研究周报 | NEDC工况存在五大严重问题，中国工况应尽早执行

在刚刚召开的中国电动汽车百人会2018年会上，中国汽车技术研究中心资深首席专家李孟良发表了《中国工况的起因、研究过程与结果》主题演讲，并现场提及一个振奋人心的好消息：中国工况已经开发完成！

1、历经千辛万苦，中国工况可彪炳千古

据介绍，中国工况先后有77个课题团队、近1100名科研人员参与其中，在41个代表性城市展开了实验调查。每个城市至少采集了100辆车的实际行驶数据。截至2017年9月，项目组在41个代表性城市建立了约5500辆车的采集车队（轻型车、重型车和新能源汽车），收集了约4400万公里的运动特征、动力特征和环境特征数据。相较于WLTC的394辆车、64.5万公里开发用数据，这是迄今为止全球规模最大、范围最广、参数最多的调查，完全能够全面了解我国广阔区域内各类车辆实际行驶工况研究。

图1 中国工况数据采集城市分布情况

至此，作为连续九年蝉联全球汽车产销量第一的汽车大国，这是自1989年我国颁布轻型汽车排气污染物排放标准开始要求使用欧洲ECE十五工况以来，中国汽车产业首次有了自己独立的运行工况，结束了长达近30年沿用国外工况的历史。

而历史惨痛经验表明，NEDC作为三阶段油耗法规、国三排放、国四排放乃至轻型混合动力汽车能耗测试的基础运行工况，实际上是对欧洲车企大开方便之门，无论是乘用车还是商用车，均可以借助NEDC的便利在中国市场大行其道，基本无需考虑匹配中国实际道路环境，省去了大量的技术开发基础、体系、测试、标定工作，相比美国、日本等国家的汽车产品和技术导入更加便捷。

当然，说这个话并不等于我们就应该沿用美国、日本的工况，那就会变成另一种矫枉过正。核心意思在于，我国只有拥有独立的工况，才能拥有独立的技术开发环境，才能建设具有中国特色的汽车工业标准法规体系，才能拥有建设强国的基础。从这个意义上出发，中国工况的横空出世，在我国汽车工业史上用“彪炳千古”四个字来形容，毫不为过！

在此，首先感谢中国工况研究组所有成员！历时3年的艰辛付出，你们辛苦了！

2、NEDC的漏洞百出和不切实际

感谢之余，出于严谨的目的，智电汽车依然要对NEDC工况的各种不合理进行陈述，以引出本文的主旨。

NEDC（全称：New European Driving Cycle）工况是欧洲由市区运转循环和市郊运转循环两部分组成。市区循环由4个195秒的小循环单元组成，包括怠速，启动，加速以及减速停车等几个阶段，最高车速50 km/h，平均车速18.35 km/h，最大加速度1.042 m/s²，平均加速度0.599 m/s²。市郊循环时间400s，最高车速120 km/h，平均车速62 km/h，最大加速度0.833 m/s²，平均加速度0.354 m/s²。

很明显，NEDC循环存在着几个严重的问题。

一是测试方法简单粗暴，多数时间处在匀速状况下。NEDC工况全过程仅有16个上升沿，还不及21个稳态工况的数量多，而且4个市区小单元还完全一致，导致车辆大部分处在平稳运行过程中。这与实际驾驶过程完全脱轨，根本不能反映实际能耗和排放情况。说不好听点，这个工况基本可以用来当做领导专职司机的驾驶范本。

图2  NEDC工况运行示意

二是测试时间短，里程少，典型的过把瘾就走。NEDC工况全程运行1180秒，也就是20分钟不到，4×1.013+6.955=11.007公里。与美国FTP75、欧洲WLTC相比运行过程偏短，仅行驶里程略长于日本的JC08。过于简短的过程无法详细测试车辆在不同运行条件下的特征参数。

表1  国外主要工况部分运行参数对比

三是基本不考虑环境温度对车辆运行的影响。以新能源为例，根据中汽中心组织的测试，部分车型在NEDC工况下的百公里耗电量与高温光照空调下的耗电量差异较大，最大差异达到了16%以上。这是因为NEDC运行规则里面根本没考虑到高低温状态下车辆开启/关闭空调的影响因素，但实际上空调对于整车能耗的影响至少在5%以上。

图3  不同环境温度下的纯电动乘用车能耗表现

*来源：中汽中心、第一电动网

四是无法真实反映插混和普混车辆的能耗水平。由于NEDC全程仅仅行驶11.007公里，而混合动力车型能耗测试结果可近似简化为25×油电混合状态能耗值÷（25+最大纯电续航里程），现行的混合动力车型如此短的里程下完全是偷偷占便宜，让那些1.X升的插混公告油耗“暗爽多年”。

五是对节能技术发展有失公允。在技术水平相近的情况下，NEDC运行规则对于小排量涡轮增压更加有利，这种有利主要体现在NEDC工况更多考察发动机低负荷状态，而小排量增压发动机在低负荷状态下比更大排量的自然吸气发动机更节油不假，但放到所有工况就不尽其然了，高负荷、急剧变化的工况条件下小排量增压发动机将更多进入高油耗区域，这就好比偏理科的小排量增压与更全面的节能型大排量去参加高考，而高考只考数理化。

图4  不同排量的某品牌发动机不同扭矩下的油耗对比

而归根到底，这是各国技术路线选择下的政策压制。欧洲前期之所以选择NEDC工况，与其汽车技术体系有很大关系。长久以来，欧洲均以柴油机为主要动力类型，自然吸气汽油机的能耗与日本和美国始终有所差距。为此，以前欧洲对碳排放重点控制，并通过NEDC和碳排放税来利于小排量增压，压制美国和日本，同时还通过对NOX排放放宽，增强柴油机的优势。比如，此前法国对少于110g/km碳排放的车辆最高奖励5000欧元/辆，但超过150g/km的车辆则需缴纳2600欧元的税款，超过245g/km的车辆每年还要额外缴纳160g/km。

所以，这种漏洞百出又带有明显利益倾向的工况，让欧洲小排量增压技术在国内市场横行无忌。然而人家却在近期“潇洒转身”，准备启用WLTC，汽油机技术路线也开始由“DownSizing”向“RightSizing”转变，比如奥迪就将利用EA888 Gen.3B 2.0T来切换此前的EA888 Gen.3 1.8T，实现“不同车辆合适排量”的正确发展思路。而国内很多车企却被带向了“DownSizing”的沟里，一时半会儿出不来。

图5  奥迪新开发的EA888 Gen.3B 2.0T发动机

3、其它国家采用哪些工况？又具备什么样的特色？

（1）美国FTP75

实际上美国开发出很多种不同的工况，只是现在主要应用的是FTP75工况而已。该工况是在以前FTP72基础上增加了热车等环节而成。共分成三个部分，分别是冷启动、瞬态运行、热启动。在瞬态运行之后会进行一个熄火浸车处理，时间大概在9分钟到11分钟之间。

图6  FTP75工况运行示意

FTP75的优点很明显，就是更加贴近实际和瞬态。从图6中可以看出，FTP75的上升沿数量极多，明显的急加速工况出现31次，非常激烈，而怠速时间也更长，相比NEDC的变化更加剧烈，更加符合实际驾驶特征。

图7  FTP75工况与NEDC工况运行对比

另外，FTP75还增加了两个附属工况，一个是US06，专门用于考察高速大负荷。首先车辆会进行一个高速、高加速度的测试，然后对车辆进行预处理使车辆达到暖机条件，最后进行1分钟到2分钟的怠速状态，随即直接进入US06驾驶循环开始正式试验。

图8  US06工况

此外，SC03工况用来对夏季高温下的空调开启状态进行单独测试。此时的试验温度会在35摄氏度（正负不超过5摄氏度）下进行，光照平均值要达到850±W/m2，也是进行预处理后熄火、热浸、热启动再开始试验。

图9  SC03工况

这三个工况进行完后，才会加权得到最终的测试值，大概是高速对市区为45:55，最后还会乘以一个0.905 的修正系数，做到了全面覆盖。更有特点的是，美国的能耗测试计算方法也做到了精准细分，比如轻型车油耗也采用2个FTP75测试、1个常规测试、1个低温测试、一个HWFET/US06/SC03测试，再进行加权。

美国的FTP75还有一个优点可以借鉴的是，其在进行测试时，基本会采用几台车测试，降低了车企在车辆上做手脚的可能性。

（2）欧洲WLTC

前文已经提到，NEDC是欧洲给自家车企做的一面保护盾，那为什么要自废武功，又搞一个WLTC，还要联合全世界一起来搞，堂而皇之的称为世界工况呢？

在智电汽车看来，原因有二。一是NEDC实在是诟病得太厉害了，自己估计也不好意思了，而且环境问题也逼得欧洲必须重视整车污染物排放控制。二是欧洲在48V系统和插混系统方面的开发已经小有成就，比如全新的Golf  GTE的碳排放量仅为38g/km，能够在更严格的测试程序中获得优势。三是联合全世界一起来搞就是为以后的宣传鼓吹背书。

说完了背景说正题，不得不说这次的WLTC还是搞得很有一套的，比NEDC的测试时间、变化情况、怠速时间等方面都增加了很大幅度。

图10  WLTC工况与NEDC工况对比

具体来讲，新规会根据功率质量比将测试车辆分成3个级别应对6种试验循环，统称为WLTC循环。循环由一个589秒的低速、433秒的中速、455秒的高速、323秒的超高速组成，最高速度达到了131km/h。加速、减速、匀速、怠速的占比约为30%、27%、28%、12%。加减速次数达到了50余次，频繁的加减速也增加了车辆取得优异成绩的难度，比如NEDC工况下CO和NOX排放占比明显高于WLTC工况。

图11  同一车辆在不同工况下PN排放情况对比

*数据源自巴斯夫测试数据

特别要说明的是，欧六排放法规里引入了RDE循环作为WLTC的补充，这个循环是在实际道路上进行，车辆会行驶90-120分钟，包括市区、市郊、高速三种工况，最高车速会达到145km/h，行驶过程中会采用便携式排放测量系统（PEMS）作为采集工具。RDE循环的引入对于车企是极大的考验，降低了车企为了通过测试而极度贴合工况运行规则进行的种种电喷程序开发和标定可能性。

但WLTC并非全是优点，低速工况变化不够剧烈（负荷低）、低速工况占比仍然偏少、没有考虑环境温度变化等都是其不够合理的地方。

（3）日本JC08

JC08是日本在2007年推行的工况，制定过程之中比较多的借鉴了美标思路，但也有一些自己的特色，目前仅在日本国内应用。该工况的冷启动和热启动分别占到了25%和75%。整个测试中一共包含了26个上升沿，相比NEDC其匀速行驶的时间极少，松油门的次数也更多，踩停前的速度也多设置在50km/h左右，更符合实际驾驶情况。

图12  JC08工况

JC08最大的特点在于其考虑到了减速带和碎石路工况，这种工况通常不会踩停，但会急减速，比如1100-1200秒之间那个80km/h处的震荡，就是在模拟这种经常出现的行驶特征。

最后把NEDC、FTP75、WLTC、JC08四种工况结合起来，FTP75与两个补充工况结合的测试条件理论上最严苛、最全面，WLTC次之，JC08则对市区/低速工况的考察最贴合实际，NEDC就不说了，都是泪。

4、为何需要我们自己的中国工况？

首先，NEDC必须被革新。如前文所述，如此漏洞百出和利益倾向严重的运行规则，在无形之间已经扭曲甚至抑制了我国汽车工业的技术进步。根据iCET发布的《乘用车实际油耗与工况油耗差异年度报告2017》，国内乘用车工况油耗与实际油耗的差异度在不断加大，到2016年底差异度已经达到了26%-32%的水平，也就是说，NEDC下的油耗已经与实际油耗严重脱节了，但车企还不得不围绕着NEDC做产品技术规划和开发。

图13  iCET统计发布的公告油耗与实际油耗比值分布

第二，从运行环境和条件来看，WLTC和FTP75确实已经够细致了，但是直接生搬硬套是不适合的，因为中国地形复杂、道路特征与欧美都有很大的不同。举个简单的例子，WLTC和FTP75都有不少时候运行在超高速条件下，比如FTP的129.2km/h和WLTC的131.1km/h，这与中国的主流行驶特征完全不同，别说适用了甚至是违法（国内高速最高限速120km/h）。

这一点在中国工况项目组对外介绍的材料里面也得到了印证：经过实际采集，中国工况的平均车速（29km/h）与 WLTC（46.5km/h）相比分别相差58.6%，中国工况怠速比（22%）和WLTC（13%）分别相差40%；80km/h以上车速时间比例相差77%。

最重要的是，中国工况将成为双积分政策平稳运行的关键！除了油耗测试、排放测试、新能源汽车整车技术评价等之外，符合中国实际国情与道路运行特征的中国工况，将双积分考核等产生重要的影响，因为不论是CAFC值还是新能源汽车单车积分标准，均建立在NEDC工况基础之上，如果基础运算法不公正，将直接影响到企业核算结果和奖惩措施，最终引发大量的争执和矛盾。

图14  中国工况是支撑双积分政策平稳运行的关键

*图片源自中泰证券

举例来说，按照中国工况与实际工况能耗相差不大、NEDC差值在30%左右来衡量，一辆NEDC公告油耗为6.5L/100km的乘用车在中国工况下预计油耗将取得8.45L/100km的测试值。按1.95L/100km的差值，若年产5万辆就将产生9.75万分的差值，同样的道理一辆新能源也很有可能差出0.5甚至1个积分。对于大型车企而言，传统车、新能源汽车累计到一起就会产生差别巨大的企业核算结果，几亿元乃至数十亿元的奖惩差别是非常容易出现的。

5、中国工况应该什么时候执行？

很明显，既然中国工况已经开发完毕，就可以选择时机执行，结束堂堂国六标准还在沿用WLTC的尴尬局面！

但执行的时机确实需要深思熟虑，按照目前透露的消息，中国工况将于2022年或2023年执行。而对于这样一个迟到4、5年的计划，个人表示非常的不理解！

首先，笔者赞成中国工况开发完了就上马，这同样是矫枉过正。法规应该给予车企一定的适应时间，毕竟此前所有的开发工作都是基于NEDC进行，对于一个新工况都需要充分的时间去理解、消化、运用、磨合，从软件到硬件，从工程师到设备都需要进行大量的调试。但这个期限并不能拉长到4、5年的时间。可以作为参考的是，欧洲在去年7月就开发了WLTC，9月份就要求执行，车企怨言很大但依然很好的执行下来，从目前的情况来看，也谈不上太大的不适应。

其次，作为尊重研究成果和实效性来讲，也应该在1-2年后推行。中国工况的项目组成员历时三年的时间，花费了大量的精力得到了这么宝贵的一个研究成果，如果放到4、5年后才去执行，无疑会让众多辛勤付出的研究成员感到泄气。而且，4、5年后高铁、共享汽车、共享单车、城市轨道交通建设以及智能网联汽车技术的推进，是否会大面积改变中国人的出行方式、是否会大面积改变道路运转特征，都是一个很大的未知数，中国工况是否还会高度契合？估计谁也不敢打包票，那为何不尽量早一点执行，在执行的过程中不断搜集问题，适时判断做出改进？

第三，不能因为在NEDC下制定的油耗目标就因小失大、固步自封。2020年整体油耗目标5L/100km、2025年整体油耗目标4L/100km虽然早已定下，虽然确实会出现执行后车企很难达标的情况，但是并不是说为了完成这样一个目标就要让中国工况缓行。那是因小失大、固步自封，倒不如开发一些特殊的工具包如循环外法规额外奖励来实现，总比为了达标而采用不切实际的NEDC工况来实现“伪达标”更好！

所以，基于独立自主、2018-2022年双积分测算、车企适应性、项目成果激励性和实效性等多方面的衡量，真心希望中国工况能够提前上班，千万不要迟到。

同时，笔者还希望看到，中国工况之外还能够增加RDE、多辆车测试取平均值等国外法规执行中可借鉴的地方，更希望看到油耗与排放法规的工况统一。

中国工况，欢迎您在2019年报到！