циклы замера запаса хода электромобилей

Сегодня в мире используют три основные системы измерения расхода топлива ДВС-авто и запаса хода электрокара. Но скоро будет одна. Самая правильная?

Каждый раз, обсуждая очередной электрокар, мы обязательно говорим о его запасе хода – это одна из важнейших величин! И каждый раз приходится оговаривать измерительный циклы, в ходе которого были получены эти километры. Ведь расхождение запаса хода для одного и того же электромобиля порой может достигать 20-25%. К примеру, запас хода для самого первого Nissan Leaf был заявлен на уровне 160 км (американский измерительный цикл), 175 км (европейски измерительный циклы), 200 км (японский измерительный цикл).

Именно три вышеперечисленных цикла сегодня являются наиболее популярными в мире. Несложно заметить, что японский измерительный цикл дает наибольшую цифру – он очень «мягкий»в своих требованиях и правилах. Американский цикл напротив – крайне жесткий и требовательный; соответственно и запас хода электрокара выходит заметно меньше. Европейский измерительный цикл показывает среднюю цифру запаса хода.

Для Украины применим средний запас хода – между цифрами европейского и американского измерительного цикла: если поехать бережно и неспешно – то можно получить европейский запас хода; если не отказывать себе в кондиционере и в динамичных разгонах – получим цифры из американского цикла замера.

Важно отметить, что эти циклы изначально разработаны для обычных автомобилей с ДВС; эти измерительные циклы учитывали появление и эксплуатацию гибридов, но как-то «задним числом», с минимальным вниманием к их возможностям. А об электрокарах речь тогда и вовсе не шла. В тоже время условия проведения замеров прямо влияют на расход энергии, а значит – влияют и на запас хода. Но что скрывают эти циклы? Почему так разнятся цифры?

Европейский ездовой цикл NEDC (New European Driving Cycle)
Данный измерительный цикл начала использоваться с 1-го января 2000 года, описывает движение в городе и на трассе. В целом цикл NEDC рассчитан на прохождение дистанции в 11 км за время около 20 минут. Средняя скорость измерительного цикла составляет 33,6 км/ч; на протяжении всего цикла выполняется 12 остановок и разгонов.


Иллюстрация АВТОРЕВЮ

Так, имитация движения в городе Urban Driving Cycle подразумевает 4-е отдельных блока: каждый длительностью 195 секунд и с дистанцией 1,013 км. В ходе этих тестовых блоков автомобиль разгоняется до скорости 18-32-50 км/ч; средняя скорость составляет 18,7 км/ч.

Загородное движение имитируется одним отдельным блоком Extra Urban Driving Cycle: 400 секунд; 6,955 км; средняя скорость движения 62,6 км/ч; максимум автомобиль разгоняется до 120 км/ч.

А теперь о послаблениях NEDC. Во-первых, этот цикл проводится с отключением потребителей энергии: выключены фары, дворники, аудиосистема, кондиционер, пр. Во-вторых, все разгоны очень мягкие и неторопливые: на разгон 0-50 км/ч отводится 26 секунд; на разгон 0-70 км/ч дается 41 секунда. Да и максимальные трассовые скорости не слишком уж высоки.

Словом, измерительный цикл NEDC заточен под неторопливых европейцев: в городе не более 50 км/ч под контролем камер; неспешные разгоны и медленная езда по трассе. У нас же все едут намного быстрее: городские «60+20» км/ч означают скорость движения в 1,5-2 раза выше, чем в Европе; холодная и темная зима означает включенные фары, подогрев сидений, отопитель салона. Добавьте к этом боле динамичные разгоны.

Вот почему европейский измерительный цикл NEDC немного «не про Украину»: чтобы получить его обещанные цифры, придется постараться – ехать очень бережно и аккуратно.

А ведь есть еще и…

Японский измерительный цикл JC08

Измерительный цикл JC08 был заявлен примерно в 2007 году, но он существовал параллельно с предыдущим японским циклом «10*15» до 2010 года; и лишь с начала 2011 года измерительный цикл JC08 стал единственным для Японии. Этот цикл длится 1 205 секунд, за данное время автомобиль проезжает 8,17 км. Средняя скорость во время измерительного цикла JC08 составляет 24,4 км/ч; максимальная скорость достигает 81,6 км/ч.

Данный цикл имеет ряд интересных нюансов: например, ускорение здесь едва ли не самое высокое в сравнении с измерительными циклами NEDC и ЕРА; предусмотрен замер расхода топлива при «холодном старте» и «горячем старте».

В тоже время, есть еще один нюанс, который крайне важен для электромобилей и гибридов – измерительный цикл JC08 общей предусматривает остановки общей длительностью почти 30% времени!


Иллюстрация АВТОРЕВЮ

Т.е. из общей длительности измерительного цикла JC08 около 20 минут автомобиль стоит на месте 6 минут. В таком случае электрокар практически не потребляет энергию – вот и секрет большой дистанции пробега согласно измерительному циклу JC08.

В итоге измерительный цикл JC08 хорошо описывает движение в плотном городском трафике: остановки, пробки, стояние на светофорах, динамичный разгон на перекрестке. Но он слишком идеалистичен и практически не учитывает движение по трассе с высокой скоростью.

А вот…

Американский измерительный цикл ЕPA FTP-75 (Federal Test Procedure 75)

Данный американский измерительный цикл в просторечии называют ЕРА от названия организации ЕРА (Environmental Protection Agency), которая его создала. Можно считать, что цифры «75» округленно (на самом деле 1978 год) указывают на год разработки нормативов по тестированию автомобилей на предмет их топливной экономичности. На самом деле, наиболее актуальный вариант цикла FTP-75 был представлен относительно недавно – в 2008 году.

Ценность измерительного цикла ЕРА в том, что он обширный и многогранный. Во-первых, измерительный цикл ЕРА подразумевает общее время тестирования 31 минуту и дистанцию пробега 17,8 км – заметно больше европейского и японского аналога; за это время автомобиль делает 22 остановки с последующим разгоном. Однако время простоя здесь наименьшее – около 20% от общей длительности измерительного цикла.

Во-вторых, максимальная скорость достигает 91,2 км/ч; средняя скорость во время цикла ЕРА достигает почти 35 км/ч. Также предусмотрен отдельный цикл замера расхода топлива при движении по трассе, где средняя скорость составляет почти 78 км/ч.

Третье – предусмотрены дополнительные измерительные циклы: например, US06 описывает резкие разгоны при старте со светофора в напряженном городском потоке; SC03 обязывает включать кондиционер.

Вот в чем ценность измерительного цикла ЕРА – в его реалистичности: быстрая езда, много остановок, динамичный разгон, включен кондиционер… Все это здорово нагружает не только ДВС-автомобиль, но и электрокар, которому приходится тратить больше энергии.


Иллюстрация АВТОРЕВЮ

Вот и ответ, почему данные о запасе хода электрокара согласно измерительному циклу ЕРА наиболее скромны – потому, что они наиболее реальны! Из рассмотренных трех циклов, именно ЕРА описывает ситуацию «еду как хочу и ни в чем себе не отказываю». В тоже время это совсем не значит, что невозможно приехать «в цифры» NEDC – это вполне реально, если задаться такой целью и постараться беречь заряд аккумулятора. А вот JC08 совсем уж идеалистичен.

Но вскоре все изменится благодаря тому, что будет один цикл…

Мировой цикл WLTC (Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle)

Что же собой представляет измерительный цикл WLTC? Во-первых, он по-настоящему мировой: с 2017 года он будет действовать на всех ключевых континентах, что позволит сравнивать запас хода электрокара или расход топлива автомобиля напрямую, без учета измерительного цикла. Во-вторых, цикл WLTC достаточно жесткий и обширный: его продолжительность составляет ровно 30 минут; тестовая дистанция превышает 23 км; уровень ускорения (динамики разгона) будет наивысшей среди всех описанных циклов замера. Третье – WLTC состоит из четырех частей: по паре для описания городской и трассовой езды. В ходе двух частей «городское поездки» автомобиль разгоняется до 56,5 км/ч и до 76,6 км/ч; в ходе двух частей «трассовой поездки» максимальные скорости достигают 97,4 км/ч и даже 131,6 км/ч – т.е. этот цикл описывает очень, быструю и динамичную езду! А еще – деление автомобилей по классам исходя из их энерговооруженности (отношения мощности к массе). А еще – детальные условия использования различных эко-режимов. А еще – закрытый капот по время стендовых испытания на барабанах, и т.д. Цикл WLTC очень реален!

Отдельно отметим условия испытания электрокаров и гибридов. Например, для гибридов аккумулятор перед началами тестов WLTC полностью разряжается, если производитель не докажет, что в нормальных условиях эксплуатации АКБ заряжена. Если во время теста заряд АКБ меняется, то разницу добавляют или вычитают из итогового результата, который рассчитывается в кВтч (Втч). Для подзаряжаемых гибридов предусмотрено четыре цикла измерений: один с полностью разряженной АКБ, парочка – с частично заряженной АКБ, плюс цикл езды гибрида в режиме электрокара (только АКБ и электромотор, без ДВС).

С электромобилями все совсем жестко: сначала полный разряд АКБ согласно рекомендациям производителя, затем 12 часов на полный заряд и выдержку АКБ. Здесь возникает первый вопрос – что делать с большими аккумуляторами Tesla, которые можно и не успеть зарядить за 12 часов?


Иллюстрация АВТОРЕВЮ

А ведь тенденция к увеличению емкости АКБ в последнее время явно прослеживается: вспомним Chevrolet Bolt или Renault Zoe 40. Второй вопрос – а как будет проходить зарядка, с помощью какого зарядного устройства? Если быстрая зарядка типа Supercharger, CHAdeMO, CCS – то вопроса со временем заряда нет; но эти станции доводят заряд АКБ лишь до 80%, а что делать с оставшимися 20%? И доступность «быстрых зарядок» типа Supercharger, CHAdeMO, CCS сильно зависит от страны: к примру, в Украине чаще всего заряжаются от обычных розеток (2-3 кВт) и ускоренных зарядок (10-20 кВт). Получится, что цикл WLTC не отвечает реальности, а ведь все как раз и затевалось ради большей реалистичности.

В целом к измерительному циклу WLTC еще есть вопросы как со стороны электрокаров и гибридов, так и со стороны обычных ДВС-авто. Однако главная цель WLTC благая – приведение всех тестовых испытания по расходу топлива (ДВС) и запасу хода (электрокар) к единому стандарту, что позволит сравнивать автомобили напрямую, без оговорок об измерительном тесте, в ходе которого были получены определенные цифры.