Miten sähköauton CLTC-toimintamatka lasketaan

CLTC-toimintamatka sivuutetaan usein muunnosprosentilla, mutta oikotie peittää luvun eron syyn. Kiinalainen menettely käyttää omaa nopeusjakaumaa ja säänneltyä akun purkamistapaa, joten poikkeama toisesta syklistä riippuu ajoneuvosta.

Kaksi standardia muodostaa ytimen

GB/T 38146.1-2019 määrittelee kevyiden ajoneuvojen kiinalaisen testisyklin. GB/T 18386.1-2021 määrittelee, miten kevyen sähköajoneuvon kulutus ja toimintamatka testataan ja lasketaan. Jälkimmäinen on nykyinen ja sitä on myöhemmin muutettu. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

CLTC ei siis ole pelkkä mainonnan kerroin. Ajoprofiili, ajovastus, akun valmistelu, testin päättyminen, mittaukset ja laskentasäännöt kuuluvat kaikki sertifioituun tulokseen.

Merkityksellisiä syklejä on kaksi:

CLTC-P luokan M1 henkilöautoille;
CLTC-C luokan N1 kevyille hyötyajoneuvoille ja massarajaan asti soveltuville M2-ajoneuvoille.

Henkilösähköautojen toimintamatkat viittaavat yleensä CLTC-P:hen. Vertailussa on ilmoitettava sykliversio, eikä ”CLTC:tä” pidä käsitellä yhtenä kaikkien kevyiden ajoneuvojen profiilina.

Miten CLTC-P rakennettiin

China Automotive Technology and Research Center kehitti syklin laajasta kiinalaista liikennettä kuvaavasta ajoaineistosta. Työssä käyttö ryhmiteltiin matalan, keskitason ja korkean nopeuden oloihin ja luotiin muuttuva profiili, jossa on paljon hidasta ajoa ja joutokäyntiä. China Automotive Technology and Research Center: Development of the China automotive test cycle

CLTC-P sisältää kolme vaihetta:

matala nopeus: 674 sekuntia ja noin 2,45 km;
keskinopeus: 693 sekuntia ja noin 5,91 km;
korkea nopeus: 433 sekuntia ja noin 6,12 km.

Koko sykli kestää 1,800 sekuntia ja kattaa noin 14,48 km. Enimmäisnopeus on 114 km/h. Keskinopeus pysähdykset mukaan lukien on noin 29 km/h, ja joutokäyntiä on noin 22% ajasta.

Ominaisuudet selittävät tuloksen tutun suunnan. Euroopan nelivaiheiseen henkilöautojen WLTC:hen verrattuna CLTC-P kattaa samassa ajassa lyhyemmän matkan, siitä puuttuu 131,3 km/h:n erittäin korkea vaihe ja se painottaa enemmän muuttuvaa hidasta ajoa.

Vaihe 1: valitse ja valmistele ajoneuvo

Testissä käytetään sovellettavaa ajoneuvoluokkaa, testimassaa ja kokoonpanoa. Valmistaja toimittaa vaaditut ajoneuvo- ja toimintamatkatiedot, ja testilaitos soveltaa standardin ehtoja ja toleransseja.

Kuljettajan valittavat tilat noudattavat määrättyjä sääntöjä. Renkaat, massa ja kokoonpano vaikuttavat vastukseen ja akun tarpeeseen. Ilmoitettu toimintamatka on siksi sidottava oikeaan vanne-, rengas- ja voimansiirtoversioon.

Ajoneuvo ladataan, esikäsitellään ja lämpötilavakautetaan menettelyn mukaan. Ympäristö- ja akkuolosuhteita hallitaan. Tämä tekee testistä toistettavan muttei jäljittele mitä tahansa kuumaa, kylmää tai nopeaa matkaa.

Vaihe 2: tuota ajovastus dynamometrillä

CLTC-P:n nopeusprofiili on vain kuljettajan tavoite. Alustadynamometrin on erikseen tuotettava edustetun kokoonpanon vastus.

Testimassa, vanteet, renkaat, paine ja aerodynaaminen tila määritetään Kiinan kevyiden ajoneuvojen sääntöjen mukaan. Ajovastus määritetään sallitulla tavalla ja voidaan käsitteellisesti esittää:

F(v) = f0 + f1 × v + f2 × v²

Alemman kertaluvun termit sisältävät paljon vierintä- ja mekaanista vastusta. Neliöllistä termiä hallitsee aerodynamiikka, joten muoto ja otsapinta-ala ovat tärkeitä, vaikka CLTC-P painottaa hidasta ajoa enemmän kuin WLTC.

Tavoitevastus muunnetaan dynamometrin jarruasetuksiksi. Renkaat ja rullat aiheuttavat jo häviöitä, joten jarru lisää loppuosan. Rullaus- ja toleranssitarkastukset varmentavat prosessin. Jäähdytyspuhallin ei korvaa kalibroitua aerodynaamista voimaa. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods China National Standard GB/T 38146.1-2019: China automotive test cycle for light-duty vehicles

Kaksi ajoneuvoa voi seurata samaa profiilia, vaikka dynamometri vaatii eri pyörätehon niiden vastuskäyrien, massojen ja kokoonpanojen vuoksi. Matalampi keskinopeus pienentää aerodynaamista osuutta, mutta korkea vaihe saavuttaa silti 114 km/h.

Vaihe 3: valitse täysi tai lyhennetty purkaus

GB/T 18386.1 sisältää tavanomaisen syklimenetelmän ja lyhennetyn menetelmän kulutuksen ja toimintamatkan määritykseen.

Tavanomaisessa menetelmässä täyteen ladattu sähköauto toistaa sovellettavaa CLTC:tä päättymisehtoon asti. Matka ja sähköenergia tallennetaan, ja epätäydellinen viimeinen käyttö käsitellään laskentasääntöjen mukaan.

Lyhennetty menetelmä säästää laboratorioaikaa:

Aloita täydellä ja esikäsitellyllä ajoneuvolla.
Aja kaksi CLTC-sykliä ensimmäisessä dynaamisessa jaksossa.
Pura nopeammin vakionopeudella, yleensä vähintään 100 km/h ajoneuvon salliessa.
Aja kaksi muuta CLTC-sykliä matalammalla lataustilalla.
Jatka viimeistä vakionopeusosuutta päättymisehtoon.
Lataa uudelleen ja kirjaa vaadittu energia.

Vakionopeusosuudet nopeuttavat purkua, eivät korvaa CLTC-profiilin kulutusta. Laskenta käyttää dynaamisten jaksojen, akkuenergian ja matkan määrättyä suhdetta.

Rakenne muistuttaa WLTP:n lyhennetyn menettelyn teknistä ongelmaa, mutta tulokset eivät ole vaihdettavissa. Jokaisella standardilla on oma profiili, määritelmät, toleranssit ja yhtälöt.

Mitä tyhjä tarkoittaa CLTC-testissä?

Näytetty 0% ei ole yleispätevä tyhjän akun määritelmä. GB/T-menettely käyttää omaa päättymisehtoaan ja mittaa energian siihen asti. Akunhallinta suojaa edelleen kennoja haitalliselta syväpurkaukselta. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Jos näyttö saavuttaa 0% ja ajoneuvo voi jatkaa säänneltyä purkusarjaa, 0% jälkeen käytetty energia voi kuulua mitattuun käytettävissä olevaan energiaan. Etenemisen katkaisun alapuolelle jäävä energia ei ole testin käytössä, vaikka se on kennoissa.

Käytettävissä oleva energia yksin ei paljasta nollan alapuolista varausta. Näytetty lataustila, tasavirtapurkaus ja hallinnan lopulliset rajat on tarkasteltava yhdessä. Kiinan ja ulkomaan ilmoitettujen kapasiteettien ero ei todista CLTC:n purkaneen pidemmälle.

Vaihe 4: mittaa sähköenergia

Akkujännite ja -virta tallennetaan tasavirtaenergian integroimiseksi:

Tasavirtaenergia = akkujännitteen × akkuvirran integraali ajan suhteen

Purkausta seuraava lataus antaa kulutusmäärityksen sähköisen syötön. Vaihtovirtasyöttö ja tasavirtapurkaus vastaavat eri kysymyksiin, koska ensimmäinen sisältää lataushäviöt.

Tarkka raportointikenttä on tarkistettava ennen CLTC-kulutuksen vertaamista EPA-merkintään tai auton näyttöön. Toimintamatkan jakaminen väärän järjestelmärajan energialla voi antaa uskottavan mutta väärän kapasiteetin.

Vaihe 5: laske kulutus ja toimintamatka

Tavanomainen menettely muodostaa toimintamatkan toistetun CLTC-ajon matkasta määriteltyyn päättymiseen asti ja käsittelee viimeisen syklin määräysten mukaan.

Lyhennetty menettely yhdistää mitatun käytettävissä olevan energian dynaamisten jaksojen tarpeeseen:

CLTC-toimintamatka = käytettävissä oleva akkuenergia / CLTC-energiankulutus kilometriä kohti

Virallinen laskenta sisältää yksityiskohtaisen painotuksen, korjauksen ja loppukäsittelyn. Yhtälö selittää energiatasapainon, muttei korvaa sertifiointikaavaa.

Jotkin sähköautoluettelot kuvaavat CLTC:tä raakatestinä, jota seuraa avokätinen yleinen ”korjauskerroin”. Tämä on harhaanjohtavaa. Menettely sisältää säännellyt laskelmat, mutta yhtä kiinteää kerrointa kaikkien CLTC-arvojen muuntamiseen WLTP- tai todelliseksi toimintamatkaksi ei ole.

Miksi CLTC-toimintamatka on usein pidempi

Matalammalla nopeudella sähköauto käyttää vähemmän energiaa aerodynaamisen vastuksen voittamiseen. Hidastukset tarjoavat regenerointia, ja tehokas sähkövoimansiirto välttää suuren osan polttomoottorien osakuormahaitasta.

CLTC-P:n korkea vaihe on lyhyempi ja hitaampi kuin jatkuva kiinalainen moottoritiematka. Korkea, suurella otsapinnalla varustettu auto voi näyttää yhdistetyssä syklissä lähempänä virtaviivaista autoa kuin tasaisella 120 km/h nopeudella. Kylmässä järjestys voi muuttua lämpöjärjestelmien erojen vuoksi.

Tämä on syklin muodon vaikutus, ei todiste tekaistusta matkasta. Luku soveltuu silti huonosti suoraan moottoritiesuunnitteluun.

CLTC-arvon vertailu

Selvitä ensin, onko luku:

GB/T 18386.1-2021:n mukainen sertifioitu CLTC-P-tulos;
valmistajan alustava tavoite;
vanhempi kiinalainen NEDC-arvo;
muun ajoneuvoluokan testi;
yhden vanne- tai varustekokoonpanon enimmäisarvo.

Vertaa sitten kaupunki- ja suurinopeuskäytöstä riippumattomiin testeihin. Pidä lataushäviöt erillään auton kulutuksesta. Vältä yleistä muuntosuhdetta, ellei sitä selvästi nimetä määritellyn otoksen karkeaksi havainnoksi.

CLTC on hyödyllinen samalla kiinalaisella menettelyllä sertifioitujen ajoneuvojen vertailuun. Rajoitukset ovat vakavia, jos yhdistetty tulos esitetään kuvauksena kaikista teistä, nopeuksista ja ilmastoista.