淺談新雙積分法規(guī)下乘用車(chē)降油耗方案研究

黃國(guó)海，吳頌，黃真，潘文軍

（東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司乘用車(chē)技術(shù)中心，廣西 柳州 545000）

前言

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)。預(yù)計(jì)今后10-15年中國(guó)將成長(zhǎng)成為全球最大汽車(chē)市場(chǎng)，年銷(xiāo)量達(dá)到1700萬(wàn)輛，汽車(chē)保有量超過(guò)1億輛[1]。

2020年4月23日，工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局審議通過(guò)《關(guān)于修改（乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法）的決定》，并計(jì)劃于2021年1月1日起施行[2]。

某SUV為公司重要車(chē)型，前期結(jié)合仿真等手段，研究影響整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的因素，通過(guò)各系統(tǒng)優(yōu)化，在不降低整車(chē)動(dòng)力性能的前提下，最終降低車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性。

1 某SUV油耗現(xiàn)狀

1.1 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算方法

根據(jù)《 GB27999-2019乘用車(chē)燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》，五階段燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)計(jì)算方法如下：

對(duì)于三排以下車(chē)型，CM≤1090，T=4.02；1090≤CM ≤2510，T=0.0018×（CM-1415）+4.60；CM〉2510，T=6.57。

對(duì)于三排及以上車(chē)型，CM≤1090，T=4.22；1090 ≤CM≤2510，T=0.0018×（CM-1415）+4.80；CM〉2510，T=6.77。

式中：

CM——整備質(zhì)量，kg；

T——燃油經(jīng)濟(jì)性值，L/100km。

圖1 五階段油耗目標(biāo)曲線(xiàn)

1.2 燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)設(shè)定

針對(duì)某SUV，整備質(zhì)量為1550kg，對(duì)應(yīng)的五階段燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)值為T(mén)=0.0018×（1550-1415）+4.60=4.843L/100km。公司允許該車(chē)型燃油經(jīng)濟(jì)性。

開(kāi)發(fā)目標(biāo)比五階段法規(guī)限值大2L/100km，即約為6.84L/100km。

1.3 AVL CRUISE燃油經(jīng)濟(jì)性仿真

根據(jù)圖2模型仿真結(jié)果，該SUV在WLTC循環(huán)下的燃油經(jīng)濟(jì)性8.11L/100km。

圖2 AVL CRUISE 仿真模型

該SUV在排放轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)室實(shí)測(cè)WLTC循環(huán)下的燃油經(jīng)濟(jì)性為8.18L/100km，不管是仿真結(jié)果還是臺(tái)架實(shí)測(cè)結(jié)果，都與目標(biāo)值差距較大，急需研究方案降低油耗。

圖3 燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)、仿真及實(shí)測(cè)對(duì)比

2 某SUV降低油耗方案分析及選擇

2.1 節(jié)油技術(shù)

針對(duì)降油耗技術(shù)，目前主流的節(jié)油技術(shù)包括三大類(lèi)：

（1）整車(chē)節(jié)油技術(shù)：一般以降低迎風(fēng)面積、風(fēng)阻系數(shù)、輪胎滾阻系數(shù)、整車(chē)輕量化、提升傳動(dòng)系統(tǒng)效率、降低進(jìn)氣系統(tǒng)壓降及排氣系統(tǒng)背壓。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油技術(shù)：包含提升發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、低粘度機(jī)油等技術(shù)等減小摩擦、熱管理優(yōu)化、降低附件能耗、改善燃燒等[5]。

（3）混動(dòng)節(jié)油技術(shù)：包含啟停和智能發(fā)電機(jī)，增加電池和電機(jī)來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線(xiàn)并利用電助力、能量回收技術(shù)等混動(dòng)策略。

2.2 節(jié)油技術(shù)方案選定

本文SUV車(chē)型（1.5TDI+7DCT），針對(duì)已選用的成熟動(dòng)力總成，基于以上降油耗方案來(lái)開(kāi)展研究。

表2 某SUV節(jié)油技術(shù)一覽

3 某SUV降低油耗方案驗(yàn)證

3.1 AVL CRUISE仿真結(jié)果

根據(jù)表2的節(jié)油技術(shù)，更新AVL CRUISE仿真分析模型，WLTC油耗仿真結(jié)果為6.78L/100km；且動(dòng)力性能優(yōu)于更改前。詳見(jiàn)下表3所示。

表3 某SUV節(jié)油技術(shù)前后仿真結(jié)果對(duì)比

3.2 更改前后動(dòng)力性對(duì)比

圖4 更改前后動(dòng)力性對(duì)比

更改后，按節(jié)油技術(shù)方案，該車(chē)輛動(dòng)力性能相比更改前，百公里加速提升了0.11s。

3.3 實(shí)車(chē)轉(zhuǎn)鼓油耗實(shí)測(cè)結(jié)果

實(shí)車(chē)測(cè)試結(jié)果為6.83L/100km，已滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)目標(biāo)要求。

圖5 節(jié)油技術(shù)實(shí)施前后仿真及臺(tái)架油耗測(cè)試對(duì)比

4 某SUV降低油耗總結(jié)

本文以公司在研重點(diǎn)SUV車(chē)型為基準(zhǔn)，結(jié)合常用的節(jié)油方案進(jìn)行充分研究，先后完成多輪AVL CRUISE模型仿真及轉(zhuǎn)鼓臺(tái)架油耗測(cè)試，在滿(mǎn)足燃油經(jīng)濟(jì)性的前提下，綜合考慮動(dòng)力性能，客戶(hù)需求，技術(shù)成熟度，開(kāi)發(fā)周期等選擇合適的節(jié)油技術(shù)，完美完成本車(chē)型節(jié)油技術(shù)開(kāi)發(fā)，也為后續(xù)其他車(chē)型的油耗優(yōu)化提供了依據(jù)和指導(dǎo)。