【泰测 | 认证知识】电动车美国EPA认证及能效标签程序简介

【泰测 | 认证知识】电动车美国EPA认证及能效标签程序简介

发布日期:2023-07-03 17:44
简讯:美国环保署(EPA)是美国车辆环保认证的主管部门,负责监控车辆排放对强制性标准的符合性。EPA根据《清洁空气法》的授权来负责测试和评定所有上路车辆的燃油经济性,事实上用于评定电动汽车的EPA认证与测试传统车辆的方法非常接近。



认证简析
为了更好的了解电动汽车的EPA认证,需要简单介绍以下的几个名词:

1.测功机与行驶周期(The Dynamometer and Driving Cycles)
EPA认证测试是在测功机上进行的,测功机有点类似汽车的跑步机,这样在测试的过程中,汽车的位置可以一直保持在原地,同时也可以进入驱动行驶状态。测功机可以用来收集关于汽车性能的各种数据,如马力和燃油经济性。
在测功机上,车辆会经历不同的驾驶工况,在不同的工况中,汽车会加速或减速以达到规定的速度,目的在于模拟不同类型的驾驶。其中电动汽车要经历两个重要的测试工况:城市路况循环(UDDS)和高速路况循环(HWFET)。

2. 城市路况循环(UDDS)
城市路况循环(UDDS)模拟了走走停停的城市驾驶,测试车辆会加速并回落到零,这种工况用来测试城市路况的燃油经济性。

3. 高速路况循环(HWFET)
高速路况循环(HWFET)模拟了持续的高速驾驶,车辆加速,测试过程中车速在30~60英里/小时的范围内各种速度之间波动,直到最后车轮才会完全停止,这种工况用来测试高速路况的燃油经济性。

4. 匀速巡航循环(CSC)
匀速巡航循环用于快速耗尽电池能量,测试过程车辆加速到105公里/小时(65英里/小时)--如果车辆不能达到65英里/小时,则为最大持续速度的90%--必须平稳,并在车辆点火后1分钟内完成。车辆的速度必须保持在标准规定的公差范围内。

5. 单工况能量消耗测试(SCT)
单工况能量消耗测试是根据1993年5月版的SAEJ1634标准提出的,其中包括两次UDDS和两次HFEDS单工况高速循环,直到电量耗尽且车辆不能再按照行驶循环行驶,使用正常的交流电充电至充满。将电池充电的千瓦时能量除以车辆行驶的里程数来确定车辆的能量消耗(以千瓦时/英里或千瓦时/100英里),EPA会在初步的续航值乘以0.7倍的系数得到续航值。
6. 多工况能量消耗测试(MCT)
MCT测试是根据2012年10月版的SAEJ1634标准提出的,推荐做法是电池充满电,车辆停放一晚,然后第二天车辆在连续的UDDS,HWFET,CSC状态中循环行驶,直到电量耗尽且车辆不能再按照行驶循环行驶,在整个测试过程中,直流放电能量和直流放电安培小时被测量。测试完成后,用制造商提供的充电器从正常的交流源对电池进行充电。通过将电池充电的千瓦时能量除以车辆行驶的里程数来确定车辆的能量消耗(以千瓦时/英里或千瓦时/100英里)。充电能量包括制造商的充电器效率低下造成的所有损失。EPA会在初步的续航值乘以0.7倍的系数得到续航值。

7. 滑行测试(Coast down testing)
在测功机上测试的车辆需要模拟道路负荷力,这些力是作用在车辆上的空气动力阻力、轮胎滚动阻力、传动系统损失和其他摩擦影响的力量的总和。确定测功机设置以模拟道路负荷力分为两个阶段:一,通过描述道路运行的特点来进行道路负荷力的规范。二,进行道路负荷推导,确定适当的测功机负荷设置,以模拟道路测试中的道路负荷力规格。

8. 4000英里测试点(4,000 miles test point)
测试车辆和轮胎应该有足够的里程数来代表4,000英里测试点的道路负荷力。如果车辆累积超过6,200英里,应调整数据以代表4,000英里测试点的道路负荷。测试车辆不得超过10,000英里。轮胎的老化可以与测试车辆分开进行。

9. 电动车的燃油经济性标签(Electric Vehicle Fuel Economy Label)
对于电动车来说,燃油经济性标签和一般燃油车有些相似,又有不同之处。
电动车标签同样是以英里每加仑当量(MPGe)表示城市、公路的总和燃油效率值,对于电动汽车美国环保署使用每加仑汽油对应33.705千瓦时的转换系数进行计算。
标签的右上角显示文字和一个相关的图标,以识别它是电动汽车。

测试样车准备及测试流程
1.测试车辆和轮胎需要累积一定的里程,用来代表 4,000 英里测试点的路况压力。
2.车辆重量需要满足法规40 CFR Part 86.129的要求,为ETW规格(车辆等效测试重量) ,包括驾驶员和测试设备在内。
3.根据SAE J2263滑行测试得出的目标道路负荷系数,执行一次测试。根据SAE J2264进行道路载荷推导,建立测功机功率吸收的A、B、C力系数。
4. 进行多工况和能量消耗测试(MCT)。 SAE J1634规定的测试程序包括四个UDDS周期和两个HWFET周期,按指定顺序进行,包括测试中期和测试结束的匀速巡航循环(CSC)。
5. 在EPA注册制造商信息,提交所有需要的文件,以获得EPA  符合性证书。

其他测试工况简介
NEDC(New European Driving Cycle)
NEDC工况于1970年提出,最后一次更新是在 1997 年,被欧洲,澳大利亚,中国等地采用。NEDC由四个重复的低速城市驾驶循环 ( UDC: UrbanDrivingCycle ) 和一个郊区驾驶循环 ( EUDC: Extra Urban Driving Cycle)组成, 速度变化如下图:
图中UDC周期为前0~780s,EUDC周期为780s到1180s。

WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)
WLTP 由欧洲经济委员会UNECE提出,旨在替代NEDC,使得测试工况更好贴合实际驾驶习惯。
WLTP按照功率/车重,将车辆分为三个类别,对应三个不同的WLTC测试循环。其中测试过程分为4各阶段,对应了低速,中速,高速和超高速工况,分别模拟城市,郊区,乡村和高速场景,下图是第三类车的速度变化图:
WLTP测试也是在测功机上进行测试,但是其考虑了风阻和负载,除了需要进行上述测试,WLTP还需要考虑实际行驶驶的排放(RDE),可以看出WLTP相比NEDC严格了不少。
但是WLTP还是更加倾向于排放的测量,这在测量电动车的续航里程中,还是不够贴合实际驾驶习惯,相较于EPA的测试工况来说,EPA的测试工况更加贴合实际,也更加严格。当然EPA还有5种工况循环测试,其中除了UDDS和HFEDS之外,还包括US06(超高速工况),SC03(空调使用工况),Cold UDDS(低温工况),由于目前在美国和加拿大测试的纯电电动车辆EPA认证还是以SCT和MCT测试模式为主,所以这里不一一赘述。

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Simon / 周福新
零部件认证产品线
泰测零部件认证项目经理, 巴西INMETRO授权审核员,现负责美洲市场汽车零部件、消费品法规研究及认证业务
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