Elektrisõidukite sõiduulatuse mõõtmise standardid
Elektrisõidukite läbisõidu mõõtmise standardid, Euroopa NDEC, Ameerika EPA, Jaapani JC08 ja ülemaailmne WLTC standard. Elektriautode testimise standardite omadused ja nüansid. Artikli lõpus on videoülevaade elektriautodest.
Artikli sisu:
Vähemalt 20 aastat tagasi ei osanud keegi arvata, et 2010. aastatel hakkavad elektriautod turgu vallutama ja tohutut populaarsust koguma. Paljudes Euroopa juhtivates riikides julgustatakse inimesi elektriautosid ostma igal võimalikul viisil. Populaarsuse järel kasvab ka konkurents tootjate vahel. Mõned püüavad meelitada disaini ja kaasaegse stiiliga, teised aga tehniliste omadustega.
Moodsad 21. sajandi elektrisõidukid
Kaasaegsed elektriautod on esimeste prototüüpidega võrreldes palju erinevad, esiteks välimuselt on need nii ainulaadsed kui ka täiesti sarnased tavaautodega. Sõiduulatus on märgatavalt suurenenud, keskmine on umbes 100 km, kuigi varem ulatusid esimesed eksemplarid vaevalt 50 km piirini ja viimane on sisepõlemismootoril põhinevate autodega kiiresti konkureerima asuv hind.
Paljud elektrisõidukite ostjad pööravad tähelepanu eelkõige valikule, kuid mis siis, kui erinevad standardid näitavad sama auto kohta erinevaid andmeid. Sama elektrisõiduki sõiduulatuse erinevus võib olla 20-25%. Ameerika EPA standardi järgi suudab Nissan Leaf elektriauto läbida 160 km, Euroopa NEDC standardi järgi on sõiduulatus 175 km ning Jaapani JC08 mõõtetsükli järgi kestab aku 200 km. Vahemiku mõõtmiseks on olemas veel üks WLTC maailmastandard, kuid kolm esimest on tänapäeval peamised ja populaarseimad standardid.
Pole raske märgata, et sama auto näitab erinevaid andmeid. Jaapani standard näitab suurimat marginaali, kuid on oma nõuete ja reeglite poolest pehmem. Ameerika standard on mõõtmisel nõudlikum ja rangem, seega on mõõtmiste tulemus palju väiksem. Keskmisi näitajaid näitab Euroopa NEDC standard, kuna aluseks on võetud elektrisõidukite keskmised andmed.
SRÜ riikide puhul kasutatakse Euroopa ja Ameerika standardite keskmist. Elektriauto jõuvaru sõltub paljudele teadaolevalt sõidustiilist, ettevaatlikult ja aeglaselt käsitsedes on andmed Euroopa standardile lähedasemad, kui aga konditsioneerist loobuda ja äkiline käivitus, siis näitajad lähenevad Ameerika standardile. Algselt töötati need standardid välja tavaliste sisepõlemismootoriga sõidukite jaoks, kuid vajaduse korral viidi need lõplikult välja ja viidi üle elektrisõidukitele.
Lisaks elektrisõidukitele kasutatakse neid ka hübriidautode sõiduulatuse arvutamisel, kuid reaalsetes tingimustes pole need arvud nii realistlikud. Kuid ikkagi, mis on selline erinevus elektrisõidukite arvutustes, et aru saada, käsitleme iga standardit üksikasjalikumalt.
Mis on Euroopa NEDC standard
Sünnikuupäevaks ja Euroopa NEDC (New European Driving Cycle) standardi kasutamise alguseks loetakse 1. jaanuari 2000. a. Euroopa NEDC tsikli põhitingimuseks on 11 kilomeetri pikkune distants, mis tuleb läbida 20 minutiga. Keskmine kiirus mõõtmisel ei ületa 33,6 km / h. Kogu testimise aja jooksul on vaja teha 12 kiirendust ja sama palju peatusi. Nagu paljud autojuhid ütlevad, testivad selle Euroopa NEDC standardi insenerid hoolikalt elektrisõidukeid, mis ei vasta tegelikele tingimustele.
Külmutatud Euroopa sõidurada linnas (Urban Driving Cycle), näeb ette 4 erinevat katsetsüklit. Iga selline 195-sekundiline tsükkel tagab 1,013 kilomeetri pikkuse vahemaa. Testimise käigus kiirendab elektriauto kiiruseni 18, 32 ja 50 km/h ning keskmine kiirus on 18,7 km/h. Sõiduulatuse mõõtmine maanteel (Extra Urban Driving Cycle) näeb erinevalt linnaversioonist ette ühe mõõtmistsükli. Distantsi pikkus on 6,955 km ja see tuleb läbida 400 sekundiga. Elektriauto keskmine kiirus on 62,6 km/h ning maksimaalne kiirus peaks olema kuni 120 km/h.
Sellegipoolest näeb NEDC standard ette selle mööndusi. Esimene on peamiste energiatarbijate väljalülitamine: välja lülitatud optika, välja lülitatud klaasipuhastid, helisüsteem ja kliimaseade ehk teisisõnu luuakse ideaalsed tingimused energiatarbimiseks. Seevastu elektriauto kiirendus on aeglane ja pehme. Kiirendamiseks 0–50 km / h kulus Euroopa NEDC standardile vastavatel inseneridel 26 sekundit. Nullist 70 km / h kiirendamiseks eraldatakse 41 sekundit, pealegi pole kiirus maanteel nii suur.
Nagu testitsüklitest näha, on Euroopa NEDC standard mõeldud rahulikule eurooplasele, kes järgib täielikult liikumisreegleid. Linnatsükli järgi mitte rohkem kui 50 km/h, marsruudil, kiirustamata kiirendusel ja kiirusel. Kuigi võrreldes meie tegelike reeglitega, kui linnas on 60 km / h, kuid + 20 km / h on vastuvõetav (selle tulemusena sõidate linnas sagedamini 70–80 km / h) ja see on peaaegu 1,5–2 korda rohkem kui Euroopa NEDC standardis deklareeritud. Ilmastikuolud on karmimad, eriti talvel, kui tugevad külmad ja pime kellaaeg on palju pikem – see toob kaasa esitulede, istmesoojenduse ja salongi soojenduse sagedase sisselülitamise.
Lisaks on liikumisrütm palju dünaamilisem kui Euroopas. Need on peamised põhjused, miks Euroopa NEDC standard ja selle jõudlus on meie piirkonna elektrisõidukite tegelike töötingimustega veidi vastuolus. Deklareeritud andmete saavutamiseks on vaja proovida, jälgides elektrisõiduki hoolikat ja täpset tööd.
Mis on Ameerika EPA standard?
Võrreldes eelmise standardiga on Ameerika EPA (Environmental Protection Agency) tsükkel testimise osas rangem. Standard sai oma nime selle loonud organisatsiooni järgi, täpsem nimi on FTP-75 (Federal Test Procedure 75). Standardi esimene väljatöötamine algas 1978. aastal, kuid kõige asjakohasem parandus elektrisõidukite osas esitati 2008. aastal.
Ameerika EPA standardi peamiseks väärtuseks peetakse mitmekülgsust ja avarust. Elektrisõiduki testimise koguaeg kestab 17,8 km distantsil 31 minutit. Sel perioodil teeb elektriauto 22 täispeatust, millele järgneb koormakiirendus. Samal ajal ei moodusta seisakud rohkem kui 20% kogu mõõtmistsükli ajast, mis on mitu korda vähem kui Euroopa NEDC tsüklis.
Elektrisõiduki keskmine katsekiirus EPA standardi järgi on 35 km/h, maksimaalne aga mitte üle 91,2 km/h. Eraldi on ette nähtud katsetsükkel väljaspool linna, kus eeldatakse muutuva kiirusega režiime ja keskmine kiirus ei ületa 78 km / h. Lisaks standardsetele EPA EV testimisvõimalustele pakutakse eraldi mõõtmisi. Näiteks nn US06, elektriauto terav kiirendus foorist, karmis linnaliikluses. Teine võimalus SC03 näeb ette täiskoormuse elektroonikat (see tähendab kaasas olevat optikat, kliimaseadet, helisüsteemi, igasuguseid kütteid) ja testimist külma ilmaga.
Võib öelda, et need on peamised eelised, mille nimel ameerika EPA tsüklit austavad autotootjad, kes tahavad näidata reaalseid võimalusi. Reaalselt koosneb see kiirest liikumisest, sagedasest käivitamisest/peatumisest, nagu linnatsüklis, kiirenduse dünaamikast ja loomulikult elektrisõiduki elektroonika, sealhulgas kliimaseadme täiskoormusest. Sellised ebatavalised tsüklid näitavad nii suurt erinevust Euroopa NEDC standardi ja Ameerika EPA vahel. Kuid kui järgite säästlikku sõitmist ja muid reegleid, suureneb elektriauto võimsusvaru oluliselt.
Mis on Jaapani standard JC08?
2007. aasta alguses kuulutas Jaapan välja uue sõidukivahemiku testistandardi nimega JC08. Kuni 2010. aastani oli paralleelselt veel üks standard "10 * 15", kuid alates 2011. aastast on Jaapanis ainsaks standardiks jäänud JC08. Jaapani standardi JC08 kestus on 1205 sekundit ja distants vaid 8,17 km.
Jaapani JC08 standardis on jõudluse mõõtmise keskmine kiirus 24,4 km/h ja maksimaalne kiirus ei ületa 81,6 km/h. Võrreldes kahe eelmisega on JC08 peamine prioriteet kiirendus. Samuti peaks see mõõtma andmeid külma ja sooja mootoriga käivitamisel. Teine nüanss on peatused, mille kogukestus on umbes 30% kogu JC08 tsüklist (arvestades, et kogu tsükkel kestab umbes 20 minutit, on auto tühikäigul 6 minutit). Selliseid tingimusi arvestades saab selgeks, kust tuleb elektriauto suur jõureserv.
Jaapani JC08 standardi põhieesmärk on mõõta parameetreid ja ulatust linnatsüklis, sõites tihedas liikluses, ummikutes ja kiirendustes lühikestel vahemaadel. Kuid maanteel suurel kiirusel sõitmise tingimusi praktiliselt ei võeta arvesse, seega on standardnäitajad keskmised.
Mis on WLTC ülemaailmne elektrisõidukite standard?
Võttes arvesse sama elektrisõiduki sõiduulatuse erinevust erinevate standardite suhtes, otsustati luua üks ühine WLTC (WorldWide Harmonized Light Vehicles Test Cycle) standard, mis hakkab kehtima kõikidel kontinentidel alates 2017. aastast. See võimaldab võrrelda elektriauto sõiduulatust või auto kütusekulu, jäädes ühele tsüklile. Teisest küljest on WLTC standard üsna range. Mõõtmiseks eraldasid insenerid 30 minutit ja vahemaa üle 23 km. Kiirendusmõõtmised on kõigi nimetatud tsüklite seas kõrgeimad.
Linnakatsetuseks kiirendatakse elektrisõidukit kiiruseni 56,5 km/h ja 76,6 km/h, seega saadakse kaks tulemust ja üks keskmine. Samamoodi tehakse mõõtmisi maanteel sõitmisel, esimesel korral on kiirendus kuni 97,4 km/h ja teisel korral kuni 131,6 km/h. Tulemuseks on kiire ja dünaamiline sõit erinevate riikide ja tingimuste jaoks. Teine põhisuund on jaotamine klassideks, ökorežiimideks ja paariks ebastandardseks tingimuseks, mis on võimalikult lähedased sõiduki realistlikele töötingimustele (keskkonna temperatuur, ilmastikutingimused ja maastik).
Hübriidide puhul näeb WLTC standard ette eraldi tingimused, aku peab olema täis laetud, vastasel juhul ei suuda firma esindajad deklareeritud omadusi tõestada. Kui testimise ajal tasu muutub, lahutage või lisage vastavalt kWh. Hübriidi laadimise korral näeb WLTC standard ette 4 erinevat tsüklit. Esimene on siis, kui aku on täielikult tühjenenud, teine ja kolmas osaliselt tühjenenud akudega ning hübriidi 4. tsükkel elektrisõiduki režiimis.
Elektriautode puhul hoopis teistsugune tingimuste pakett, esiteks laetakse aku täis 12 tunni jooksul ja Tesla jaoks, kus täislaadimine on tunduvalt pikem, saavad nad ise tingimused seada. WLTC standardi insenerid soovitavad täiustada, kuna elektrisõidukite aku mahtuvuse suurenemise trend kasvab igal aastal. Kuid on ka nüansse, millise laadimisega nad toovad 100% aku laetuse, kuna erinevad riigid kasutavad erinevat laadimist. Näiteks võib tavaline laadimine tõsta aku laetuse kuni 80%, kuid mida teha ülejäänud 20% -ga, pole veel teada. Üldiselt on see ülemaailmne WLTC standard alles väljatöötamisel ja elektrisõidukitele tahetakse eraldi välja tuua täiesti eraldi nõuded. Esimeseks katseks on Pariisi autonäitusel esitletud Opel Ampera-e 2017 elektriauto, mille jõuvarust jätkub 500 km läbimiseks.
Üldiselt, kuigi standardid on mitmekesised, on igal ühel nii plusse kui miinuseid. Enamasti toetuvad nad eelkõige Euroopa NEDC standardile ja Ameerika EPA-le, kuna need on sõiduki kasutustingimustele lähemal, kuid siiski ei tasu täielikult nende standardite andmetele loota.
