中国工况是时候进阶了

又到冬天,电动汽车续驶里程明显小于厂家标定数值的问题又突出起来。尽管这几年车企与动力电池企业采取了不少新技术,但这一问题依然没有解决。中国汽车动力电池产业创新联盟理事长、中国汽车芯片产业创新战略联盟联席理事长董扬认为,这除了是电动汽车的固有特性外,还与测试工况有关。“急需建立新的电动汽车续驶里程测量的工况方法。”他说,无论是中国工况,还是世界工况(WLTC)都是基于传统燃油汽车测试排放、油耗和行驶里程的方法,没有考虑电动汽车续驶性能对于环境温度比较敏感这一重大因素。
董扬认为,中国工况运行了6年时间,促进了我国新能源汽车产业发展,但也暴露了一些不足。他认为,需要推出中国工况2.0,助力我国汽车产业迈向新高度。
发挥重要作用 也暴露不足之处
有观点认为,汽车强国有3个必要条件,国际知名汽车企业和品牌、掌握核心技术、具备全球市场竞争力。在3个要素中,标准体系是重要一环。
作为全球汽车重要的生产基地和消费市场,打造自己的工况测试体系非常必要。2019年,中国工况诞生,填补了我国自主汽车工况领域空白,成为世界第四大工况。这标志着我国汽车工业标准自主化的关键跨越。
6年来,中国工况发挥了重要作用,中国汽车技术研究中心有限公司首席专家、天检低碳环保中心副总经理刘昱告诉记者,基于中国工况建立的覆盖基础通用、试验方法、限值及标识的汽车能耗标准体系,14项国家标准强制实施,已全面应用于乘用车、商用车等各类车型的能耗准入管理。为我国“双积分”政策、财税补贴及购置税减免等核心政策的实施,提供了有力的支持。据介绍,中国工况在噪声、热管理、可靠性等多个测试领域也开始全面导入,为车辆性能优化提供了科学依据。此外,坡度工况的开发也列入后续的规划。
同时,在ISO 8714、ISO 23274-1、ISO 23274-2等新能源汽车能耗测试方法国际标准中,中国工况被纳入为标准工况之一,打破欧美日工况垄断。噪声测试工况及电动汽车续驶里程快速测试方法被联合国R51、R101法规采纳,显著提升了我国在全球汽车标准领域的影响力。
不过,中国工况运行了6年,成绩显著,但也暴露出一些问题。董扬说,电动汽车对温度比较敏感,尤其在北方地区,冬季续驶里程甚至缩短50%以上,这严重影响驾驶者对电动汽车的使用感受。但是,电动汽车对温度的敏感没有在中国工况中体现出来。
刘昱告诉记者,对于冬季电动汽车续驶衰减显著的问题,最初,有些学者将此归结到工况。但随着研究的不断深入,行业内也逐步形成共识,主要有三大因素。一是,与传统车利用发动机余热进行制热不同,电动汽车热管理系统制热需要消耗大量的电能,这是造成续驶里程衰减的最主要原因;二是,电池在低温下的充电性能和放电能力会显著降低,这会导致电池的可放电量降低,这是电池的固有属性;三是,智能电器件(智驾模块、智能座舱等)在实际驾驶中的使用越来越多,但检测认证中未考虑该部分。“相对而言,工况对电动汽车续驶里程的影响反而没那么大。”刘昱说。不过他也指出,若能将温度等关键因素纳入广义工况,对我国汽车产业而言,不仅是技术上的创新,也是产业标准体系的核心突破,更是在全球新能源汽车赛道掌握话语权的关键一步。
不足之处不止这一点。比如,在地理结构的考虑上也有欠缺。我国地理结构为三级台阶,东部低,西部高,平原只在少部分地区,这注定了我国不少公路上下坡起伏较大。然而,现行中国工况为速度-时间二维体系,无法体现道路坡度对整车能耗及排放的影响。刘昱说:“囿于当时的条件限制,这些因素没有纳入考虑范围,导致中国工况的测量结果有一定的偏差。有必要开发速度-坡度复合工况,并纳入环境温度影响等关键因素,以提升检测精度和全面性。这对于准确评估新能源汽车在不同环境条件下的性能表现具有重要意义。”
不可否认,中国工况的不足受制于当时的条件。刘昱说,中国工况于2014年立项,随后开展研究,研究数据主要采集于2016~2017年,那时候,我国新能源汽车的渗透率较低。中国汽车工业协会数据显示,2016年我国新能源汽车销量为50.7万辆,渗透率为1.8%;2017年销量为77.7万辆,渗透率为2.7%。“新能源汽车数量少,渗透率低,导致中国工况对新能源汽车起步、加减速等瞬态特征的刻画不够充分,温度也没有纳入到研究范围。”刘昱说。
据介绍,尽管当时我国新能源汽车的渗透率比较低,团队在开展中国工况研究时,也融入了约10%的新能源车数据。但我国新能源汽车发展迅猛,10%的渗透率相比于今天,相差仍很大。另外,叠加车辆智能化水平的提升,我国的交通状况也会出现较大变化,有必要对中国工况进行更新和完善。
出台中国工况2.0时机正好
标准体系从来不是一成不变的,纵观欧美日的汽车标准,总是根据形势变化不断修订。刘昱告诉记者:“汽车工况作为支撑车辆研发和检测的关键标尺,按照国际惯例,需结合车辆保有量、交通环境、驾驶习惯的变化定期修订,通常修订周期为10年,以保证工况的代表性及覆盖性。”
据了解,欧美日的测试工况,随着市场变化以及技术进步,进行了多次修订。中国工况自2015年立项,历经了10多年时间。目前,我国汽车市场已发生巨大变化,此时修订时机正好。
公安部数据显示,2014年,我国汽车保有量为1.54亿辆,民用轿车保有量为8307万辆,其中私人轿车7590万辆,占比为49.29%。电动汽车保有量约50万辆。2024年,我国汽车保有量为3.53亿辆,翻了1倍多,纯电动汽车保有量为2209万辆,占新能源汽车保有量的70.34%。刘昱说:“交通环境与车辆结构已显著变化,中国工况的评估与更新很有必要。”
董扬也认为,我国“十五五”期间修订中国工况,出台中国工况2.0正是好时机。10多年前,我国推广新能源汽车的时候,充电难、里程焦虑、价格高等因素困扰着消费者。如今,据调查机构的数据显示,里程焦虑不再是消费者的主要关注点。而随着800V高压兆瓦闪充技术登场,充电难的问题也得到了极大的缓解。伴随着技术进步、规模效应的形成,以及补贴和税收减免等优惠政策,价格高的问题也在逐步解决。
董扬表示,从创新的角度来看,电动化是上半场,下半场是智能化。从电动汽车本身来看,上半场是可用,下半场要好用。要迈向好用,标准体系需要更新。“中国目前电动汽车产销量都居世界前列,已达到新车比例的一半以上,有最丰富的电动汽车市场应用经验,因此有能力也有义务,在世界上率先建立电动汽车续驶里程,同时包括纯电动汽车电耗、混合动力汽车排放和油耗水平的新的测试工况方法,为世界新能源汽车的发展,做出中国在标准法规方面的贡献。”董扬说。
兼顾世界工况 完善建设路径
董扬指出,多年来,不少汽车企业反映我国不仅有中国工况,还有世界工况,汽车企业需要进行2次工况测试,不仅增加成本,也很麻烦。基于实践,刘昱认为,中国工况更符合我国实际用户行驶特征。不过,在董扬看来,如果中国工况2.0修订,应该考虑兼容世界工况,以便降低产业成本。他强调,世界工况在全球部分国家仍在采用,中国工况2.0兼容世界工况,也有利于中国汽车产品出口。
刘昱告诉记者,考虑到不同工况对于企业检测认证成本的影响,在多部委协调推进下,中国工况已率先应用在不涉及排放的纯电动轻型车能耗及续驶里程测试,以及其他轻型车的循环外节能效果评价中。另外,若世界工况启动修订,项目组将推动纳入更多的中国实际用户驾驶数据,从而降低企业的开发成本。
如何推动中国工况2.0的修订?刘昱认为,中国工况的修订,将重点围绕中国工况宏观权重代表性与瞬态特征覆盖性两大核心展开。一方面,依托宏观交通流量大数据,系统评估并优化中国工况的低速、中速、高速宏观权重;另一方面,基于新能源汽车实际行驶数据,深化对工况瞬态特征的评估,重点关注平均加减速度、最高车速、相对正加速度等关键参数。“由于中国工况修订将涉及测试方法、限值、标识等10余项标准的调整,因此需要开展大量工况切换前后的能耗及排放特性对比研究,确保标准体系的平稳过渡。”刘昱说。

