qū)間時(shí)間比例為41.5%,高速區(qū)間時(shí)間比例為58.5%,平均車(chē)速為23.2km/h,最大車(chē)速為71.4km/h,怠速比例為20.2%,理論里程8.37km,1 部0.98km,2 部7.39km。
CHTC-S 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s,其中低速區(qū)間時(shí)間比例為26.3%,高速區(qū)間時(shí)間比例為73.7%,平均車(chē)速為46.6km/h,最大車(chē)速為88.0km/h,怠速比例為8.6%。理論里程23.29km,1 部1.92km,2 部21.37km。
美國(guó)車(chē)輛道路行駛工況包括三大類(lèi)型,認(rèn)證用車(chē)輛道路行駛工況(FTP 系)、研究用車(chē)輛道路行駛工況(WVU 系)和短工況(I/M 系),其中聯(lián)邦測(cè)試程序(FTP75),洛杉磯(LA92)和負(fù)荷模擬工況(IM240)等廣為熟知。
FTP-72循環(huán)工況也稱(chēng)之為UDDS(UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule))。FTP-72循環(huán)工況由兩部分組成,第一部分運(yùn)行時(shí)間505s,第二部分運(yùn)行時(shí)間867s。該循環(huán)工況模擬城市頻繁啟停的循環(huán)工況,總里程為12.07km,平均速度為31.5km/h。
FTP-75 循環(huán)工況是在FTP-72 循環(huán)工況的基礎(chǔ)上增加1 個(gè)FTP-72 第一部分505s 熱啟動(dòng)循環(huán)工況。一個(gè)完整的FTP75 循環(huán)工況由0-505s 的冷啟動(dòng)循環(huán)工況(環(huán)境溫度20~30°C)、506-1372s 穩(wěn)定工況、600s 熱浸和0~505s 的熱啟動(dòng)循環(huán)工況組成,運(yùn)行時(shí)間為1877s,里程17.77km,平均速度34.12km/h,最高速度91.25km/h。
US06 循環(huán)工況是對(duì)FTP75 循環(huán)工況的補(bǔ)充工況,由急加減速循環(huán)工況、高速工況和激烈循環(huán)工況組成。循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)間為596s,里程12.8km,平均速度77.9km/h,最高速度129.2km/h。
SC03 循環(huán)工況是對(duì)FTP75 循環(huán)工況的補(bǔ)充工況,模擬車(chē)輛在環(huán)境溫度35°C 下,空調(diào)打開(kāi)情況下的運(yùn)行工況。SC03 循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)間為596s,里程5.8km,平均速度34.8km/h,最高速度88.2km/h。
HWFET(The Highway Fuel Economy Test,又簡(jiǎn)稱(chēng)“HFET”)循環(huán)工況,是用來(lái)測(cè)試輕型車(chē)高速燃油經(jīng)濟(jì)性的循環(huán)工況,運(yùn)行時(shí)間765s,里程16.45km,最高車(chē)速96.4km/h,平均速度77.7km/h[4]。
10-15 循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)間是660s,里程4.16km,最高速度為70km/h,平均車(chē)速為22.7km/h。
運(yùn)行時(shí)間是1204s,里程8.171km,最高速度81.6km/h,平均速度24.4km/h。JC08 最大的特點(diǎn)在于其考慮到了減速帶和碎石路工況,這種工況通常不會(huì)踩停,但會(huì)急減速,如1100~1200s 之間那個(gè)80km/h 處的震蕩,就是在模擬這種經(jīng)常出現(xiàn)的行駛特征。整個(gè)測(cè)試中一共包含了26 個(gè)上升沿,相比10-15 工況其勻速行駛的時(shí)間極少,松油門(mén)的次數(shù)也更多,踩停前的速度也多設(shè)置在50km/h 左右,相較10-15 工況,更符合實(shí)際駕駛情況。
中國(guó)目前的法規(guī)對(duì)于能耗的測(cè)試,采用的是NEDC 循環(huán)曲線(xiàn)和WLTC 循環(huán)曲線(xiàn),中國(guó)企業(yè)的能耗開(kāi)發(fā)標(biāo)定使用的是NEDC 循環(huán)曲線(xiàn)和WLTC 循環(huán)曲線(xiàn)。中國(guó)工況曲線(xiàn)的發(fā)布將對(duì)汽車(chē)能耗測(cè)試產(chǎn)生大的變革,意味著未來(lái)中國(guó)汽車(chē)認(rèn)證都將按照符合中國(guó)道路情況的測(cè)試曲線(xiàn),必將促使汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)按照中國(guó)工況曲線(xiàn)進(jìn)行能耗標(biāo)定,不再依賴(lài)其他國(guó)家的工況曲線(xiàn)。通過(guò)淺析各個(gè)工況的特點(diǎn),有助于幫助企業(yè)認(rèn)識(shí)各工況的特點(diǎn),也希望論文能為生產(chǎn)企業(yè)以后切換中國(guó)工況提供有益的幫助。