Sådan beregnes CLTC-rækkevidde for elbiler

Exit code: 0 Wall time: 0.4 seconds Output: CLTC-rækkevidde afvises ofte med en omregningsprocent, men den genvej skjuler, hvorfor tallet er anderledes. Den kinesiske procedure anvender en særskilt hastighedsfordeling og en reguleret metode til batteriafladning, så afvigelsen fra en anden cyklus afhænger af køretøjet.

To standarder udgør kernen

GB/T 38146.1-2019 definerer den kinesiske biltestcyklus for lette køretøjer. GB/T 18386.1-2021 definerer, hvordan energiforbrug og rækkevidde for et let elektrisk køretøj testes og beregnes. Sidstnævnte standard er gældende og har fået en senere ændring. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

CLTC er derfor ikke blot en reklamemæssig multiplikator. Kørekurven, køremodstanden, batteriforberedelsen, testafslutningen, målingen og beregningsreglerne indgår alle i det certificerede resultat.

Der er to relevante cyklusser for lette køretøjer:

CLTC-P for personbiler i kategori M1;
CLTC-C for lette erhvervskøretøjer i kategori N1 og kvalificerede M2-køretøjer op til den angivne massegrænse.

Rækkeviddeangivelser for elektriske personbiler henviser normalt til CLTC-P. En sammenligning bør angive cyklusvarianten frem for at bruge “CLTC”, som om alle lette køretøjer fulgte én kurve.

Sådan blev CLTC-P konstrueret

China Automotive Technology and Research Center udviklede cyklussen ud fra omfattende kørselsdata, der skulle repræsentere kinesisk trafik. Udviklingsarbejdet grupperede driften i forhold med lav, middel og høj hastighed og konstruerede en dynamisk kurve med en betydelig andel kørsel ved lav hastighed og tomgang. China Automotive Technology and Research Center: Development of the China automotive test cycle

CLTC-P-kurven har tre faser:

lav hastighed: 674 sekunder og cirka 2,45 km;
middel hastighed: 693 sekunder og cirka 5,91 km;
høj hastighed: 433 sekunder og cirka 6,12 km.

Hele cyklussen varer 1,800 sekunder og dækker cirka 14,48 km. Topfarten er 114 km/t. Gennemsnitshastigheden inklusive stop er omkring 29 km/t, og tomgang udgør cirka 22% af tiden.

Disse egenskaber forklarer meget af resultatets velkendte retning. Sammenlignet med Europas fire-fasede WLTC for personbiler dækker CLTC-P kortere afstand på samme tid, har ingen ekstra høj-fase ved 131,3 km/t og lægger større vægt på dynamisk kørsel ved lav hastighed.

Trin 1: Vælg og forbered køretøjet

Testen anvender den relevante køretøjskategori, testmasse og konfiguration. Producenten leverer de krævede oplysninger om køretøjet og dets elektriske rækkevidde, mens testinstansen anvender standardens betingelser og tolerancer.

Førervalgte tilstande følger de foreskrevne udvælgelsesregler. Dæk, køretøjsmasse og den konfiguration, resultatet repræsenterer, er vigtige, fordi de påvirker både modstand og batteribehov. En fremhævet rækkevidde bør derfor knyttes til den pågældende version af hjul, dæk og drivlinje.

Køretøjet oplades, konditioneres og temperaturstabiliseres efter proceduren før testen. Omgivelses- og batteriforhold kontrolleres. Det skaber gentagelighed, men gengiver ikke en vilkårlig varm, kold eller hurtig tur.

Trin 2: Gengiv køremodstanden på rullefeltet

CLTC-P-hastighedskurven er kun førerens mål. Chassisrullefeltet skal separat gengive modstanden fra den repræsenterede køretøjskonfiguration.

Den relevante testmasse, hjul, dæk, dæktryk og aerodynamiske tilstand fastlægges efter de kinesiske bestemmelser for test af lette køretøjer. Køremodstanden bestemmes med den tilladte metode og repræsenteres af koefficienter, som principielt kan udtrykkes således:

F(v) = f0 + f1 × v + f2 × v²

Leddene af lavere orden indeholder en stor del af rullemodstanden og den mekaniske modstand. Det kvadratiske led domineres af aerodynamisk luftmodstand, så karrosseriform og frontareal er stadig vigtige, selv om CLTC-P lægger mere vægt på kørsel ved lav hastighed end europæisk WLTC.

Målkøremodstanden omregnes til indstillinger for rullefeltets effektbremse. Da dæk og ruller allerede skaber et vist laboratorietab, leverer bremsen resten, der kræves for, at hele systemet gengiver målet. Processen verificeres gennem de relevante friløbs- og tolerancekontroller. Køleluft fra en ventilator anvendes ikke som erstatning for den kalibrerede aerodynamiske kraft. 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

Sondringen er vigtig ved sammenligning af to CLTC-angivelser. Køretøjerne kan følge præcis samme hastighedskurve, mens rullefeltet kræver forskellig hjuleffekt, fordi deres køremodstandskurver, testmasser og konfigurationer er forskellige. CLTC-P’s lavere gennemsnitshastighed reducerer den aerodynamiske andel af det kombinerede resultat, men høj-fasen når stadig 114 km/t.

Trin 3: Vælg fuld eller forkortet afladningsmetode

GB/T 18386.1 indeholder en konventionel cyklusmetode og en forkortet metode til bestemmelse af energiforbrug og elektrisk rækkevidde.

Ved den konventionelle metode følger en fuldt opladet elbil gentagne gange den relevante CLTC, indtil den foreskrevne testafslutningsbetingelse nås. Distance og elektrisk energi registreres, og den ufuldstændige sidste kørsel behandles efter standardens beregningsregler.

Den forkortede metode reducerer laboratorietiden for køretøjer med lang rækkevidde. Hovedforløbet er:

Begynd med det fuldt opladede og konditionerede køretøj.
Kør to CLTC-cyklusser i det første dynamiske testsegment.
Aflad batteriet hurtigere i et segment med konstant hastighed, normalt mindst 100 km/t når køretøjets egenskaber tillader det.
Kør yderligere to CLTC-cyklusser i et andet dynamisk segment ved lavere ladetilstand.
Fortsæt gennem den sidste del med konstant hastighed til testens afslutningsbetingelse.
Genoplad køretøjet, og registrer den krævede energi.

Delene med konstant hastighed fremskynder afladningen; de erstatter ikke blot CLTC-kurvens energiforbrug. Beregningen anvender det foreskrevne forhold mellem de dynamiske segmenter, batterienergien og distancen.

Strukturen ligner det tekniske problem, som den forkortede WLTP-procedure løser, men ligheden gør ikke resultaterne udskiftelige. Hver standard har sin egen kurve, definitioner, tolerancer og ligninger.

Hvad betyder tomt i en CLTC-test?

Vist 0% er ikke en universel definition af et tomt batteri. GB/T-proceduren anvender sin foreskrevne testafslutningsbetingelse og måler batterienergien frem til dette slutpunkt. Batteristyringssystemet beskytter fortsat cellerne mod skadelig dybafladning. China National Standard GB/T 18386.1-2021: EV energy consumption and range test methods

Hvis visningen når 0%, mens køretøjet stadig kan fortsætte den regulerede afladningssekvens, kan energi brugt efter 0% indgå i den testmålte brugbare energi. Energi tilbage under fremdriftens afbrydelsespunkt er ikke tilgængelig for testen, selv om den fysisk er lagret i cellerne.

Resultatet for brugbar energi viser derfor ikke i sig selv størrelsen af en reserve under nul. Det kræver, at vist ladetilstand, afladet jævnstrømsenergi og batteristyringens endelige grænser observeres sammen. En forskel mellem en kinesisk annonceret kapacitet og en kapacitet på et udenlandsk marked er ikke tilstrækkeligt bevis for, at CLTC afladede batteriet længere.

Trin 4: Mål elektrisk energi

Batterispænding og -strøm registreres, så jævnstrømsenergien kan integreres gennem kørslen:

Jævnstrømsenergi = integralet af batterispænding × batteristrøm over tid

Genopladningen efter afladningen leverer den elektriske indgang, der kræves til standardens bestemmelse af energiforbrug. Vekselstrøm ind og jævnstrøm ud besvarer forskellige spørgsmål, fordi førstnævnte omfatter ladetab.

Det præcise rapporteringsfelt skal kontrolleres, før en CLTC-forbrugsværdi sammenlignes med et EPA-mærke eller bilens visning. At dividere rækkevidde med energi fra den forkerte systemgrænse kan give et plausibelt, men forkert estimat af batterikapaciteten.

Trin 5: Beregn energiforbrug og rækkevidde

Den konventionelle procedure bygger rækkevidden på den distance, der opnås gennem gentagen CLTC-kørsel til den definerede afslutningsbetingelse, med den krævede behandling af den sidste cyklus.

Den forkortede procedure estimerer den CLTC-ækvivalente rækkevidde ved at forbinde målt brugbar batterienergi med energibehovet målt i de dynamiske CLTC-segmenter. I forenklet fysisk form:

CLTC-rækkevidde = brugbar batterienergi / CLTC-energiforbrug pr. kilometer

Den officielle beregning indeholder detaljeret vægtning, korrektion og behandling af testafslutningen. Den enkle ligning forklarer energibalancen, men bør ikke erstatte certificeringsformlen.

Aktuelle elbilopslag beskriver undertiden CLTC som en rå test efterfulgt af en generøs, universel “korrektionsfaktor”. Den beskrivelse er misvisende. Testproceduren indeholder regulerede beregninger, men der er intet sagligt grundlag for at omregne alle CLTC-rækkevidder til WLTP eller virkelig rækkevidde med én fast multiplikator.

Hvorfor CLTC-rækkevidden ofte er længere

Ved lavere hastighed bruger en elbil mindre energi på at overvinde aerodynamisk modstand. Hyppige nedbremsninger giver muligheder for regenerering, og effektive elektriske drivlinjer undgår en stor del af den lavbelastningsulempe, der ses i forbrændingskøretøjer.

CLTC-P’s høj-fase er kortere og langsommere end vedvarende kørsel på en kinesisk motorvej. Et højt køretøj med stort frontareal kan derfor se ud til at ligge tættere på en bil med lav luftmodstand i den kombinerede cyklus, end det ville ved konstante 120 km/t. Rækkefølgen kan ændre sig igen i kulde, hvis køretøjerne har forskellige varme- og kølesystemer til kabine og batteri.

Det er en effekt af cyklussens form, ikke bevis for, at den målte distance er opdigtet. Det betyder dog, at tallet er dårligt egnet til direkte planlægning af motorvejskørsel.

Sådan sammenlignes en CLTC-angivelse

Fastslå først, om tallet er:

et certificeret CLTC-P-resultat efter GB/T 18386.1-2021;
et foreløbigt producentmål;
en ældre kinesisk NEDC-baseret værdi;
en test for en anden køretøjskategori;
en oplyst maksimumværdi for én hjul- eller udstyrskonfiguration.

Sammenlign derefter by- og højhastighedsadfærd med uafhængige test. Hold ladetab adskilt fra energiforbruget i bilen. Undgå omregning med et generelt forhold, medmindre det tydeligt mærkes som en grov observation fra et defineret udvalg af køretøjer.

CLTC er nyttig til at sammenligne køretøjer, der er certificeret efter samme kinesiske procedure. Begrænsningerne bliver alvorlige, når det kombinerede resultat præsenteres, som om det beskriver enhver vej, hastighed og klima.