标准解读 GB/T 32694《插电式混合动力电动乘用车 技术条件》
背景与目的
根据轻型车测试工况的切换要求,插电式混合动力电动汽车(PHEV)的试验工况将由NEDC切换为WLTC,工况的改变将影响车辆综合燃料消耗量和续驶里程。同时,GB 18352.6《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》、GB 18384《电动汽车安全要求》、GB 38031《电动汽车的用动力蓄电池安全要求》 等强制性国家标准已发布实施,该标准新版本全面采用上述标准要求,完成了修订。
插电式混合动力电动汽车(PHEV:Plug-in hybrid electric vehicle)是具有可外接充电功能并且有一定的纯电动续驶里程的混合动力电动汽车,具有工作效率高、噪音低、行驶平稳等诸多优点。插电式混合动力电动车最大的优点在于其具有纯电动汽车各项优势的同时,对基础设施的依赖程度相对较低,成为电动汽车产业化发展的一个重要方向。
标准的结构
标准从6个方面进行了要求:
一、标准的范围本标准适用于可外接充电的、具有纯电驱动功能的M1类混合动力电动汽车。
二、术语和定义插电式混合动力电动乘用车(plug-in hybrid electric passenger car):具有可外接充电功能,且有一定纯电驱动续驶里程的混合动力电动乘用车(包括增程式电动汽车)。
另外GB 7258《机动车运行安全技术条件》也规定插电式混合动力汽车的纯电动续驶里程应大于或等于50km,此时试验工况采用的是NEDC,切换到WLTC测试工况后50km续驶里程更改为应大于或等于43km。
增程器:为增加电动汽车续驶里程而加装在车辆上的专用装置。
三、主要技术内容
1、一般要求
车辆应按照经过规定程序批准的图样及设计文件制造,且应符合国家相关标准和文件的要求。这里的国家相关标准和文件即应满足汽车的相关要求,因为混合动力电动汽车首先应满足汽车和电动汽车的相关要求。
2、安全
车辆应满足GB 18384《电动汽车安全要求》和GB/T 31498《电动汽车碰撞后安全要求》 规定的安全要求。
动力蓄电池应满足GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》规定的安全要求。
3、低速提示音
车辆在纯电驱动下行驶且车速不超过 20 km/h 时,应能给车外人员发出适当的提示性声响。GB/T 37153《电动汽车低速提示音》规定了声音声级限值、频率要求、声音类型等技术要求,但该标准暂未纳入《准入》,建议企业尽可能按照该标准执行。
值得注意的是提示音可以设置暂停开关,提示音系统暂停开关仅在短距离内没有其他道路使用者,且周围环境明显不需要提示音时才可使用。除此之外还应该在关闭状态下具有提醒信号(声、光、电或其他装置),且车辆重新启动时,提示音系统应重新开始工作。
4、充电接口及互操作性
车辆应具备可外接充电功能,并根据充电方式不同,其充电接口应满足 GB/T 20234《电动汽车传导充电用连接装置》所有部分的要求。车辆充电互操作性应满足GB/T 34657.2《电动汽车传导充电互操作性测试规范 第2部分:车辆》的要求。
5、燃料消耗量及排放
按照GB/T 19753《轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》测得的全球统一的轻型车测试循环 (WLTC)下OVC-HEV(可外接充电时混合动力汽车) 燃料消耗量应不大于对应乘用车燃料消耗量限值的45%。其中OVC-HEV燃料消耗量为依据UF系数对车辆CD和CS阶段燃料消耗量结果进行加权计算获得。按照GB 18352.6 附录R的规定进行排放试验,其结果应满足 GB 18352.6国VI限值的要求。
6、续驶里程
按照GB/T 19753 测得的 WLTC 试验循环下有条件的等效全电里程应不小于 43km,其中有条件的等效全电里程按照以下公式计算。
式中:
EAERv:有条件的等效全电里程,km;
v:计算 的速度条件,在电量消耗模式试验 个试验循环中,若发动机在 WLTC前三个速度段中某一速度段起动,则 的计算截至该速度段结束,若发动机的起动均只发生在 WLTC 超高速段,则 的计算截至电量消耗模式试验结束;
EAERv:按照GB/T 19753 的规定计算得到的等效全电里程,km;
按照GB/T 19753 规定的电量消耗模式试验计算得到的截至速度条件v规定的时刻,REESS 的电能变化量,单位为Wh;
按照GB/T 19753 的规定计算得到的电量消耗模式试验 REESS 的电能变化量,单位为Wh。
在 WLTC 试验循环下,如果车辆的EAER按照 GB/T 19753 规定的插值法计算获得,则也可采取插值法求取。
等效全电里程将是支撑WLTC下PHEV续驶里程评价的关键指标,主要是由于WLTC最高车速为131.3km/h,实际使用中基本不会发生,因此无需要求此速度下PHEV的纯电行驶,而等效全电里程是CD阶段完全依靠电力驱动的里程部分,可以作为车辆续航能力的评价指标。但考虑到我国对PHEV提出续驶里程要求的主要原因在于实际使用中能够优先用电,基于此本标准特提出有条件的等效全电里程概念。按照有条件的等效全电里程计算方法,发动机若在WLTC前三个速度段启动(最高车速为97.4km/h),则电能消耗计算截止,其占CD阶段总的电能消耗的比例乘以等效全电里程即为有条件的等效全电里程。通过采取这样的规定,使得车辆在非超高速的常规使用中优先用电,保障计算截止时的电能消耗能够尽可能的接近CD阶段总的电能消耗,实现有条件的等效全电里程最大化。另一方面,为防止车辆采取过放电后再补电的方式,导致计算截止时的电能消耗高于CD阶段总的电能消耗,从而使得有条件的等效全电里程超过等效全电里程,标准特作了针对性规定,即有条件的等效全电里程不得超过等效全电里程。
由于试验方法标准纳入了插值系族的计算方法,理论上部分车型可能无试验结果,而是基于插值计算获取。因此,标准特规定如果车辆的按照GB/T 19753规定的插值法计算获得,则也可采取插值法求取。
由于WLTC的循环能量需求显著高于NEDC,结合行业数据反馈显示,WLTC下有条件的等效全电里程较NEDC纯电里程平均下降14%。所以将混合动力电动汽车纯电里程由不少于 50km更改为不少于43km。
四、续驶里程的最小值
关于NEDC工况下纯电续驶里程的最小值50km的规定主要出于以下几个方面的考虑。
1、城市用户日常出行需要
我国大型城市中,私家车用户日行驶距离接近 50 km,考虑到充电桩安装密度,50 km的续驶里程既能保证用户平时出行需要,又能保证实际减排效果。此外发展PHEV的初衷是减少城市污染,尽量不烧燃油,所以从需求的角度来讲,50km较为合适。从国内的技术水平来看,目前主要生产企业均能够满足要求。
2、电池和整车技术快速发展
近几年,电池技术进步很快,价格下降明显。同样重量和体积的电池组可以存储更高的能量,行驶更长的距离。同时,随着整车控制策略的优化和节能技术的发展,整车百公里电耗逐渐降低,这进一步提高了整车续驶里程水平。因此标准的指标应不断提高。
3、城市节能减排需要
较长的纯电续驶里程,可以用纯电动行驶覆盖更多人的出行;而如果降低续驶里程要求,电池组容量和功率都会较小,加速和高速运行时,即使电池剩余电量较高,发动机仍会频繁启动,影响实际节能减排效果。
五、不断提高的纯电续驶里程
随着中国城市化进程和超大城市形成,人们的通勤半径也在逐步扩大。加上电动汽车的应用越来越广泛,大家对纯电动行驶模式的舒适性、静谧性、经济性越来越欢迎,希望混动汽车有更加长的纯电动续驶里程。根据住建部发布的《2021年度中国主要城市通勤监测报告》,4个超大城市平均通勤半径为38公里。
▲图片数据来源于百度地图慧眼
从近期比亚迪、吉利、长城、长安等企业发布的PHEV车型看,纯电续驶里程主要有70~120km,增程式混动车型更有200~300km纯电续驶里程。大家对长续驶里程的车型更加热爱。
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