隨着國六排放標準的全面實施,我國對汽車尾氣污染物的控制已經達到世界主流水準,國六b在某些有害氣體排放的控制數據上甚至要比現行的歐6標準更加嚴格。但現行的NEDC尾氣測試方法尚存在一定侷限性,與汽車實際使用情況有很大不同,這就導致依照NEDC法則測試出的乘用車續航里程、能耗、污染物排放都與實際情況不符。
這一點在電動車領域最明顯,如果購買過純電汽車的小夥伴可能發現工信部標註的續航里程與實際使用的續航里程相差較大,這也是因為測試標準與現實中車輛行駛工況不同有關。
基於這一問題,歐洲已經率先放棄NEDC排放測試規則,轉而啓用WLTP測試法則,這也標誌着乘用車排放、能耗測試進入了更加貼近現實使用工況的發展路徑。
WLTP作為目前國際公認最適合的能耗測試的法案,其在2014年被世界汽車法規協調論壇所採納,我國也是簽約國之一。歐洲和日本已分別於2017和2018年開始實施WLTP法規測試工況。中國也已確定採用WLTP工況作為排放測試標準,該標準將於7月1正式全面實行。
何為NEDC?
NEDC(New European Drive Cycle)是一種乘用車動力系統排放、能耗的循環方式,最早在1994年由歐盟提出,誕生於上世紀90年代的NEDC測試體系自誕生之日就一直飽受詬病,其勻速運轉的穩定工況佔據了絕大多數的時間,市郊的循環測試時間(400秒)又遠高於市區循環測試時間(195秒),這與大多數大型城市中的機動車使用工況嚴重不符。由於城市擁堵以及路況的變化,駕駛者基本不可能長時間讓車輛保持勻速行駛狀態,因此這套排放測試循環法則在很多地區都沒有現實參考意義。
我國在2003年後對機動車排放測試的標準一直都借鑑NEDC其測試持續時間為1180秒,共行駛距離11km,最高車速120km/h,市區循環和市郊循環分別佔比66%和34%,前者由4個重複的單元構成,每個單元包括15個不同工況,市郊循環包括13個工況,測試温度20-30℃。總體來看,NEDC循環過程中,車輛基本上都是模擬勻加減速和勻速。
WLTP如何解決NEDC痛點?
通過上文可以看出,NEDC最大的不足就在於加減速都是恆定加速度,而其中又包含了不少純勻速行駛工況,在現實中,車輛行駛動態會隨着道路情況以及其他交通參與者隨時發生改變,因此瞬態工況對於排放、能耗測試更加重要。WLTP正是在循環測試中一改之前的穩態加減速,改為加速度發生變化的瞬態工況,以此來模擬真實環境中機動車的使用情況。其持續時間也大幅度延長——該循環測試時間為1800秒,比NEDC足足長了十多分鐘。
WLTP循環按照功率質量比和最高車速對車輛進行分類測試,乘用車對應其中的Class3測試工況。測試過程包括低速段、中速段、高速段、超高速段四部分,測試温度23℃。總長度23.25km,最高車速為131km/h。
根據新舊兩種測試工況的特徵,可以看出一些端倪。
首先,WLTP測試循環時間更長,冷啓動對整個測試過程的影響程度有所降低,而暖機狀態下更頻繁的大負荷加速工況才是新法則排放測試的重點。因此,之前為了應對NEDC法規而大行其道的排氣歧管缸蓋集成技術,縮短三元催化器與排氣門之間的距離的做法可能對排放控制的優化會減弱。
其次,WLTP測試中,怠速測試比例大幅下降。自動啓停、微型油電混動等技術,在測試中對能耗、排放的優化也會被大幅削弱。
因為WLTP測試循環的平均速度、最大速度,以及最大加速度等都有提升,測試車輛負荷更大,這會導致所有車型的能耗(包括純電汽車)都將有所增加。該法規更加考驗動力系統的高負荷效率,動力儲備更好的大排量、大功率的車型會佔有更多的優勢,因為動力儲備足夠豐富會提升減小負荷對動力系統的影響,保證動力高效輸出。這一變化的影響也將波及純電動車型。已切換WLTP測試標準的歐盟在2017年便對此作出預測分析,在WLTP下,電動車的能耗測試將會有26%-30%惡化,這也是很多電動車的WLTP續航和NEDC續航有較大差距的原因。
WLTP對車輛動力系統的影響
首先可以肯定的是,所有的純電動汽車在WLTP法規測試下,續航里程會有較NEDC測試有較大“縮水”,這也能體現出該法規更加貼近現實道路情況使用場景的事實。
而在燃油車領域,新規則讓現有內燃機技術格局變得有些微妙了。
早在兩年前,歐盟已經比對過WLTP與NEDC循環條件下燃油消耗的差異。根據歐盟蒐集的數據,排量小於1.4L的車型,WLTP測試出的二氧化碳排放量比NEDC測試出的結果多1.37倍;1.4L-2.0L之間的車型,多1.32倍;2.0L排量以上車型多1.23倍。可見,隨着排量的增加,切換WLTP測得的二氧化碳排放量逐漸與NEDC測出的接近。這是因為更大排量的內燃機在瞬態工況下的工作效率比小排量內燃機更穩定。
車叔總結
WLTP法規的落實必將引導全球車企對燃油動力進行新一輪的技術調整。短期內,類似EA211這種1.5T米勒循環+48V輕混的搭配,或將成為未來一段時間內的主流。這也意味着一味縮小排量並通過渦輪增壓榨取動力的技術手段不再適用。