中国工况结题进入倒计时
中国工况研究已进行了两年,2017年将结题。也就是说,中国汽车油耗排放检测很快就会拥有自己的工况测试体系。
2月10日,中国工况项目组在中国汽车技术研究中心(以下简称“中汽中心”)举办了“中国工况——2016年度进展汇报会”,对2016年中国工况项目的进展进行了总结。来自项目组40多个成员单位的代表以及工信部、环保部等部委领导,共同听取了项目组汇报并提出众多建设性意见。
■ 采集近2000万公里数据
中汽中心资深首席专家、项目技术专家组组长李孟良说:“中国工况的研发借鉴了国内外经验,在广泛听取意见的基础上,项目组提出了数据采集规划、数据采集、数据管理、工况构建、工况验证的技术路线。”要完成这些工作必须首先建立恰当的方法论,而由国内院校科研人员组成的方法论研究小组也已于2015年8月完成了研究工作。
驾驶者有什么样的行驶规律?在行驶过程中,油耗和排放呈现出什么特点?要回答这些问题,需要采集大量的数据进行分析,并且要求采集的数据真实有效。李孟良说:“在数据采集方面,项目组采用了新手段,如在行驶数据的采集方面,利用了CATC(中国新能源汽车产品检测工况研究和开发)和OBD(车载自动诊断系统)进行数据采集,采样频率为1Hz低频率,基本上每5分钟采集一次,从而实现大规模的数据采集,确保了数据的真实有效。”
为了做好数据采集工作,项目组按照典型城市特点建立了41个课题组,全面收集不同城市、不同车辆的实际运行时空特征、实际能耗,并分析影响因素,对不同城市进行出行量加权和速度区间加权。
据介绍,项目组已完成39个城市的数据采集,覆盖3200辆各种类型车辆,每天采集约7万~8万公里数据,这些数据包括48种运行特征和分布特征参数,如运行时间、加速时间、减速时间等。经过一年多的不懈努力,项目组获得了近2000万公里数据。中汽中心党委书记于凯说:“中国工况的数据采集工作是迄今为止规模最大、参与车辆最多的汽车行驶工况研究,在全世界范围内也是首屈一指。”
■ 严格确保数据质量
采集的数据质量对于后期分析有重要影响,为确保数据质量,李孟良说:“项目组建立了完善的周例会及书面报告制度,及时沟通,确保数据采集工作顺利进行。更重要的是,通过建立管理制度确保了采集数据的质量。”
2016年,项目组召开节点会议6次,部分范围研讨会8次,每两周一次网络会议,已出版工作简报6期,每周发布工作周报和数据周报。项目组还设立专用电话会议账户,与各课题组保持随时沟通。
为了保证采集的数据符合要求,项目组确定了初筛和精筛两级数据预处理规则,构建了统计分析数据库和工况数据库。李孟良说:“数据的预处理结合了我国车辆运行实际特征并参考WLTP(世界轻型汽车测试规程)的相关短片段筛选规则。项目组制定了6条短片段筛选规则,分别是最大怠速时长规则、时间规则、加速度规则、数据缺失率规则和均速比例规则。”
为了检验数据质量,项目组与滴滴、百度、高德的数据进行对比。李孟良说:“现在有些报告的结果差异比较大,我们需要明白造成这些差异的原因是什么,上述公司的数据对于项目组有借鉴意义。”从数据对比来看,CATC的数据与滴滴、百度、高德的数据基本一致,项目组采集的道路运行数据特征符合中国实际。
新能源汽车是汽车产业未来的发展方向,项目组对新能源汽车能耗的数据采集还采用了问卷调查方式。2016年,项目组共收集了40个城市2.9万份问卷,获得了出行里程、时长等运动特征,也掌握了实际能耗、空调等使用特征。
■ 中国工况进入验证阶段
采集数据最终是为了建立中国工况体系,如何建立?项目组汇报了体系建立的思路及工作方法。中汽中心、中国工况项目组工程师徐月云从研究目标、验证的主要内容、验证车型及项目、组织方式及工作计划四个方面进行了解读。
研究目标就是在实验室条件下测试车辆在中国工况下的能耗,并与实际采集能耗及网络调查能耗进行比较,使大部分车型能耗与实际相接近,最终确定中国工况。“在测试过程中,有些因素可控,但也存在一些不可控的因素,难免导致误差,为此,我们提出目标误差小于15%的要求。”徐月云表示,总体来说,研究目标分两阶段实现,一是确定中国工况测试规程;二是确定中国工况体系。
中国工况的研究目标确定后,验证需要解决的问题随即浮出水面。徐月云说:“项目组把采集到的数据按照1.0L~1.6L和1.6L以上进行分组,发现与公告油耗基本相差34%。34%的差异来自于哪里,在这些因素中,哪些可控,哪些是客观存在的都是中国工况验证的主要目的。” 项目组列出了9 个造成实际油耗与法规油耗差异的原因,分别是工况曲线的影响、新技术的使用、油品、换挡、驾驶习惯、载荷、阻力设定、冷启动、使用条件的影响。
为了保证试验验证的准确性,项目组分别制定了重型车和乘用车验证的总体方案。
重型车验证分为台架验证和模拟验证,台架部分与轻型车一样,比较不同工况下能耗的影响,再做试验的更换曲线。在国内,重型车超载是普遍现象。徐月云说:“在重型车的验证研究中,项目组将重点研究载荷对结果的影响,并分为三类分别研究。重型车的Ⅰ型试验针对传统重型车,Ⅱ型试验针对重型混合动力(含纯电续驶里程)汽车,Ⅲ型试验是CATC循环不同试验条件下的油耗对比试验,根据实际情况选择车型。”
而在乘用车方面,为保证验证准确性,项目组在车型选择上做了细致分类,SUV、轿车、微车都包括在内,轻型商用车则包含N1和M2两类。
验证工作量同样非常繁重,为了圆满完成中国工况的验证工作,项目组按照三条原则建立工作组,一是与能耗标准紧密结合;二是按车型成立工作组;三是整个行业都能参与,鼓励有条件的实验室、第三方机构参与进来。
■ 中外工况存差异
目前,全球汽车界主流的工况有欧洲工况和美国工况。一直以来,我国采用欧洲工况法,这种工况法测试匀速状态下的油耗与排放,但是,驾驶者不可能长期匀速驾驶,导致公告数据与实际驾驶数据相差较大。
美国工况则采用瞬时测试方法,相对来说更接近驾驶的实际情况,但这种方法是根据美国的地理特征、车辆特点以及驾驶习惯设计的测试方法。“中国驾驶者的习惯与美国有很大差异。”李孟良说,“如美国车辆排量比较大,驾驶者开车相对‘猛’一些,这种驾驶习惯有别于中国驾驶者。美国工况不太适合中国,从采集的数据来看也反映了这个特点。”
基于上述考虑,构建中国工况尤为必要。李孟良说:“项目组根据收集到的数据进行了基本工况分析,并得出了1.0版分析结果,从结果可以看出,中国工况与NEDC(欧洲测试循环)差异较大,与WLTC有差异,与FTP75(美国联邦测试规程)相对接近一些。总体来看,中国工况更符合中国实际情况。”