不同國(guó)家和地區(qū)電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程認(rèn)證試驗(yàn)方法研究

摘要：通過(guò)研究不同國(guó)家和地區(qū)電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程認(rèn)證的試驗(yàn)方法，旨在幫助國(guó)內(nèi)車(chē)企更好地了解并適應(yīng)各地區(qū)的認(rèn)證制度，從而在海外市場(chǎng)獲得更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。分析了中國(guó)汽車(chē)出口現(xiàn)狀以及主要的出口市場(chǎng)，總結(jié)了不同地區(qū)的法規(guī)現(xiàn)狀，并介紹了美國(guó)、歐盟、聯(lián)合國(guó)及中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)相應(yīng)的電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程認(rèn)證試驗(yàn)方法。通過(guò)系統(tǒng)性的對(duì)比和驗(yàn)證不同電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程試驗(yàn)方法的實(shí)際測(cè)試效果，初步得出不同試驗(yàn)方法下的續(xù)駛里程的衰減情況。進(jìn)一步研究了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)五工況續(xù)駛里程的試驗(yàn)方法及驗(yàn)證結(jié)果，深入探究了五工況調(diào)整系數(shù)及其影響。為了在海外市場(chǎng)取得更好的銷(xiāo)售業(yè)績(jī)，國(guó)內(nèi)車(chē)企必須深入了解并主動(dòng)適應(yīng)不同國(guó)家和地區(qū)的車(chē)輛認(rèn)證制度，選擇合適的試驗(yàn)方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試，并針對(duì)不同國(guó)家和地區(qū)的法規(guī)要求進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；續(xù)駛里程認(rèn)證；試驗(yàn)方法；五工況法

0 前言

在全球一體化趨勢(shì)的推動(dòng)下，進(jìn)出口貿(mào)易成為了國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和企業(yè)發(fā)展的主要的增長(zhǎng)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)需求趨于飽和的情況下，國(guó)內(nèi)車(chē)企借助新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，努力實(shí)現(xiàn)“彎道超車(chē)”，積極開(kāi)拓海外汽車(chē)市場(chǎng)份額。由于汽車(chē)行業(yè)科技的高速發(fā)展，新能源汽車(chē)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的排放污染問(wèn)題，其認(rèn)證試驗(yàn)過(guò)程相較于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)也有一定程度的簡(jiǎn)化。同時(shí)，隨著本土車(chē)企國(guó)際化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，電動(dòng)車(chē)出口業(yè)務(wù)顯著增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2023 年全年中國(guó)汽車(chē)出口量首次超過(guò)日本，躍居世界首位［1］。

隨著上汽、奇瑞、吉利等本土車(chē)企出口車(chē)輛及品牌影響力的日益增強(qiáng)，其海外市場(chǎng)拓展的進(jìn)程正在加快推進(jìn)。在此背景下，拓寬汽車(chē)認(rèn)證業(yè)務(wù)范圍并深入理解各地區(qū)的不同認(rèn)證制度至關(guān)重要，這不僅有助于本土企業(yè)走出國(guó)門(mén)，更能幫助本土企業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)一體化的大環(huán)境下做大做強(qiáng)。由于世界各國(guó)和地區(qū)使用的法規(guī)和認(rèn)證制度都存在差異，因此整理和分析世界各地的法規(guī)制度是開(kāi)展認(rèn)證工作的重要切入點(diǎn)。

1 出口現(xiàn)狀分析

根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，中國(guó)汽車(chē)出口銷(xiāo)量呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)［2］，2022—2023 年整車(chē)出口銷(xiāo)量按月度統(tǒng)計(jì)情況如圖1 所示。2023 年全年，我國(guó)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)出口522 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)56%［1］，汽車(chē)出口量增長(zhǎng)迅猛。我國(guó)車(chē)企尤其是新能源汽車(chē)在海外市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)實(shí)力正持續(xù)增強(qiáng)。隨著新能源汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，我國(guó)車(chē)企在該領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)保持領(lǐng)先地位，從而進(jìn)一步推動(dòng)汽車(chē)出口業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)。

近3 年我國(guó)汽車(chē)整車(chē)出口的主要海外市場(chǎng)銷(xiāo)量排名見(jiàn)表1［1］，其中北美地區(qū)、南美地區(qū)、歐盟地區(qū)、東盟地區(qū)及海灣阿拉伯地區(qū)為主要出口市場(chǎng)。因此，在出口銷(xiāo)量呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)及出口目標(biāo)市場(chǎng)明確的背景下，深入分析這幾個(gè)地區(qū)的出口認(rèn)證制度有助于國(guó)內(nèi)企業(yè)更順利地開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)。

2 國(guó)內(nèi)外法規(guī)現(xiàn)狀

全球的輕型汽車(chē)法規(guī)制度大致分為幾個(gè)代表型區(qū)域，分別是北美地區(qū)、中國(guó)地區(qū)、歐盟地區(qū)、東盟地區(qū)、俄羅斯地區(qū)、海灣阿拉伯地區(qū)、南美地區(qū)、南非地區(qū)等［3］。上述區(qū)域測(cè)試體系部分采用聯(lián)合國(guó)法規(guī)，部分采用歐盟法規(guī)，部分采用本國(guó)制定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試法規(guī)［3］。

2. 1 美國(guó)法規(guī)的電動(dòng)車(chē)認(rèn)證試驗(yàn)方法

《美墨加三國(guó)協(xié)議》（USMCA）規(guī)定，若汽車(chē)或卡車(chē)至少75% 部件在美國(guó)、墨西哥或加拿大生產(chǎn)，可以享受零關(guān)稅貿(mào)易。根據(jù)USMCA，美國(guó)、加拿大及墨西哥的測(cè)試法規(guī)主要采用美國(guó)法規(guī)體系。其中，美國(guó)汽車(chē)節(jié)能環(huán)保方面主要由美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）和美國(guó)加州空氣資源委員會(huì)主管，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)和國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)（SAE）試驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行管理。加拿大汽車(chē)節(jié)能環(huán)保方面由加拿大交通部主管，遵循與美國(guó)類(lèi)似的“ 自我認(rèn)證-強(qiáng)制召回”制度，同時(shí)試驗(yàn)方法亦參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)［4］。墨西哥則是采用墨西哥強(qiáng)制性安全標(biāo)志認(rèn)證體系，參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定了本國(guó)的試驗(yàn)方法，并認(rèn)可基于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果。海灣阿拉伯國(guó)家合作委員會(huì)成員國(guó)、巴西和韓國(guó)等其他一些國(guó)家和地區(qū)也采用了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系的試驗(yàn)方法。在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，主要參考的試驗(yàn)方法為SAE 發(fā)布的SAE J1634 系列標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)技術(shù)發(fā)展不定期更新迭代，最新修訂版本為2021 版。

2. 2 歐盟法規(guī)的電動(dòng)車(chē)認(rèn)證試驗(yàn)方法

不同于美國(guó)的汽車(chē)技術(shù)法規(guī)體系，歐盟完整建立了整車(chē)與汽車(chē)系統(tǒng)兩套獨(dú)立又互補(bǔ)的技術(shù)法規(guī)體系。該體系主要依據(jù)歐盟法規(guī)（EU）和聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車(chē)法規(guī)（UN/ECE），目前已經(jīng)形成了一套成熟完備的法規(guī)制度。在歐盟現(xiàn)行的能耗排放標(biāo)準(zhǔn)體系中，歐6 階段為最新執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，其參考的是2017 年6 月1 日的EU 2017/1151 號(hào)歐盟委員會(huì)法規(guī)和2018 年11 月5 日的EU 2018/1382 號(hào)歐盟委員會(huì)法規(guī)［5］，并在此基礎(chǔ)了發(fā)布了最新的歐6e 階段和歐7 草案階段的法規(guī)。

2. 3 UN/ECE 法規(guī)體系電動(dòng)車(chē)試驗(yàn)方法

聯(lián)合國(guó)世界車(chē)輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇制定并實(shí)施《1958 年協(xié)定書(shū)》，主要目的是要求各國(guó)通過(guò)簽訂該協(xié)定書(shū)，成為其締約方，共同制訂、修訂歐洲統(tǒng)一汽車(chē)技術(shù)法規(guī)——UN/ECE 法規(guī)，并按照該法規(guī)對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品實(shí)施統(tǒng)一的型式批準(zhǔn)制度。在此框架下的UN/ECE 汽車(chē)技術(shù)法規(guī)，是世界上最具典型性的技術(shù)法規(guī)之一，包含了57 個(gè)締約方，包括了歐洲、東盟、澳洲等地區(qū)的大部分國(guó)家。我國(guó)第五階段機(jī)動(dòng)車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)主要參照UN/ECE 法規(guī)制定而成。對(duì)于汽車(chē)能耗和電耗測(cè)試方法，聯(lián)合國(guó)也制定了相應(yīng)的測(cè)試法規(guī)，即UN/ECE R101，為締約方提供統(tǒng)一的汽車(chē)能耗和電耗測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)［6］。

2. 4 中國(guó)法規(guī)電動(dòng)車(chē)試驗(yàn)方法

中國(guó)的汽車(chē)法規(guī)主要由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)制定，針對(duì)整車(chē)及零部件性能不同的測(cè)試項(xiàng)目分別出臺(tái)不同的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，制定了專(zhuān)門(mén)的電動(dòng)汽車(chē)能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T 18386 系列標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)對(duì)不同法規(guī)體系及試驗(yàn)方法的深入分析，發(fā)現(xiàn)針對(duì)相同的試驗(yàn)項(xiàng)目，具體的試驗(yàn)規(guī)則存在顯著差異。因此，同一輛車(chē)在采用不同的試驗(yàn)方法時(shí)，其續(xù)駛里程的試驗(yàn)結(jié)果可能出現(xiàn)較大差別。研究不同試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果的區(qū)別，對(duì)于整車(chē)企業(yè)進(jìn)入不同國(guó)家市場(chǎng)具有重要意義。

3 試驗(yàn)方法對(duì)比分析

根據(jù)上述分析可知，全球主要有4 種不同的電動(dòng)車(chē)認(rèn)證測(cè)試體系，分別為聯(lián)合國(guó)的UN/ECER101.01 號(hào)條例、歐盟的EU 2017/1151 號(hào)文件、美國(guó)的SAE J1634—2021《 電動(dòng)汽車(chē)能量消耗和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》，以及中國(guó)GB/T 18386—2021《 電動(dòng)汽車(chē) 能量消耗率和續(xù)駛里程 試驗(yàn)方法》。研究不同的認(rèn)證體系實(shí)質(zhì)上是分析不同的測(cè)試試驗(yàn)方法，而這4 種認(rèn)證體系的試驗(yàn)方法在測(cè)試環(huán)境、測(cè)試工況、測(cè)試方法等方面具有較大的差異［7-8］，見(jiàn)表2。

4 試驗(yàn)及結(jié)果分析

為了探究不同試驗(yàn)方法下對(duì)于車(chē)輛續(xù)駛里程的影響，選取了2 款國(guó)內(nèi)主流車(chē)企的品牌汽車(chē)（分別標(biāo)為樣本A 和樣本B）進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

為了保證試驗(yàn)的一致性，2 款車(chē)在試驗(yàn)時(shí)均采用相同的阻力參數(shù)，分別按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18386—2021、EU 2017/1151 號(hào)歐盟委員會(huì)法規(guī)及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SAE J1634—2021 的試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證。但是在實(shí)際公告試驗(yàn)中，3 種標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)輛滑行方法有所區(qū)別，需要單獨(dú)進(jìn)行的滑行試驗(yàn)并設(shè)置相應(yīng)的阻力參數(shù)。

4. 1 常溫工況結(jié)果

對(duì)選取的2 款車(chē)進(jìn)行3 種不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下的試驗(yàn)，3 種試驗(yàn)方法均采用常溫試驗(yàn)法，對(duì)于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)EPA 五工況法的測(cè)試結(jié)果，在常溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上乘以固定的0.7 調(diào)整系數(shù)進(jìn)行校正，試驗(yàn)結(jié)果處理后得到的續(xù)駛里程見(jiàn)表3。

由表3 可知，采用CLTC-P 縮短法進(jìn)行試驗(yàn)得出的續(xù)駛里程表現(xiàn)最佳，EPA 五工況法的試驗(yàn)結(jié)果最不理想。以CLTC-P 縮短法結(jié)果為基準(zhǔn)參照，WLTC縮短法測(cè)得的續(xù)駛里程分別降低了22% 和12%，EPA五工況法測(cè)得的續(xù)駛里程分別衰減了35% 和33%。在不同標(biāo)準(zhǔn)續(xù)駛里程測(cè)試下，2 種樣本車(chē)型的續(xù)駛里程下降趨勢(shì)相同，但樣本B 的續(xù)駛里程衰減幅度小，受不同測(cè)試方法的影響較小。

相同的阻力參數(shù)條件下，車(chē)輛在不同方法下試驗(yàn)得到的續(xù)駛里程存在顯著差異的主要原因在于不同試驗(yàn)方法的工況曲線以及測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)的計(jì)算方法不同。幾種不同工況曲線的特性對(duì)比見(jiàn)表4。

由表4 可以看出，相比美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)五工況體現(xiàn)出的復(fù)雜性，歐盟標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工況更為簡(jiǎn)潔。僅比較常溫工況，WLTP 循環(huán)具有平均速度、最大速度較高的特點(diǎn)，因此WLTP 方法下測(cè)試車(chē)輛能耗較高，續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果較低。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的常溫測(cè)試結(jié)果乘以0.7 是綜合考慮高溫及低溫工況對(duì)續(xù)駛里程的衰減作用，因此經(jīng)折算修正后其得到的結(jié)果是最差的。另一方面，比較其計(jì)算方法，無(wú)論是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的常溫試驗(yàn)，還是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)的常溫試驗(yàn)，試驗(yàn)方法都包括變速段和勻速段（SMCT 除外），最終結(jié)果都是對(duì)各變速段放電量和測(cè)試階段總放電量加權(quán)計(jì)算后得出的。EPA五工況法中，城市工況下，第1 個(gè)循環(huán)單獨(dú)計(jì)算權(quán)重，第2、3、4 個(gè)循環(huán)平均計(jì)算權(quán)重；高速工況中，2 個(gè)循環(huán)平均計(jì)算權(quán)重。WLTP 方法中，計(jì)算第1 個(gè)和第3 個(gè)循環(huán)電量，且第3 個(gè)循環(huán)電量為主要權(quán)重。CLTC-P 方法中，第1 個(gè)和第2 個(gè)循環(huán)權(quán)重相同，第3 個(gè)和第4 個(gè)循環(huán)權(quán)重相同，且主要權(quán)重為第3 個(gè)、第4 個(gè)循環(huán)。

在試驗(yàn)過(guò)程中，車(chē)輛在試驗(yàn)后期狀態(tài)會(huì)逐漸穩(wěn)定，放電情況也會(huì)趨于穩(wěn)定。因此計(jì)算中將權(quán)重更多分配到試驗(yàn)后期循環(huán)，可以獲得相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。但總的來(lái)說(shuō)，越激烈的工況會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛放電更多，在車(chē)輛電池容量固定的情況下，會(huì)縮短續(xù)駛里程的測(cè)試結(jié)果。同時(shí)，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在評(píng)估過(guò)程中綜合考慮了高、低溫等惡劣條件的影響，車(chē)輛續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果的縮減將更加明顯。

4. 2 EPA 五工況法

對(duì)于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)駛里程的試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，其常溫MCT、SCT、SMCT+工況試驗(yàn)測(cè)試與中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及歐盟標(biāo)準(zhǔn)采用的方法類(lèi)似。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)特之處是考慮了車(chē)輛在特殊場(chǎng)景下的表現(xiàn)，制定了包括高溫、低溫不同工況下續(xù)駛里程試驗(yàn)方法。車(chē)輛在特定場(chǎng)景下進(jìn)行不同工況下的高溫、低溫試驗(yàn)，并基于測(cè)試結(jié)果進(jìn)行加權(quán)計(jì)算獲得五工況調(diào)整系數(shù)，調(diào)整基數(shù)與常溫試驗(yàn)結(jié)果相乘得出最終的能耗標(biāo)簽數(shù)據(jù)。該做法的優(yōu)勢(shì)是測(cè)試結(jié)果結(jié)合了常溫及高、低溫不同工況曲線下的多種場(chǎng)景，更貼近客戶的真實(shí)用車(chē)情況，測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性更高；劣勢(shì)是EPA 五工況法需要在試驗(yàn)中投入更多的時(shí)間、試驗(yàn)資源和成本。

本試驗(yàn)在樣本B 車(chē)型常溫結(jié)果的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了高溫SC03 試驗(yàn)和低溫UDDS 試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，按照SAE J1634—2021 要求，進(jìn)行低溫滑行及預(yù)處理，試驗(yàn)過(guò)程中打開(kāi)空調(diào)設(shè)置。對(duì)高、低溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合常溫放電數(shù)據(jù)，計(jì)算得EPA五工況法的調(diào)整系數(shù)為0.724。相比選擇常溫結(jié)果直接乘以默認(rèn)固定系數(shù)0.7，EPA 五工況法所得的調(diào)整系數(shù)更能反映實(shí)際性能表現(xiàn)。最終通過(guò)EPA五工況法計(jì)算得出該車(chē)型的續(xù)駛里程為403 km，同比乘以固定系數(shù)0.7 得到的結(jié)果增加了13 km。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)續(xù)駛里程方法的研究，全球現(xiàn)行的主要試驗(yàn)法規(guī)體系主要包括4 種：聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UN/ECE R101、歐盟標(biāo)準(zhǔn)EU 2017/1151、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SAE J1634 及中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 18386。在對(duì)不同的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究并驗(yàn)證過(guò)程中，選擇代表性車(chē)輛樣本，進(jìn)行不同法規(guī)下的續(xù)駛里程試驗(yàn)。研究表明，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工況下的測(cè)試要求最為嚴(yán)格，其次是歐盟標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)謹(jǐn)程度進(jìn)行了量化論證，重點(diǎn)分析了EPA 五工況法。本文為企業(yè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)理解不同測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)續(xù)駛里程結(jié)果的影響提供了初步依據(jù)，也為國(guó)內(nèi)企業(yè)走出國(guó)門(mén)提供了試驗(yàn)法規(guī)指導(dǎo)。同時(shí)，也對(duì)國(guó)標(biāo)的續(xù)駛里程試驗(yàn)方法提供了借鑒，我國(guó)在最新發(fā)布的2023 版本汽車(chē)能耗標(biāo)簽中參考了續(xù)駛里程的試驗(yàn)方法，增加了電動(dòng)車(chē)高、低溫環(huán)境下的續(xù)駛里程表現(xiàn)。針對(duì)特殊環(huán)境下電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程試驗(yàn)，歐盟標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也制定了相應(yīng)的試驗(yàn)方法，模擬真實(shí)的用戶使用場(chǎng)景。后續(xù)可以進(jìn)一步對(duì)比研究美國(guó)高、低溫續(xù)駛里程試驗(yàn)方法與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)間的差異，探究中國(guó)是否需要引入常溫與高、低溫結(jié)果加權(quán)計(jì)算方法，制定更加符合中國(guó)國(guó)情的電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

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