陳光 張妍懿 郝冬 王曉兵 王仁廣
(中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心)
隨著中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展,國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)占有率迅速攀升。目前已有針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)一系列標(biāo)準(zhǔn),但沒(méi)有覆蓋電動(dòng)汽車(chē)的全部關(guān)鍵性能,尚不足以全面地評(píng)價(jià)和反映電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)狀況;某些關(guān)鍵性能在國(guó)外已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有采用;此外,動(dòng)力電池性能受環(huán)境影響較大,導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵性能受到使用條件影響程度較大。部分電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)借鑒了傳統(tǒng)車(chē)的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)使用條件對(duì)其影響的考慮不足,測(cè)評(píng)結(jié)果不能夠反映實(shí)際使用中電動(dòng)汽車(chē)的性能,導(dǎo)致消費(fèi)者實(shí)際用車(chē)的體驗(yàn)與依據(jù)國(guó)標(biāo)測(cè)試的官方數(shù)據(jù)相差較大。為了更好地引導(dǎo)消費(fèi)者準(zhǔn)確了解電動(dòng)汽車(chē),促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,推動(dòng)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展,中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心組織17家整車(chē)企業(yè)成立了EV-TEST評(píng)價(jià)規(guī)程工作組。為期近1年時(shí)間,建立了EV-TEST電動(dòng)汽車(chē)測(cè)試評(píng)價(jià)體系,并在2017年5月正式推出,文章主要對(duì)該評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵性能指標(biāo)的選擇確定進(jìn)行具體討論和分析。
考慮不同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)面對(duì)的消費(fèi)者群體和使用場(chǎng)景不同,EV-TEST的測(cè)試評(píng)價(jià)體系分為2組,具體如下:
1)微車(chē)組:長(zhǎng)度小于4 m的乘用車(chē);2)常規(guī)車(chē)組:微車(chē)組以外其他乘用車(chē)。
隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展和EV-TEST的改版,分組方法后續(xù)將會(huì)有所調(diào)整。2組的測(cè)試評(píng)價(jià)體系框架基本相同,測(cè)試方法相同,主要在評(píng)分方法有所調(diào)整,下面主要以常規(guī)車(chē)組具體指標(biāo)的確定為例進(jìn)行具體分析。
EV-TEST體系是考慮消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)和使用電動(dòng)汽車(chē)時(shí),最關(guān)注的性能指標(biāo)而制定的。微型乘用車(chē)和其他類(lèi)別乘用車(chē)的消費(fèi)者群體不同,使用情境也有所不同,所以指標(biāo)體系也應(yīng)有不同。經(jīng)過(guò)深入分析討論,EV-TEST常規(guī)車(chē)組指標(biāo)體系制定,如圖1所示,包括續(xù)駛、電耗、充電、安全和動(dòng)力5個(gè)一級(jí)指標(biāo),下面又細(xì)分為14個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
圖1 EV-TEST常規(guī)車(chē)組評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
電動(dòng)汽車(chē)的純電動(dòng)續(xù)駛里程,直接影響到消費(fèi)者的日常出行,是消費(fèi)者最關(guān)注的性能指標(biāo),也是消費(fèi)者日常使用體驗(yàn)的最直接性能指標(biāo)之一。為此,將續(xù)駛設(shè)置為EV-TEST指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo)。
GB/T 18386—2005《電動(dòng)汽車(chē)能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》[1]中規(guī)定了續(xù)駛里程測(cè)試方法:即常溫下的NEDC工況法和60 km/h等速法。消費(fèi)者購(gòu)車(chē)獲取的官方續(xù)駛里程信息為按照國(guó)標(biāo)測(cè)試的數(shù)值。另外,中國(guó)地域遼闊,大部分地區(qū)夏冬溫度變化較大,車(chē)輛空調(diào)長(zhǎng)期處于開(kāi)啟狀態(tài)。溫度和空調(diào)都對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程有很大影響,這直接導(dǎo)致實(shí)際續(xù)駛里程體驗(yàn)遠(yuǎn)低于官方信息。目前,國(guó)內(nèi)及國(guó)際上并無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)考慮到不同溫度和空調(diào)使用條件下的續(xù)駛里程測(cè)試方法。另外,受到驅(qū)動(dòng)電機(jī)持續(xù)工作和電池持續(xù)大功率放電對(duì)續(xù)駛里程的影響,電動(dòng)汽車(chē)在高速行駛時(shí)的續(xù)駛里程較國(guó)標(biāo)測(cè)試數(shù)值也有下降?;谝陨显颍患?jí)指標(biāo)續(xù)駛中下設(shè)4個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
1)常溫續(xù)駛里程。按照GB/T 18386—2005[1]中NEDC工況法測(cè)試方法,測(cè)試電動(dòng)汽車(chē)常溫下的續(xù)駛里程。在EV-TEST評(píng)分體系中,使用該續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果作為評(píng)分依據(jù)。
2)高溫續(xù)駛里程。測(cè)試評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車(chē)在夏季車(chē)主開(kāi)啟冷風(fēng)空調(diào)下的續(xù)航能力,但目前國(guó)內(nèi)及國(guó)際上均無(wú)此類(lèi)測(cè)試方法。為此,工作組制定《EV-TEST電動(dòng)汽車(chē)測(cè)試規(guī)程》[2]給出了具體測(cè)試方法,測(cè)試在高溫、冷風(fēng)空調(diào)開(kāi)啟、NEDC工況下的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程。在EV-TEST評(píng)分體系中,使用高溫續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果相對(duì)于常溫續(xù)駛里程的下降率作為評(píng)分依據(jù)。
3)低溫續(xù)駛里程。測(cè)試評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車(chē)在冬季開(kāi)啟暖風(fēng)情況下的續(xù)航能力,但目前國(guó)內(nèi)及國(guó)際上均無(wú)此類(lèi)測(cè)試方法。按照EV-TEST測(cè)試規(guī)程中規(guī)定的測(cè)試方法,測(cè)試在低溫、暖風(fēng)空調(diào)開(kāi)啟、NEDC工況下的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程。在EV-TEST評(píng)分體系中,使用低溫續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果相對(duì)于常溫續(xù)駛里程的下降率作為評(píng)分依據(jù)。
4)高速續(xù)駛里程。測(cè)試評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車(chē)在持續(xù)高速(100 km/h)情況下的續(xù)航能力,但目前國(guó)內(nèi)及國(guó)際上均無(wú)此類(lèi)測(cè)試方法。按照EV-TEST測(cè)試規(guī)程給出的測(cè)試方法,測(cè)試在持續(xù)高速工況下的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程。在EV-TEST評(píng)分體系中,使用高速續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果相對(duì)于常溫續(xù)駛里程的下降率作為評(píng)分依據(jù)。
電動(dòng)汽車(chē)電耗水平直接影響消費(fèi)者日常用車(chē)花費(fèi),是消費(fèi)者關(guān)注的指標(biāo);電耗水平是車(chē)輛節(jié)能技術(shù)水平的綜合體現(xiàn),電耗指標(biāo)可以引導(dǎo)汽車(chē)節(jié)能技術(shù)發(fā)展。為此,將電耗設(shè)為EV-TEST指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo)。
電耗的測(cè)試與常溫續(xù)駛里程測(cè)試同步進(jìn)行,所以EV-TEST規(guī)程中測(cè)試方法未將續(xù)駛和電耗測(cè)試分開(kāi),綜合制定了續(xù)駛里程和能量消耗率的試驗(yàn)方法。
考慮到高溫、低溫和高速下電耗的上升率和續(xù)駛里程的下降率基本一致,所以EV-TEST評(píng)價(jià)體系中,一級(jí)指標(biāo)電耗下只設(shè)立常溫下電耗這個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
充電性能是電動(dòng)汽車(chē)最基本的性能之一,直接影響到消費(fèi)者日常消費(fèi)體驗(yàn),是消費(fèi)者最關(guān)心的問(wèn)題之一,為此,將充電性能設(shè)為一級(jí)指標(biāo)。一級(jí)指標(biāo)充電下設(shè)3個(gè)二級(jí)指標(biāo)。
1)車(chē)樁兼容性。充電兼容性直接決定消費(fèi)者使用電動(dòng)車(chē)輛時(shí)能否正常充電。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和充電設(shè)備的充電兼容性的測(cè)試方法,然而,實(shí)際使用情況下的各種復(fù)雜因素,導(dǎo)致通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的真實(shí)車(chē)輛和真實(shí)充電樁匹配充電時(shí),還可能出現(xiàn)充電不兼容的情況,大大影響了消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。
目前國(guó)內(nèi)及國(guó)際上均無(wú)此類(lèi)測(cè)試方法,為此,EV-TEST測(cè)試規(guī)程中給出了測(cè)試方法,規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)實(shí)車(chē)與交流充電樁和直流充電樁互相匹配時(shí)的充電兼容性的測(cè)試方法,其中包括交流充電和直流充電測(cè)試方法。
由于目前我國(guó)充電樁品牌繁多,以及充電相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)新舊交替的原因,已有的充電樁質(zhì)量參差不齊。為了引導(dǎo)、鼓勵(lì)充電樁的生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)新版國(guó)標(biāo)更新設(shè)置,本規(guī)程全部使用符合2015年新發(fā)布的GB/T 20234—2015[3],GB/T 27930—2015[4],GB/T 18487—2015[5]要求的交流充電樁和直流充電樁進(jìn)行測(cè)試。
2)百公里充電時(shí)間(包括交流充電和直流充電)。電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間直接關(guān)系消費(fèi)者日常使用,是消費(fèi)者非常關(guān)心的問(wèn)題。充電時(shí)間對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是比較直觀的指標(biāo),然而續(xù)駛里程、電池容量不同的車(chē)輛充電時(shí)間明顯不同,充電時(shí)間不具備直接可比性;充電速率能夠客觀評(píng)價(jià)不同電動(dòng)車(chē)輛的充電能力,但是不夠直觀且不易被消費(fèi)者理解。為此提出了“百公里充電時(shí)間”這一概念,這個(gè)概念可理解為支持電動(dòng)汽車(chē)行駛100 km所需要的充電時(shí)間。這一指標(biāo)既能夠方便消費(fèi)者理解,也能夠在相同標(biāo)準(zhǔn)上客觀評(píng)價(jià)不同電動(dòng)汽車(chē)的充電能力。
目前國(guó)內(nèi)及國(guó)際上均無(wú)此類(lèi)測(cè)試方法,EV-TEST測(cè)試規(guī)程中給出了測(cè)試方法,規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)百公里充電時(shí)間的測(cè)試和計(jì)算方法,包括交流充電和直流充電測(cè)試方法。
3)充電抗擾。車(chē)輛充電抗擾性能是評(píng)價(jià)車(chē)輛對(duì)復(fù)雜或極端充電條件下的適應(yīng)性,也是直接影響到用戶(hù)體驗(yàn)的項(xiàng)目。EV-TEST體系根據(jù)歐盟法規(guī)ECE R10《Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to electromagnetic compatibility》[6]中充電抗擾測(cè)試方法,參考其中浪涌(Surge)、電快速瞬變脈沖群(EFT)2項(xiàng)充電狀態(tài)抗擾測(cè)試方法,對(duì)來(lái)自電網(wǎng)的典型干擾形式進(jìn)行模擬,用以評(píng)價(jià)充電過(guò)程的可靠性,以及在電網(wǎng)存在干擾狀態(tài)下的充電穩(wěn)定性。
汽車(chē)安全是任何類(lèi)型汽車(chē)的消費(fèi)者都關(guān)心的話(huà)題,EV-TEST體系將安全設(shè)立為一級(jí)指標(biāo)。由于碰撞安全將在C-NCAP體系下進(jìn)行評(píng)價(jià),并于2018年發(fā)布,所以此版EV-TEST體系中并不包含碰撞安全指標(biāo)。EV-TEST安全指標(biāo)關(guān)注電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)的“電”特殊安全項(xiàng)目,設(shè)立4個(gè)二級(jí)指標(biāo),包括3項(xiàng)基本指標(biāo)和1項(xiàng)加分指標(biāo)。
1)涉水電安全。近年來(lái),每到雨季各地就會(huì)出現(xiàn)道路大面積深度積水情況,消費(fèi)者關(guān)心電動(dòng)汽車(chē)在涉水時(shí)的電安全。EV-TEST按照DB31/T 634—2012《電動(dòng)乘用車(chē)運(yùn)行安全和維護(hù)保障技術(shù)規(guī)范》[7]進(jìn)行涉水試驗(yàn),涉水結(jié)束后按照GB/T 18384.3—2015《電動(dòng)汽車(chē)安全要求第3部分:人員觸電防護(hù)》[8]進(jìn)行絕緣阻值試驗(yàn)。
2)電磁輻射。當(dāng)下社會(huì),消費(fèi)者對(duì)于電磁輻射的關(guān)注程度日益增加,對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)電磁輻射影響的討論和質(zhì)疑聲不絕于耳,是消費(fèi)者非常關(guān)心的問(wèn)題。該項(xiàng)測(cè)試依據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)JASO TP-13002:2013《關(guān)于汽車(chē)人體暴露的磁場(chǎng)檢測(cè)方法》[9]進(jìn)行。
3)電磁抗擾。電動(dòng)汽車(chē)采用純電驅(qū)動(dòng),電磁兼容性能尤為重要,在電磁干擾環(huán)境下電動(dòng)汽車(chē)的功能是否正常,直接影響到消費(fèi)者用車(chē)安全。該項(xiàng)測(cè)試依據(jù)歐盟法規(guī) ECE R10《Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to electromagnetic compatibility》[6]中電磁抗擾測(cè)試方法、頻率范圍、限值要求進(jìn)行。
4)電池包防水(加分項(xiàng))。電動(dòng)汽車(chē)電池包根據(jù)GB 4208—2008《外殼防護(hù)等級(jí)(IP 代碼)》[10]測(cè)試,通過(guò)IPX7防護(hù)等級(jí)測(cè)試,是電池包防水性能的優(yōu)秀體現(xiàn),為此設(shè)該項(xiàng)目為加分項(xiàng)。
動(dòng)力性并不是電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)所特有的項(xiàng)目,但也是消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)時(shí)最??紤]的性能指標(biāo)之一。EV-TEST體系將動(dòng)力設(shè)為一級(jí)指標(biāo),下設(shè)2項(xiàng)二級(jí)指標(biāo):
1)最高車(chē)速。最高車(chē)速是一項(xiàng)基本動(dòng)力性能指標(biāo),尤其電動(dòng)汽車(chē)最高車(chē)速普遍低于傳統(tǒng)燃油汽車(chē),消費(fèi)者關(guān)注電動(dòng)汽車(chē)最高車(chē)速。此項(xiàng)目測(cè)試方法依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18385—2005《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性能試驗(yàn)方法》[11]進(jìn)行。
2)加速性能。加速性能是消費(fèi)者關(guān)注的指標(biāo),除了消費(fèi)者比較熟悉和關(guān)注的0~100 km/h加速性能以外,考慮普通消費(fèi)者城市用車(chē)時(shí)最常遇到的中低速加速需求,也設(shè)置0~50 km/h和50~80 km/h 2個(gè)加速性能測(cè)試項(xiàng)目。
通過(guò)對(duì)EV-TEST性能指標(biāo)體系中具體指標(biāo)的分析,明確了體系中五大一級(jí)指標(biāo)及對(duì)應(yīng)二級(jí)指標(biāo)的選擇原因和依據(jù),深入了解這些基本情況有助于加深對(duì)體系的理解和使用。該體系是一個(gè)第三方評(píng)價(jià)體系,其評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)明確高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基本要求,通過(guò)EV-TEST評(píng)價(jià)可以讓消費(fèi)者比較全面地了解電動(dòng)汽車(chē)的整體性能,有利于電動(dòng)汽車(chē)的選擇和使用。