Så beräknas CLTC-räckvidd för elbilar

CLTC-räckvidd avfärdas ofta med en omräkningsprocent, men genvägen döljer varför värdet skiljer sig. Det kinesiska förfarandet använder en egen hastighetsfördelning och en reglerad metod för batteriurladdning, så avvikelsen från en annan cykel beror på fordonet.

Två standarder utgör kärnan

GB/T 38146.1-2019 definierar den kinesiska biltestcykeln för lätta fordon. GB/T 18386.1-2021 definierar hur energiförbrukning och räckvidd för ett lätt elfordon provas och beräknas. Den senare standarden är aktuell och har fått en senare ändring. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

CLTC är därför inte bara en reklammässig multiplikator. Körkurva, färdmotstånd, batteriförberedelse, testavslutning, mätning och beräkningsregler ingår alla i det certifierade resultatet.

Det finns två relevanta cykler:

CLTC-P för personbilar i kategori M1;
CLTC-C för lätta nyttofordon i kategori N1 och kvalificerade M2-fordon upp till angiven massgräns.

Räckviddsangivelser för elektriska personbilar avser normalt CLTC-P. En jämförelse bör ange cykelvarianten i stället för att använda ”CLTC” som om alla lätta fordon följde samma kurva.

Så konstruerades CLTC-P

China Automotive Technology and Research Center utvecklade cykeln från omfattande kördata avsedda att representera kinesisk trafik. Utvecklingen grupperade driften i låg-, medel- och höghastighetsförhållanden och byggde en dynamisk kurva med en betydande andel lågfart och tomgång. China Automotive Technology and Research Center: Development of the China automotive test cycle

CLTC-P-kurvan har tre faser:

låg hastighet: 674 sekunder och cirka 2,45 km;
medelhastighet: 693 sekunder och cirka 5,91 km;
hög hastighet: 433 sekunder och cirka 6,12 km.

Hela cykeln varar 1,800 sekunder och omfattar cirka 14,48 km. Maxhastigheten är 114 km/h. Medelhastigheten inklusive stopp är ungefär 29 km/h och tomgång utgör cirka 22% av tiden.

Egenskaperna förklarar mycket av resultatets välkända riktning. Jämfört med Europas fyrfasiga WLTC för personbilar omfattar CLTC-P kortare sträcka på samma tid, saknar en extra hög-fas vid 131,3 km/h och ger större vikt åt dynamisk lågfartskörning.

Steg 1: Välj och förbered fordonet

Testet använder tillämplig fordonskategori, testmassa och konfiguration. Tillverkaren lämnar nödvändiga fordons- och räckviddsuppgifter, medan testorganet tillämpar standardens villkor och toleranser.

Förarvalbara lägen följer föreskrivna urvalsregler. Däck, fordonsmassa och den konfiguration som resultatet representerar är viktiga eftersom de påverkar både motstånd och batteribehov. En angiven räckvidd bör därför knytas till rätt hjul-, däck- och drivlineversion.

Fordonet laddas, konditioneras och temperaturstabiliseras enligt proceduren före testet. Omgivnings- och batteriförhållanden kontrolleras. Det ger repeterbarhet men återger inte en godtycklig varm, kall eller snabb resa.

Steg 2: Återskapa färdmotståndet på dynamometern

CLTC-P:s hastighetskurva är endast förarens mål. Chassidynamometern måste separat återskapa motståndet hos den representerade fordonskonfigurationen.

Tillämplig testmassa, hjul, däck, däcktryck och aerodynamiskt tillstånd fastställs enligt kinesiska bestämmelser för lätta fordon. Färdmotståndet bestäms med tillåten metod och representeras av koefficienter som principiellt kan uttryckas som:

F(v) = f0 + f1 × v + f2 × v²

Termerna av lägre ordning innehåller en stor del av rullmotståndet och det mekaniska motståndet. Den kvadratiska termen domineras av aerodynamiskt luftmotstånd, så karossform och frontarea är fortsatt viktiga även om CLTC-P ger större vikt åt lågfart än europeisk WLTC.

Målfärdmotståndet omvandlas till inställningar för dynamometerns effektbroms. Eftersom däck och rullar redan skapar viss laboratorieförlust tillför bromsen resten som krävs för att hela systemet ska återskapa målet. Processen verifieras genom tillämpliga utrullnings- och toleranskontroller. Luftflödet från en kylfläkt ersätter inte den kalibrerade aerodynamiska kraften. 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

Skillnaden är viktig när två CLTC-uppgifter jämförs. Fordonen kan följa exakt samma hastighetskurva medan dynamometern kräver olika hjuleffekt eftersom färdmotståndskurvor, testmassor och konfigurationer skiljer sig. CLTC-P:s lägre medelhastighet minskar den aerodynamiska andelen av det kombinerade resultatet, men högfasen når ändå 114 km/h.

Steg 3: Välj fullständig eller förkortad urladdningsmetod

GB/T 18386.1 innehåller en konventionell cykelmetod och en förkortad metod för att bestämma energiförbrukning och elektrisk räckvidd.

Med den konventionella metoden följer ett fulladdat elfordon upprepade gånger tillämplig CLTC tills föreskrivet testavslut uppnås. Sträcka och elenergi registreras och den ofullständiga sista körningen behandlas enligt standardens beräkningsregler.

Den förkortade metoden minskar laboratorietiden för fordon med lång räckvidd. Huvudsekvensen är:

Börja med det fulladdade och konditionerade fordonet.
Kör två CLTC-cykler i det första dynamiska testsegmentet.
Ladda ur batteriet snabbare i ett konstantfartssegment, normalt minst 100 km/h när fordonet klarar det.
Kör ytterligare två CLTC-cykler i ett andra dynamiskt segment vid lägre laddningsnivå.
Fortsätt genom den sista konstantfartsdelen till testets slutvillkor.
Ladda fordonet igen och registrera den nödvändiga energin.

Konstantfartsdelarna påskyndar urladdningen; de ersätter inte bara energiförbrukningen i CLTC-kurvan. Beräkningen använder det föreskrivna sambandet mellan dynamiska segment, batterienergi och sträcka.

Strukturen liknar det tekniska problem som WLTP:s förkortade procedur löser, men likheten gör inte resultaten utbytbara. Varje standard har sin egen kurva, definitioner, toleranser och ekvationer.

Vad betyder tomt vid CLTC-testning?

Visade 0% är ingen universell definition av ett tomt batteri. GB/T-proceduren använder sitt föreskrivna slutvillkor och mäter batterienergin fram till denna punkt. Batterihanteringssystemet skyddar fortfarande cellerna från skadlig djupurladdning. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Om displayen når 0% medan fordonet fortfarande kan fortsätta den reglerade urladdningssekvensen kan energi som används efter 0% ingå i testets uppmätta användbara energi. Energi som finns kvar under frånkopplingen av framdrivningen är inte tillgänglig för testet, trots att den fysiskt lagras i cellerna.

Resultatet för användbar energi visar därför inte i sig storleken på en reserv under noll. Då måste visad laddningsnivå, urladdad likströmsenergi och batterihanteringens slutliga gränser observeras tillsammans. En skillnad mellan en kinesiskt angiven kapacitet och en kapacitet på en utländsk marknad bevisar inte att CLTC laddade ur batteriet längre.

Steg 4: Mät elektrisk energi

Batterispänning och -ström registreras så att likströmsenergin kan integreras under körningen:

Likströmsenergi = integralen av batterispänning × batteriström över tid

Återladdningen efter urladdningen ger den elektriska inmatning som krävs för standardens bestämning av energiförbrukning. Växelström in och likström ut besvarar olika frågor eftersom den förstnämnda omfattar laddningsförluster.

Det exakta rapporteringsfältet måste kontrolleras innan ett CLTC-förbrukningsvärde jämförs med en EPA-etikett eller bilens visning. Att dividera räckvidden med energi från fel systemgräns kan ge en rimlig men felaktig uppskattning av batterikapaciteten.

Steg 5: Beräkna energiförbrukning och räckvidd

Den konventionella proceduren bygger räckvidden på den sträcka som nås genom upprepad CLTC-körning till det definierade slutvillkoret, med föreskriven hantering av den sista cykeln.

Den förkortade proceduren uppskattar CLTC-motsvarande räckvidd genom att koppla uppmätt användbar batterienergi till energibehovet i de dynamiska CLTC-segmenten. I förenklad fysisk form:

CLTC-räckvidd = användbar batterienergi / CLTC-energiförbrukning per kilometer

Den officiella beräkningen innehåller detaljerad viktning, korrigering och behandling av testslutet. Den enkla ekvationen förklarar energibalansen men bör inte ersätta certifieringsformeln.

Aktuella elbilsuppgifter beskriver ibland CLTC som ett rått test följt av en generös, universell ”korrigeringsfaktor”. Beskrivningen är vilseledande. Testproceduren innehåller reglerade beräkningar, men det finns ingen hållbar grund för att omvandla alla CLTC-räckvidder till WLTP eller verklig räckvidd med en fast multiplikator.

Varför CLTC-räckvidden ofta är längre

Vid lägre hastighet använder ett elfordon mindre energi för att övervinna aerodynamiskt luftmotstånd. Frekventa inbromsningar ger möjlighet till regenerering och effektiva elektriska drivlinor undviker mycket av lågbelastningsnackdelen hos förbränningsfordon.

CLTC-P:s högfas är kortare och långsammare än en ihållande resa på en kinesisk motorväg. Ett högt fordon med stor frontarea kan därför verka ligga närmare en bil med lågt luftmotstånd i den kombinerade cykeln än vid konstanta 120 km/h. Ordningen kan ändras igen i kyla om fordonen har olika värmesystem för kupé och batteri.

Det är en effekt av cykelns form, inte ett bevis på att den uppmätta sträckan är påhittad. Det betyder däremot att värdet lämpar sig dåligt för direkt motorvägsplanering.

Så jämför du en CLTC-uppgift

Fastställ först om värdet är:

ett certifierat CLTC-P-resultat enligt GB/T 18386.1-2021;
ett preliminärt tillverkarmål;
ett äldre kinesiskt NEDC-baserat värde;
ett test för en annan fordonskategori;
en angiven maxräckvidd för en viss hjul- eller utrustningskonfiguration.

Jämför sedan stads- och höghastighetsbeteende med oberoende tester. Håll laddningsförluster åtskilda från energiförbrukningen i bilen. Undvik omräkning med ett generellt förhållande om det inte tydligt märks som en grov observation från ett definierat fordonsurval.

CLTC är användbart för att jämföra fordon som certifierats enligt samma kinesiska procedur. Begränsningarna blir allvarliga när det kombinerade resultatet presenteras som om det beskrev varje väg, hastighet och klimat.