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L能耗是如何得出的

2018-09-17 19:43:13 作者: 0人读过 | 我要赞

沃蓝达126km/L能耗是如何得出的?

美国通用公司(GM)去年首次在日本亮相雪佛兰沃蓝达(Chevrolet Volt)增程式电动车(E-REV),立即引起日本社会各界的广泛关注。

依笔者对新能源汽车的研究,所谓增程式实际上与插电串联式混合动力的技术路线是一致的

L能耗是如何得出的

。日本早稻田大学教授大聖泰弘的研究报告证实,同样的设计和制造水平,串联方式可以比并联方式更省油,并与混联混合动力的节油水平相当。并且,串联方式比并联和混联的结构更简单,更有利于向纯电驱动方向过渡。

图1 三种插电混合动力的节油效果

日本”能源充分利用研究会”代表、Univeral能源研究技术顾问堀雅夫,对沃蓝达这款插电式双电机驱动的串联式混合动力车(美国称增程式)同样倍感兴趣。他根据沃蓝达在美国的能耗试验结果,按日本经济产业省JC08汽车燃料消耗测试方法进行对比与测算后,得出该车纯电动(EV)模式下平均能耗84km/L;混合动力模式的能量消耗为126km/L。

本文关注的焦点是:这个令国际汽车界瞩目的综合能量消耗指标是如何实现的?

外充电混合动力汽车的能耗特征

图2 PHEV和E-REV的动力模式及其能耗特征

图2是插电混合动力汽车(PHEV)和增程式电动汽车(E-REV)的动力模式及其能源消耗特征。它清楚地标明了充电、放电、内燃机起动等纯电动模式和混合的动力(HEV)的系统控制关系是完全一致的。

汽车最初运行(低负荷)阶段以充满电的蓄电池为动力,主要以纯电动模式运行。图中红色线段为外充电能量消耗部分。

当蓄电池的荷电状态(SOC)低至额定水平时,即经过外充电运行一定距离之后或与遇高负荷时,发动机自动起动切换到混合动力模式运行。图2中蓝色线段为混合动力能量消耗部分。

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日美插电混合动力能耗指标的设定

日美外充电汽车能量消耗评价指标通常有如下几项:

1.综合能量消耗(km/L)

是由外充电EV模式运行的能量消耗与混合动力模式能量消耗经综合计算得出的、评价外混合动力汽车(PHEV)和增程式电动汽车(E-REV)能源消耗水平的代表性指标。

综合性能量消耗指标的评价与计算方法,考虑了以外充电为动力在整个运行过程中所占的比例。

2.混合动力能耗(km/L)

是汽车在混合动力模式下(Charge Sustaining)行驶时所消耗的能量。

3.外充电等价能耗(km/L)

是汽车在纯电动模式下用外部充电力(Charge Depleting)行驶时所消耗的能量。

4.外充电行驶里程(km)

是汽车充电后,在纯电动模式下以充电电力所能行驶的最大距离。

5.充电电力行驶能耗(km/kWh)

是汽车在充电后,以纯电动模式行驶时所消耗的电力。

6.一次充电的电力消耗(kWh/次)

是汽车一次充电所消耗的电力。

沃蓝达的美国EPA能耗测试结果

按美国EPA标准,沃蓝达的能耗测试结果分别为:

1.纯电动模式区间

(1)在纯电动模式下以充电电力所能行驶的最大距离为56 km(35 miles);

(2)充电电力行驶与汽油等价能量消耗量为39 km/L(93 MPGe),MPGe表示用英里和加仑恒量的等效油耗);

(3)160km(100mile)运行所消耗的电力为36 kWh;

(4)一次充电消耗电量12.9kWh/次;

(5)年运行24000km(15000 mile)所消耗的电费为601美元。

2)混合动力模式区间

(1)汽油燃料的最大续驶里程553 km(344 miles);

(2)汽油燃料消耗16 km/L(37 MPG);

(3)160km(100mile)运行所消耗的燃料10.2 L(2.7 gallons);

(4)年运行24000km(15000 mile)所消耗的汽油费为1302美元。

美国EPA与日本JC08标准之间的数据关系

采用美国EPA和日本JC08两种能耗标准,测试同一个车型可以得出两种评价结果。但是,两组能耗数据之间存在稳定的数据关系(表1)。公认可将这个常数作为EPA和JC08纯电动汽车电力消耗和混合动力汽车燃料消耗的推算结果。

表1 采用 EPA和JC08标准对同一车型的试结果

据此,堀雅夫推荐,将JC08能量消耗/EPA能量消耗=1.5,作为推定沃蓝达采用日本JC08标准测试的推定值。

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推算沃蓝达JC08标准能耗

按JC08能量消耗/EPA能量消耗=1.5的数据关系,沃蓝达JC08标准充电电力行驶能耗=6.5 km/kWh;混合动力燃料消耗=24 km/L;充电电力的行驶里程=84km;纯电动模式所占行程比例=0.81(参照图3选取)。

图3 纯电动模式所占行程比例UF

根据日本国土交通省提供的外充电汽车综合能耗计算关系式:

FC(P) = 1 / { UF/ FC(E) + ( 1 - UF ) / FC(H) }

式中:

FC(P) : 外充电混合动力综合能量消耗 [km/L]

FC(E) : 外充电电力能量消耗 [km/L]

FC(H) : 混合动力能量消耗[km/L]

UF : 纯电动模式所占行程比例[-]

可计算得到雪佛兰沃蓝达JC08标准综合能量消耗FC(P)=126 km/L。

沃蓝达与普锐斯的能耗对比

表2为沃蓝达与丰田普锐斯两款车型能耗对比。从中可以看出,沃蓝达的综合燃料消耗,即每升燃料的行驶能力相当于丰田普锐斯的2.2.倍,这是一个令日本业界折服的数字。

表2 沃蓝达与普锐斯两款车型的能量消耗

沃蓝达是一款不同于一般意义上的纯电动或混合动力汽车。额定载客4人的5门三厢轿车,除了可以用电池、电机驱动之外,还配置了一台排量1.4L、最大输出功率63kW的16气门4缸发动机。

内燃机不仅可以驱动发电机为电池补充电力,而且还能直接以机械方式输出动力至变速器。在不同气温条件与道路环境下,可以纯电动(EV)模式行驶40~60km;能够在满油箱(35.2L)情况下,另外延长续驶里程553km;可任选经济、功率、爬坡三种操作模式;最高车速可达160km/h;0至96km/h的加速时间不足9s;0至402m距离的加速时间不足17s。

笔者期待我国插电式混合动力(增程式)电动汽车产品也能紧随其后,尽快赶上这个先进水平。

本文作者供职于《人民公交》杂志社

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