淺談新雙積分法規下乘用車降油耗方案研究

黃國海，吳頌，黃真，潘文軍

（東風柳州汽車有限公司乘用車技術中心，廣西 柳州 545000）

前言

中國汽車工業經過40多年的發展，已經成為國民經濟的重要產業。預計今后10-15年中國將成長成為全球最大汽車市場，年銷量達到1700萬輛，汽車保有量超過1億輛[1]。

2020年4月23日，工業和信息化部、財政部、商務部、海關總署、國家市場監督管理總局審議通過《關于修改（乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法）的決定》，并計劃于2021年1月1日起施行[2]。

某SUV為公司重要車型，前期結合仿真等手段，研究影響整車燃油經濟性的因素，通過各系統優化，在不降低整車動力性能的前提下，最終降低車輛燃油經濟性。

1 某SUV油耗現狀

1.1 燃油經濟性計算方法

根據《 GB27999-2019乘用車燃料消耗量評價方法及指標》，五階段燃油經濟性目標計算方法如下：

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

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

式中：

CM——整備質量，kg；

T——燃油經濟性值，L/100km。

圖1 五階段油耗目標曲線

1.2 燃油經濟性目標設定

針對某SUV，整備質量為1550kg，對應的五階段燃油經濟性目標值為T=0.0018×（1550-1415）+4.60=4.843L/100km。公司允許該車型燃油經濟性。

開發目標比五階段法規限值大2L/100km，即約為6.84L/100km。

1.3 AVL CRUISE燃油經濟性仿真

根據圖2模型仿真結果，該SUV在WLTC循環下的燃油經濟性8.11L/100km。

圖2 AVL CRUISE 仿真模型

該SUV在排放轉鼓試驗室實測WLTC循環下的燃油經濟性為8.18L/100km，不管是仿真結果還是臺架實測結果，都與目標值差距較大，急需研究方案降低油耗。

圖3 燃油經濟性目標、仿真及實測對比

2 某SUV降低油耗方案分析及選擇

2.1 節油技術

針對降油耗技術，目前主流的節油技術包括三大類：

（1）整車節油技術：一般以降低迎風面積、風阻系數、輪胎滾阻系數、整車輕量化、提升傳動系統效率、降低進氣系統壓降及排氣系統背壓。

（2）發動機節油技術：包含提升發動機熱效率、低粘度機油等技術等減小摩擦、熱管理優化、降低附件能耗、改善燃燒等[5]。

（3）混動節油技術：包含啟停和智能發電機，增加電池和電機來優化發動機工作曲線并利用電助力、能量回收技術等混動策略。

2.2 節油技術方案選定

本文SUV車型（1.5TDI+7DCT），針對已選用的成熟動力總成，基于以上降油耗方案來開展研究。

表2 某SUV節油技術一覽

3 某SUV降低油耗方案驗證

3.1 AVL CRUISE仿真結果

根據表2的節油技術，更新AVL CRUISE仿真分析模型，WLTC油耗仿真結果為6.78L/100km；且動力性能優于更改前。詳見下表3所示。

表3 某SUV節油技術前后仿真結果對比

3.2 更改前后動力性對比

圖4 更改前后動力性對比

更改后，按節油技術方案，該車輛動力性能相比更改前，百公里加速提升了0.11s。

3.3 實車轉鼓油耗實測結果

實車測試結果為6.83L/100km，已滿足開發目標要求。

圖5 節油技術實施前后仿真及臺架油耗測試對比

4 某SUV降低油耗總結

本文以公司在研重點SUV車型為基準，結合常用的節油方案進行充分研究，先后完成多輪AVL CRUISE模型仿真及轉鼓臺架油耗測試，在滿足燃油經濟性的前提下，綜合考慮動力性能，客戶需求，技術成熟度，開發周期等選擇合適的節油技術，完美完成本車型節油技術開發，也為后續其他車型的油耗優化提供了依據和指導。