殷承良:曝光插混油耗测试猫腻

时间:2022-02-10 02:55:45

殷承良:曝光插混油耗测试猫腻

关于新能源汽车的国家两个补贴的产品,一个是插电式混合动力汽车,一个是纯电动汽车。在插电式和纯电动汽车领域,跟补贴直接息息相关的就是它的燃油经济性标准和检测方法。在这个里头,我今天想就这个话题跟大家探讨一下,中间还是有很多问题,是值得大家去讨论和商榷的。

国内现行燃油经济性标准与

测试方法

国内现行燃油经济性标准,广义上来讲,纯电动是以电耗来衡量,插电式是以燃油消耗量来衡量。

中国的油耗评价体系是由国标系列(GB和GB/T)和科技部、工信部文件组成的,目前尚不完善。

实际上咱们国家的标准基本上汽车工业的体系全是靠欧标,国标《轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》对平均油耗的计算方法规定:

条件A:储能装置处于充电终止的最高荷电状态――CD阶段,仅运行一个NEDC实验循环,当纯电里程大于一个完整循环(约11km)认定其燃油消耗值为0。

条件B:储能装置处于运行放电结束的最低荷电状态――CS阶段,放电终止条件为车速稳定在50km/h进行等速行驶放电,直到混合动力电动汽车发动机起动开始条件B测试。我国的标准允许PHEV在CS阶段仍有电能消耗。

对平均油耗的计算公司实际上是分成两部分,第一部分是纯电行驶里程,然后乘上一个系数,再加上介入到混动状态下的里程乘上系数,最后两段里程相加,实际上是加权平均,道理是非常简单的。

插电式混合动力的补贴标准就是从这个公式来的,所有整车厂对它都非常熟悉。这里有一个名词叫“标称百公里油耗”,这个公式是Cx25除25+纯电里程数。后半部分是我自己变化了一下,实质是一样的。这个公式怎么来的?

其实欧洲人做这个标准的时候有一个假定,也就是他们认为每25公里可以找到一个充电桩给汽车充电。25就是这么来的,这是有一个前提条件的。

但是到了我们国家直接套用这个标准,根本不管国内的实际充电基础设施是不是满足25公里就可以充电。但是直接套用公式后问题就来了,而且问题非常大。

大家可以看到我们现在所谓的标称百公里油耗,把25除下以后,分母非常大。如果说纯电动的续航里程是50公里,无形之中把真正意义上的油耗稀释了3倍。如果是75公里除上25等于3,再加上1,等于把实际油耗稀释了4倍。

这个公式带来的一个巨大的问题是什么呢?哪怕这个发动机是一堆狗屎,除上2、除上3或者除上4,经过这个公式计算得出的也是一个非常节能环保的东西。

下面这个图表中我把企业的名字全给隐掉了,我们可以看一看这些企业拿“标称百公里油耗”计算出来它的车型百公里油耗是1.6升、2.0升、2.3升。但是根据它的纯电续航里程,我们反过来拿公式推出来,实际发动机油耗不带缩水的,也就是可能的那些因素我们都不考虑,假设是真的,它的百公里油耗也能够达到八点几升,十点几升。

特别是一些车型号称自己百公里油耗只有两点几升,纯电动的东西挺多,但是如果没有使用充电模式,只用发动机来跑的时候,它的百公里油耗能达到8升多、10升多。

现在“咖啡法则”规定百公里平均燃料消耗量必须降到6.9升,上图表中的数值都是根据实际的车型算出来的,比国家规定的标准要高得多,而且还腆着脸给国家要政策、要补贴,非常成问题。

但是根据标称百公里油耗计算公式得出来的油耗只有―点几升、两点几升,这是非常可笑的一件事。

现有插电式混合动力汽车能

量消耗标识

这里还有一个巨大的问题,是我们国家关于燃油消耗的能量标识。

工信部在2015年8月28日召开的汽车节能分标委2015年会暨标准审查会上通过了《轻型汽车能源消耗量标识第2部分:可外接充电式混合动力电动汽车和纯电动汽车》(GB22757.2)强制性国家标准送审稿,首次规定了针对新能源车的能源消耗量标识方案。

明明是个插电式,里面既有油耗又有电耗,但是最后上市的时候只说一个东西,就是所谓的标称百公里油耗,等速油耗或者是工况油耗就是一点几升、两升,那么你的电耗呢?根本不去提。

所以,这里很要命的是咱们国家现有的关于插电式混合动力汽车的评价以及补贴体系,只拿百公里油耗来说事,不能充分反映插电式混合动力汽车多能源驱动、多模式驾驶的特性,按行驶工况标识油耗,而非车辆驱动模式(纯电动/混合驱动等),无法真实反映实际驾驶时的能量消耗,缺少纯电续航里程等重要信息。

美标和欧标明显不一样,美标里边标了两个东西,一个是电耗,一个是油耗,也就是纯电动行驶的里程除上电耗应该是多少,然后再进入到混动状态的纯混动,也就是电量平衡的时候油耗是多少,相对而言这是比较合理的。

当然,它里面也有一个东西是我们国家没办法相比的,就是每加仑汽油等效为多少电耗(MPGe)。这是美国环保署(EPA)用来比较新能源汽车、插电式混合动力汽车等与传统燃油汽车燃油经济性的指标。每加仑汽油等效为33.7kWh电能,也就是8.9kWh电能等效为1L汽油。

经济性测试循环选用EPA标准的五循环工况,在美国销售的新能源汽车和插电式混合动力汽车等都需要通过这个测试并且标注对应的EPA油耗。

这是跟美国电能的体系有关的,也就是它平均以核能为主还是以什么能量为主。我们国家不能拿这个数值,因为我们国家主要是烧煤,等耗的比数值直接搬美国人的是不对的。但是美标的思路是对的。

在美国的网站上,凡是插电式混合动力汽车的能耗标识,都能看到电耗加油耗两个值。

再看看欧标和美标到底差多少。现在不拿咱们自己国内的厂商说事,拿老外的车说事。丰田普锐斯插电混合动力和宝马i8插电式混合动力,总重差不多,都是1吨左右,纯电续航里程、满电满油下续航里程、纯电模式下最高车速、二氧化碳排放量等指标的比较也都有。

关键是百公里油耗的比较。按照欧标,丰田普锐斯每百公里油耗是2.1升,宝马i8计算出来也是2.1升,但是如果拿美国标准一比就立刻现原形了。按美国经济性指标折算出来,丰田普锐斯纯电驱动模式下相当于百公里2.5升等量的油耗,但是混动模式下的百公里等量油耗是4.7升,这是非常接近实际的。而宝马i8,以欧标衡量是合格的,但是以美标计算,尤其是混动情况下,百公里等量油耗8.4升,它就是不合格的。

国内车型如果甩美标计算的话,比这个数值还要悲惨得多。

实际上标识很简单,针对上述不足,我们建议国家的油耗的标识应该做改良,修改和增加标识内容:与测试条件一致,分为电量下降阶段和电量维持阶段;分别列出电能消耗和燃油消耗;分别列出纯电续航里程及总续航里程;增加充电时间等有用信息;向消费者直观展示插电式混合动力汽车节约成本。

问题与漏洞

还有产业界漏洞非常大的一些问题。

第一个大漏洞,测试方法到底是用工况法还是等速油耗法。实际上我们过去是允许用等速油耗法,一旦用等速油耗法,问题来了,因为牛顿第三定律只要平衡,比滚动阻力大那么一点点,这个车理论上就能跑。按照这个逻辑,最后所有的能耗只是克服一个滚动阻力,一点点的电池就能把你的纯电续航里程搞得特强,这是很成问题的第一个问题。

等速法测出的续航里程大大高于工况法测定的续航里程,与车辆使用条件完全不符合,所以建议废除等速油耗法电耗而按照工况法,因为要满足最高车速及郊区复杂工况,对动力系统提出很高的要求,有加速有减速。动力性能要求的提升要求电机功率密度提高,配套电力电子要求也相应提高。

第二大漏洞:燃油消耗量定义不明确。

燃油消耗量定义按照国家百公里燃油消耗标准计算还是实际发动机消耗,定义不明,以纯电行驶里程75公里为例:百公里燃油消耗量是纯电行驶结束后25公里的燃油消耗,还是加权公式计算后是混合驱动模式下能耗的4倍?还是混合驱动模式下发动机的实际消耗?没有明确的定义。

第三大漏洞:电池容量。刚才说了选择等速油耗法测试,国标《轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》规定中,条件A仅运行一个NEDC循环,与条件B之间非连续测试,给企业留下通过减小电池容量、增加放电深度以增加纯电续航里程,有骗取国家政策补贴嫌疑。

第四大漏洞:电机及电力电子元件性能指标的漏洞。

条件A车辆纯电行驶里程不大于一个完整的NEDC循环,选择最大电力消耗的混合模式作为行驶模式进行能量消耗试验。以上测试方法为纯电动驱动动力性差的车型留下漏洞,通过起动发动机增加动力性,电机的最高转速、转矩和功率及电力电子元件不能满足NEDC最高车速和最大加速度的要求。

一旦按工况法就必须遵循下图这根曲线,不光对电池有要求,对电机也有很高的要求,也就是加速、功率、扭矩与过去相比都要有很大的提升才能满足标准。

第五大漏洞:稀释了真实的燃油消耗量。按照公式换算关系,发动机参与工作的实际百公里燃油消耗量与标称燃油消耗量相比,稀释了,倍,得到了不可能实现的燃油消耗。

另外,电力电子,刚才说的蓄时油耗的方法,用那个计算法是缩减了3到4倍,很成问题。

实际上这个问题欧洲也意识到了,不论是美国还是欧洲都认为工况法很重要。2017年起,欧盟将使用WLTP(World Light Vehicle TestProcedure)进行整车的油耗和排放测试,相比NEDC工况更加多变,增加了市区测试时的比重,取消了匀速运转工况,根据功率质量比将车辆分为3个级别。

1)AClass3为例,最大加速度1.6m/s~,最高车速131km/h,整个循环里程达23.26公里。相比现行的NEDC工况,整车的油耗和排放水平将上升;对插电式混合动力汽车纯电阶段动力性和纯电续航里程都提出了更高要求。

以有效载荷吨百公里电耗作

为判断标准

再说说纯电动汽车的问题。最近中央对新能源汽车补贴方案的调整讨论中,纯电动乘用车补贴标准中第一次引入“吨百公里耗电量”,也是问题―大堆。

最初规定新能源乘用车吨百公里电耗不超过13kWh,增加插电式乘用车混动状态能耗指标要求,B状态燃料消耗量(CS阶段)与现行的常规燃料消耗量国家标准中对应限值相比不高于80%。

首先实事求是地讲,这个指标是不是非常科学并不好说。但是如果只拿整车的吨百公里电耗来说,会得出一个结论,越重的车越占便宜,其实是很岂有此理的一件事。那车还做什么轻量化,干脆拉上一堆电池,不要载人载货了,肯定这个指标是最好。所以业界争议声很多。

在最新调整的新能源汽车补贴标准方案中,“吨百公里电耗”变身分段百公里耗电要求,实际上对应着A级车、B级车、C级车。按整车整备质量(M)不同,工况条件下纯电动乘用车产品百公里耗电量Y应满足以下要求:

可以非常清楚地发现,与“吨百公里电耗”相比,“分段百公里耗电”不再那么明显地偏向于重车,对于轻型车的指标也有所放松。

对于现有技术水平的纯电动汽车,“吨百公里电耗”与“分段百公里耗电”比较:车重较轻的A级电动车,很难满足两种计算方法限值;车重中等的B级电动车,两种计算方法下较容易过关;分段线性计算公式的依据,以及车重分段区间的合理性都需要验证。

“分段百公里耗电”实际上还是比较错误的一种思路。首先,按以上定义,就目前部分车型,在不提升各方面技术水平下,的确可通过简单增加车身质量达标,从而能够以此进入补贴行列,而这也将会不利于轻量化和微型电动车的发展。

第二,按分段百公里耗电量折算公式,现有车型中小型车与更大车型相比仍然不具优势。

第三,仅以整车整备质量而非有效载荷质量,并不能真实反映能耗与排放,甚至得到与实际能耗排放相反的结论。

业界认为比较正确的思路应该是用有效载荷吨百公里电耗作为判断标准,拿整车的重量算绝对是不合理的。什么意思呢?也就是说车是用来拉人或者是拉货的,衡量标准是这辆车满载情况下能拉多少人和能拉多少货,拉越多的人和越多的货越合理,而不是车拉了一堆电池更合理。

当然也可以按照不同车型来分段,这样肯定比用整车的总重量来算合理得多。

总结、建议与讨论

第一,插电式混合动力汽车参考欧标的测试方法和标准其实是非常落后的,而且存在着巨大的漏洞。应采用工况法测试,取消等速法测量油耗。实事求是地讲,现在很多插混的发动机绝对不合格却可以拿到很多补贴,这是最岂有此理的一件事。我们希望国家拿出大量的财政补贴,补贴的是真正有创新的技术。

第二,关于插混的测试方法过去是分两次测试,纯电动先测,测完再去做插电混合动力。这就给一些企业做手脚留了很大空间。企业怎么做,这里给大家曝个光。做纯电动的时候把SOC的放电深度可以调得非常低,5%甚至更低。做插混的时候第二次测,又调回来。这样得到的测试结果是,电量没那么多但是纯电行驶里程很高,混动的时候又让它有很大的调整空间,油耗也不那么多。

现在我们有一个强烈的建议,这个建议有关部门在讨论,是不是最后实施不知道。怎么做?从一开始测试―直到结束,只有一次测试,纯电续航里程及电量消耗阶段的能量消耗采用连续NEDC循环测试,动力性方面满足在―定误差范围内(如±2km/h)跟踪NEDC车速工况。

发动机启动后认定进入混合驱动模式测试,立即进入连续的NEDC测试循环,更贴近实际使用情况,同时通过增加测试全过程的录像等记录手段。如果想玩电池猫腻,最后混动搞不定;如果想搞定混动,前面就不能太缩水。所以从测试方法上解决这个问题。

另外,采用NEDC专用接口同时可以杜绝企业采用P2方式取巧。P2方式是整车厂非常乐意做的一件事情,发动机可以不改或者少改,变速箱可以少改或者不改,只要零部件供应商加一个电机就OK。要么有很好的三缸机,要么把电机做得很薄很小,有那么一点电意思一下。但是如果严格按照这个新标准讨论的测试做法,对不起,你的电机要想按照NEDC专用接口,功率就小不了,尺寸就小不了。在欧洲无法推行,但是中国可以采用这种技术路线。

第三,与现有、未来的燃油消耗限值和补贴政策中指标的兼容问题,有以下几种可能的换算方法供讨论:

将电能消耗量+燃油消耗量折算为电量平衡时的百公里油耗,必须满足比现阶段6.9L/100km,2020年乘用车平均燃料消耗量5L/100km的目标值更低的标准(如低0.5L/100km)。

插电式混合动力电动汽车纯电模式按续驶里程等比例(与纯电动汽车相比)计入企业平均燃料消耗量核算基数;插电式混合动力电动汽车的混动模式综合工况燃料消耗量按实际值计入企业平均燃料消耗量,同时要求不高于燃油限值。

第四,在标准严格与企业积极性方面要进行权衡。不严格的标准给某些企图通过在原有车型基础上稍做改造,快速进入市场的企业获得国家补贴留下了漏洞;严格的标准对企业自主研发、集成能力及投入提出更高要求,可能会打击某些想要“以小博大”企业的积极性。

我们自己的民族工业要老老实实花点心思真正用于研发上,别搞歪门邪道、钻政策漏洞,重点把该做好的做好,这样才能真正把补贴用到实处上。

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