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輕型汽車測試程序WLTP 知多少？ 看完本期就明白了。

2019-02-22 10:05:02·  來源：中國汽研汽車風(fēng)洞技術(shù)  
　
自2018年起，WLTP（World Light Vehicle Test Procedure）將陸續(xù)在歐盟、印度、韓國、美國、日本等國家取代現(xiàn)有的各類油耗測試，而中國則會在2020年啟用與之相近
自2018年起，WLTP（World Light Vehicle Test Procedure）將陸續(xù)在歐盟、印度、韓國、美國、日本等國家取代現(xiàn)有的各類油耗測試，而中國則會在2020年啟用與之相近的國六排放標(biāo)準(zhǔn)。自此，如何進(jìn)行汽車的減阻降耗、節(jié)能減排成為國內(nèi)外各大車企不得不面臨的巨大挑戰(zhàn)。本期將為您介紹WLTP標(biāo)準(zhǔn)的研制背景以及相關(guān)內(nèi)容。
 
由于汽車油耗限值的影響，2020年對于全球車企而言都將是一個坎。因為從2020年開始，各國都將執(zhí)行更加嚴(yán)苛的車輛排放法規(guī)。
 
以中國的CAFC法規(guī)為例，在2020年，新車平均燃油消耗量要降低到5L每百公里；而以美國的CAFE法規(guī)為例，在2025年，新車的平均燃油消耗量要降低到54.5MPG，約合百公里4.3L。在歐盟的法規(guī)中則規(guī)定了在2021年，新車行駛每公里平均二氧化碳排放量不得高于95克。如何應(yīng)對如此嚴(yán)苛的油耗限值，已經(jīng)成為國內(nèi)外各大車企不得不面臨的巨大挑戰(zhàn)。
 
另一方面，油耗測試相關(guān)的法規(guī)近年來也陸續(xù)發(fā)生改變。這一情況對于車企來說無疑是“雪上加霜”。歐洲已于2018年9月1號開始實(shí)施新的油耗測試標(biāo)準(zhǔn)WLTP（World Light Vehicle Test Procedure），很多車企為了應(yīng)對新標(biāo)準(zhǔn)不得不停售了部分車型。
 
說起WLTP，相信汽車行業(yè)的人士大多不會太陌生，但也不是很熟悉。如果大家更了解“工信部油耗標(biāo)準(zhǔn)”的話，那WLTP就是面向全球的“工信部油耗標(biāo)準(zhǔn)”。
說到工信部油耗標(biāo)準(zhǔn)，不得不承認(rèn)現(xiàn)階段這個標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)民眾眼中的可信度是比較低的，原因在于這個標(biāo)準(zhǔn)的測試過于理想化，整個測試過程都是固定的規(guī)程，這與實(shí)際道路駕駛情況偏差較大；另一方面，隨著汽車動力源種類逐漸增多，油耗測試法規(guī)也必須實(shí)現(xiàn)多樣化。
 
那么現(xiàn)行的這個不太“靠譜”的油耗測試標(biāo)準(zhǔn)又是怎么來的呢？正是借鑒了WLTP的前身——NEDC（New European Driving Cycle）。
 
NEDC
 
歐洲的NEDC標(biāo)準(zhǔn)最早可追溯至1970年代的ECE-15標(biāo)準(zhǔn)。期間經(jīng)過數(shù)次升級，最后在1997年正式定為NEDC。
 
NEDC標(biāo)準(zhǔn)實(shí)在是沿用了太多年，因此對于NEDC標(biāo)準(zhǔn)下的官方油耗，歐洲民眾也無奈的調(diào)侃道：“We can’t get anywhere near the notional published figures”。
事實(shí)上，從汽車的宣傳手冊中也能發(fā)現(xiàn)NEDC標(biāo)準(zhǔn)下的車輛油耗“低得驚人”，通常一輛緊湊型車只有三升到四升的百公里油耗，而一輛中型車也只有五升左右的油耗，這顯然是非常不現(xiàn)實(shí)的。
 
原因又是什么呢？
 
原來在NEDC測試體系中，整車運(yùn)行工況基本處于穩(wěn)態(tài)，這就使得NEDC測試循環(huán)下所得到的油耗、排放等數(shù)據(jù)均低于用戶的實(shí)際使用情況。
NEDC標(biāo)準(zhǔn)由四個重復(fù)的“城市道路循環(huán)”以及一個“市郊道路循環(huán)”組成。一套完整的測試循環(huán)總共持續(xù)1180秒，累計行駛里程11.04公里。測試當(dāng)中車輛的最高時速達(dá)到120公里/小時，平均速度約為34公里/小時。
 
NEDC標(biāo)準(zhǔn)的測試過程完全按規(guī)程走，比如城市運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)為195秒，包括啟動、加速、減速停車等幾個階段，而這幾個階段中又包含了幾十秒的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)；城郊運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)為400秒，同樣的，勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況也占據(jù)了絕大部分的測試時間；而且加速時間、勻速時間、怠速時間等都是固定的。
 
然而在實(shí)際道路行駛情況中，車輛工況很難一直保持穩(wěn)態(tài)。尤其是隨著各國各地的城市化建設(shè)發(fā)展，車輛行駛路況越來越復(fù)雜。以實(shí)際城市駕駛為例，駕駛員會面臨走走停停，加速和減速幅度以及勻速行駛的時間都不可能像上圖中那樣整齊，所以實(shí)際油耗絕對會大于測試油耗。
 
既然歐洲NEDC標(biāo)準(zhǔn)無法實(shí)現(xiàn)與時俱進(jìn)，那么WLTP標(biāo)準(zhǔn)就順應(yīng)而生了。
 
WTLP
 
WLTP標(biāo)準(zhǔn)由聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會牽頭，由歐洲、美國、日本等國的眾多專家聯(lián)合研究、并于2015年正式編纂而成。WLTP標(biāo)準(zhǔn)中的油耗測試循環(huán)也被稱為WLTC循環(huán)（Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle）。
 
從2018年起，WLTP將陸續(xù)在歐盟、印度、韓國、美國、日本等國家取代現(xiàn)有的各類油耗測試，而中國則會使用與之相近的國六排放標(biāo)準(zhǔn)。
WLTP標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)功率質(zhì)量比（簡稱PWR）將車輛劃分為三級，并對應(yīng)設(shè)計了三種測試循環(huán)（NEDC只有一種），考慮了四種道路類型：低速、中速、高速、額外高速等（NEDC只有兩種）。對比而言，WLTP標(biāo)準(zhǔn)更貼近真實(shí)的行駛工況。
 
另一方面，WLTP標(biāo)準(zhǔn)中的二氧化碳排放量將綜合考慮增加可選配置（如較大的合金車輪或空調(diào)）后的汽車重量和空氣動力學(xué)效應(yīng)，從而讓用戶更加準(zhǔn)確地了解汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性與排放量。
 
WLTP標(biāo)準(zhǔn)充分研究了世界各地不同道路行駛情況，對于日常家用車而言，車輛的PWR值往往大于第3級別標(biāo)準(zhǔn)的34千瓦/噸，所以WLTP的第3級測試也最受關(guān)注。
WLTP第3級測試循環(huán)總共持續(xù)1800秒，累計行駛里程23.3公里，測試當(dāng)中車輛的最高時速提升至131公里/小時，平均速度約為47公里/小時。
對比NEDC標(biāo)準(zhǔn)而言，WLTP標(biāo)準(zhǔn)中的車輛最高速度、平均速度、最大加減速度以及加減速度幅度、測試行駛時間等都有了較大提升，整體難度提升不少，更符合實(shí)際駕駛工況。
除了在臺架上測試，WLTP標(biāo)準(zhǔn)還加入了RED測試（Real Driving Emissions）以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。從名稱就可以看出，這項測試就是實(shí)際道路駕駛測試。在這個測試中，車輛將會直接開到公共道路上，包括城市道路、郊區(qū)道路以及高速公路。
在WLTP標(biāo)準(zhǔn)推行后，為了直觀的對比車輛實(shí)際油耗和WLTP油耗，海外媒體也進(jìn)行了一些驗證測試。測試對象選取了已公布WLTP油耗的車型馬自達(dá)CX-3。最終測試結(jié)果如下：CX-3取得了綜合工況百公里6.32升的成績，而其公布的WLTP油耗為百公里6.25升，兩者基本一致。

WLTP帶來的影響
 
由于NEDC與WLTP的巨大差異，可以預(yù)期：與NEDC相比，WLTP標(biāo)準(zhǔn)下的同一輛車的燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)將下降20％。
英國電動汽車制造商和貿(mào)易商協(xié)會（SMMT）表示：在多數(shù)情況下，WLTP標(biāo)準(zhǔn)將得到更大的二氧化碳排放數(shù)據(jù)，與NEDC相比可能高達(dá)20％；梅賽德斯排放和認(rèn)證負(fù)責(zé)人Christoph Hohmann也預(yù)計這一數(shù)據(jù)將增長22％；與此同時，來自汽車行業(yè)數(shù)據(jù)供應(yīng)商JATO通過對18個典型車型進(jìn)行評估，得出結(jié)論：各車型的排放數(shù)據(jù)均“超出預(yù)期”，實(shí)際增長量為13％至18％。
這一趨勢同樣也適用于電動汽車。

WLTP標(biāo)準(zhǔn)下的電動汽車
 
梅賽德斯在一份關(guān)于WLTP測試的報告中指出：WLTP的推出意味著插電式混合動力汽車的重大變革。這些車輛需要多次完成測試，從一個完整的電池開始，重復(fù)該循環(huán)直到電池耗盡。 最后，還需要對空電池進(jìn)行測量，其中驅(qū)動功率完全來自內(nèi)燃機(jī)和再生制動。
 
為了驗證WLTP標(biāo)準(zhǔn)測試電動汽車的準(zhǔn)確性，國外AUTOBEST等機(jī)構(gòu)做過一些相關(guān)測試，測試車型包括日產(chǎn)LEAF、雷諾ZOE、現(xiàn)代IONIQ、起亞SouL EV、寶馬I3、大眾e-golf、歐寶Ampera-e、I-pace和Model S/X等10款車型。
 
通過對比測試結(jié)果和各車企給出的NEDC/WLTP數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：NEDC標(biāo)準(zhǔn)下得到的純電動續(xù)航里程和實(shí)際續(xù)航里程的偏差較大，尤其對于幾個NEDC里程較高的車輛，這一偏差更為明顯；WLTP標(biāo)準(zhǔn)下得到的測試結(jié)果，除一款車型的差異較大以外，其余車型的偏差并不是特別明顯。
國內(nèi)現(xiàn)狀
 
視線轉(zhuǎn)回國內(nèi)，根據(jù)2016年中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部頒發(fā)《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段》表明，從2020年7月1日開始，中國即將實(shí)行國六測試，而國六標(biāo)準(zhǔn)也將采用WLTP標(biāo)準(zhǔn)（有適當(dāng)修改）。
從表面上看，測試標(biāo)準(zhǔn)的更換也只是一次“常規(guī)升級”而已。但此次升級幅度之大，足以令無數(shù)廠商汗顏，尤其是許多本就不擅長油耗控制的油老虎廠家。許多實(shí)力較強(qiáng)的汽車品牌，都表示感覺到了不少壓力，更別說那些研發(fā)能力較弱的汽車品牌，可以說是"壓力山大"。
 
眾所周知，車速對油耗影響非常大，通過等速百公里油耗，我們可以了解到，油耗與車速基本成浴盆曲線型關(guān)系。汽車油耗最終是與能耗相關(guān)。能耗主要由幾個部分組成：滾動阻力能耗、風(fēng)阻能耗、發(fā)動機(jī)燃燒效率、傳動效率、用電器能耗等。
 
在經(jīng)濟(jì)車速時，等速油耗最低，低速或高速都會隨車速的改變而增加油耗；行車溫度包括發(fā)動機(jī)水溫、機(jī)油溫度和引擎罩溫度等，溫度過低或過高都會使發(fā)動機(jī)特性曲線發(fā)生變化，進(jìn)而增加油耗；風(fēng)力的影響的主要是空氣阻力，當(dāng)汽車順風(fēng)行駛時，空氣阻力較小，燃油消耗低；當(dāng)汽車逆風(fēng)行駛時，風(fēng)力越大，風(fēng)阻越大，油耗越高。
因此，通過進(jìn)行汽車空氣動力學(xué)以及熱管理性能優(yōu)化是降低汽車油耗的最為有效的措施之一。
 
在汽車空氣動力學(xué)以及熱管理性能優(yōu)化過程中，必不可少的開發(fā)工具就是汽車風(fēng)洞。2019年以中國汽研汽車風(fēng)洞中心（重慶）為代表的一批具有國際先進(jìn)水平的整車風(fēng)洞將順利落成，中國汽車空氣動力學(xué)技術(shù)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇，同時也為國內(nèi)車企應(yīng)戰(zhàn)油耗新規(guī)提供了充足的試驗與開發(fā)資源。
中國汽研氣動-聲學(xué)風(fēng)洞測試段實(shí)拍 
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