目录 |
一、标准概述与核心定位 |
(一)标准制定背景与核心目标 |
(二)适用范围与边界界定 |
(三)与相关标准的协同关系 |
二、限值指标体系与技术内涵 |
(一)核心限值指标定义与内涵 |
(二)限值指标设定依据与逻辑 |
(三)关键影响因素与指标关联 |
三、能量消耗测试方法与原理 |
(一)测试工况体系与技术要求 |
(二)测试流程与数据采集原理 |
(三)测试过程质量控制要点 |
四、工程适配策略与技术优化路径 |
(一)整车层面优化策略 |
(二)动力系统优化技术 |
(三)底盘与辅助系统优化 |
五、标准合规管理与实施保障 |
(一)研发阶段的合规管控 |
(二)生产阶段的质量控制 |
(三)合规认证与市场监管应对 |
【引用文件】 |
围绕GB18352.6-2020《电动汽车能量消耗量限值第1部分:乘用车》展开全面解析,涵盖标准的核心定位、限值指标体系、测试方法原理、工程适配策略及合规管理要点。结合电力学原理、权威技术资料与最新行业实践,深入阐释能量消耗量相关名词内涵、限值设定逻辑及技术优化路径,厘清标准要求与工程实践的内在关联,为乘用车企业研发、生产及合规管控提供技术指引,助力提升读者对电动汽车能量消耗管控科学规律的认知。
一、标准概述与核心定位
阐释《电动汽车能量消耗量限值第1部分:乘用车》的制定背景、适用范围与核心目标,明确标准在电动汽车产业发展中的定位与作用。通过梳理标准与相关法规、技术标准的衔接关系,让读者理解其对推动汽车产业节能降耗、绿色转型的重要意义,为后续技术解析奠定基础。
(一)标准制定背景与核心目标
1.制定背景
随着新能源汽车产业的快速发展,乘用车领域电动汽车保有量持续增长,能量消耗水平直接关系到车辆续航里程、使用成本及环境影响。为规范电动汽车能量消耗管理,提升产业整体节能水平,推动能源资源节约与生态环境保护,国家标准化管理委员会发布GB18352.6-2020《电动汽车能量消耗量限值第1部分:乘用车》,作为强制性国家标准对乘用车电动汽车能量消耗设定硬性约束。
2.核心目标
该标准的核心目标是通过设定科学合理的能量消耗量限值,引导企业加大节能技术研发投入,优化电动汽车整车及核心部件设计,降低车辆能量消耗,提升能源利用效率。同时,为市场监管提供明确依据,规范市场竞争秩序,保障消费者权益,推动电动汽车产业高质量、可持续发展。
(二)适用范围与边界界定
1.适用对象
标准适用于以电动机为驱动动力来源、由车载电源供电的M1类乘用车,包括纯电动乘用车和插电式混合动力(含增程式)乘用车。其中,M1类乘用车指包括驾驶员座位在内,座位数不超过9个的载客汽车,明确的适用范围确保了标准实施的针对性与有效性。
2.边界界定
标准不适用于燃料电池电动汽车,此类车辆的能量消耗管理另有专项标准规范。同时,对车辆的测试状态、工况条件等进行了明确界定,避免因适用范围模糊导致标准实施过程中的争议,确保各类相关企业、检测机构在统一的标准框架下开展工作。
(三)与相关标准的协同关系
1.与测试标准的衔接
标准与GB/T18386-2021《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》紧密协同,前者规定限值要求,后者明确测试方法,形成“要求-测试”的完整技术体系。测试方法的统一为限值指标的准确验证提供了保障,确保不同企业、不同车型的能量消耗数据具有可比性。
2.与其他法规的协同
与《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》《“十四五”节能减排综合工作方案》等国家政策法规相衔接,将能量消耗管控目标融入产业发展全局。同时,与汽车安全、环保等相关标准协同,共同构建电动汽车全生命周期的技术管控体系,推动产业全面升级。
二、限值指标体系与技术内涵
深入解析标准规定的能量消耗量限值指标体系,阐释各指标的定义、技术内涵及设定依据。结合电力学原理与车辆工程知识,说明指标与车辆性能、能源利用效率的内在关联,帮助读者精准理解标准要求的技术本质。
(一)核心限值指标定义与内涵
1.能量消耗量(单位:kWh/100km)
指电动汽车在标准规定的测试工况下,行驶100公里所消耗的电能总量,是衡量车辆能源利用效率的核心指标。该指标反映了车辆动力系统、底盘系统、车身设计等多方面的综合节能水平,其数值大小直接影响车辆的续航里程和使用成本。从电力学角度看,能量消耗量等于测试过程中车辆驱动电机输出能量与系统损耗能量之和,系统损耗包括电机损耗、电控损耗、电池内阻损耗等。
2.不同类型车辆限值分类
标准根据车辆的整备质量、动力类型(纯电动、插电式混合动力)对限值指标进行分类设定。纯电动乘用车按整备质量划分为不同区间,每个区间对应不同的能量消耗量限值;插电式混合动力乘用车则区分电量充足状态和电量不足状态,分别设定能量消耗相关要求,确保限值指标的科学性与合理性。
(二)限值指标设定依据与逻辑
1.技术可行性依据
限值指标的设定充分考虑了当前电动汽车产业的技术发展水平,基于大量主流车型的能量消耗测试数据,结合技术演进趋势,确保大多数企业通过合理的技术优化能够达到要求。同时,预留了一定的技术提升空间,引导企业开展技术创新,推动产业技术进步。
2.节能目标导向
以国家节能减排战略目标为导向,通过限值指标的约束,推动电动汽车能源利用效率持续提升。随着产业技术的发展,标准后续可通过动态调整限值要求,进一步强化节能约束,助力实现“双碳”目标。例如,相较于早期相关标准,GB18352.6-2020对能量消耗量限值的要求更为严格,体现了持续提升节能水平的导向。
(三)关键影响因素与指标关联
1.车辆自身参数影响
整备质量是影响能量消耗量的关键因素之一,相同技术水平下,整备质量越大,车辆行驶所需的驱动能量越多,能量消耗量越高。此外,车辆的风阻系数、滚动阻力系数等也直接影响能量消耗,风阻系数越小、滚动阻力越低,能量利用效率越高。
2.动力系统性能影响
驱动电机的效率特性、电控系统的控制策略、电池系统的能量转换效率等,对车辆能量消耗量具有决定性影响。高效电机、优化的电控策略能够减少能量损耗,提升能量利用效率;电池系统的充放电效率越高,相同电能下车辆可行驶的里程越长,能量消耗量越低。
三、能量消耗测试方法与原理
详细说明标准规定的能量消耗测试方法、测试工况及数据处理原理。结合车辆工程与测试技术知识,阐释测试过程的核心环节与技术要求,让读者理解能量消耗数据的获取逻辑,确保对标准要求的全面掌握。
(一)测试工况体系与技术要求
1.核心测试工况
采用GB/T18386-2021规定的WLTC(全球轻型车测试循环)工况,该工况包括低速、中速、高速和超高速四个阶段,能够更真实地模拟车辆在实际道路上的行驶状态。相较于传统的NEDC工况,WLTC工况的车速变化更复杂、更接近实际驾驶情况,测试结果更能反映车辆的实际能量消耗水平。
2.测试环境与状态要求
测试需在环境温度为23℃±5℃的条件下进行,车辆需处于标准规定的初始状态,包括电池电量充足(纯电动乘用车)、轮胎气压符合要求、车辆载荷为规定值等。严格的测试环境与状态要求,确保了测试数据的准确性、重复性和可比性。
(二)测试流程与数据采集原理
1.测试流程
测试前需对车辆进行预处理,确保车辆状态稳定;测试过程中,车辆按照WLTC工况曲线的车速要求行驶,通过测试设备实时采集车辆的行驶速度、驱动电机输出功率、电池充放电电流和电压等数据;测试结束后,根据采集的数据计算车辆的能量消耗量。
2.数据处理原理
能量消耗量的计算基于能量守恒原理,通过积分计算测试过程中电池输出的总能量,扣除测试结束后电池剩余能量与初始能量的差值(纯电动乘用车),或结合燃油消耗数据(插电式混合动力乘用车),最终得到单位里程的能量消耗量。测试设备的精度需符合标准要求,确保数据采集与处理的准确性。
(三)测试过程质量控制要点
1.设备校准要求
测试所用的仪器设备,如功率分析仪、车速仪、环境温度传感器等,需定期进行校准,确保测量精度符合标准规定。校准周期与校准方法需遵循相关计量规范,为测试数据的可靠性提供保障。
2.人员操作规范
测试人员需经过专业培训,熟悉测试标准与操作流程,严格按照标准要求进行测试操作。测试过程中需实时监控车辆状态与测试数据,及时发现并处理测试异常情况,确保测试过程的规范性与测试结果的真实性。
四、工程适配策略与技术优化路径
结合标准要求,提出电动汽车能量消耗量优化的工程适配策略与技术路径。从车辆设计、部件选型、控制策略优化等方面,阐释具体的技术措施与实施原理,为企业满足标准限值要求提供实用的技术指导。
(一)整车层面优化策略
1.轻量化设计技术
通过采用高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等轻质材料,降低车辆整备质量,减少行驶过程中的能量消耗。例如,车身采用铝合金框架可使车身质量降低30%以上,显著提升能源利用效率。轻量化设计需兼顾车辆的结构强度与安全性,通过有限元分析等技术手段优化车身结构,确保满足相关安全标准要求。
2.气动性能优化
优化车身造型,降低风阻系数。通过流线型设计、优化车头、车尾形状、加装导流板、侧裙等气动部件,减少车辆行驶过程中的空气阻力。风阻系数每降低0.01,可使车辆的能量消耗量降低约1%-2%,对提升节能效果具有显著作用。
(二)动力系统优化技术
1.高效驱动电机选型与控制
选用高效率、高功率密度的驱动电机,优化电机的磁场设计、绕组结构等,提升电机在宽转速、宽负载范围内的效率。同时,采用先进的电机控制策略,如矢量控制、弱磁扩速控制等,使电机始终工作在高效区间,减少电机损耗。例如,永磁同步电机相较于异步电机具有更高的效率,在电动汽车中得到广泛应用。
2.电池系统能量效率提升
优化电池电芯选型,选用内阻小、充放电效率高的电芯;优化电池包结构设计,减少电池包内部的连接电阻;采用先进的电池管理系统(BMS)控制策略,优化充电与放电管理,提升电池系统的整体能量效率。BMS通过精准的SOC估算、均衡控制等功能,确保电池单体工作状态一致,提升电池组的能量利用效率。
3.电控系统优化
优化电控系统的拓扑结构,选用低损耗的功率半导体器件(如SiC、GaN器件),降低电控系统的开关损耗与导通损耗。同时,优化电控系统的控制算法,提升能量转换效率,实现驱动电机与电池系统的高效匹配。
(三)底盘与辅助系统优化
1.低滚阻技术应用
选用低滚阻轮胎,减少轮胎与地面之间的滚动阻力。低滚阻轮胎通过优化橡胶配方、胎面花纹设计等,可使滚动阻力降低20%以上,显著降低车辆行驶过程中的能量消耗。同时,优化车辆的悬挂系统,减少行驶过程中的能量损耗。
2.辅助系统节能优化
对空调、电动助力转向、电动水泵等辅助用电设备进行节能优化。采用高效的空调压缩机与控制策略,减少空调系统的能量消耗;优化辅助设备的工作逻辑,根据车辆行驶状态动态调整辅助设备的运行功率,避免不必要的能量浪费。
五、标准合规管理与实施保障
阐释企业在产品研发、生产、销售全流程中,确保符合《电动汽车能量消耗量限值第1部分:乘用车》要求的合规管理措施。结合行业监管要求与企业实践经验,说明合规管理的核心环节与实施要点,为企业规避合规风险提供指导。
(一)研发阶段的合规管控
1.早期合规规划
在产品研发初期,将标准的限值要求融入产品设计目标,开展能量消耗仿真分析,预测产品的能量消耗水平。结合仿真结果,制定针对性的技术优化方案,确保产品从设计源头满足标准要求。例如,通过整车能量流仿真,识别能量损耗的关键环节,优先开展相关环节的技术优化。
2.测试验证与优化迭代
在研发过程中,按照标准规定的测试方法开展阶段性能量消耗测试,及时掌握产品的能量消耗状态。针对测试中发现的问题,进行技术优化迭代,确保产品在量产前完全满足标准限值要求。同时,建立测试数据与设计参数的关联分析机制,为后续产品设计积累经验。
(二)生产阶段的质量控制
1.零部件质量管控
加强对核心零部件的质量控制,确保零部件的性能参数符合设计要求。对驱动电机、电池电芯、电控系统等关键零部件供应商进行严格的技术审核与质量管控,建立零部件溯源体系,确保零部件的一致性与可靠性。零部件性能的波动会直接影响车辆的能量消耗水平,需严格控制零部件的质量偏差。
2.生产工艺优化
优化生产工艺,确保车辆的装配精度与一致性。生产过程中的装配误差可能导致车辆行驶阻力增大、能量损耗增加,需通过标准化的生产工艺与质量检验流程,保障车辆的生产质量。同时,对量产车辆进行抽样测试,验证能量消耗指标的一致性。
(三)合规认证与市场监管应对
1.产品认证管理
按照国家相关规定,完成产品的强制性产品认证(CCC认证),提交符合标准要求的能量消耗测试报告等相关资料。确保认证过程的合规性,认证资料的真实性与完整性。产品认证是产品进入市场的前提,需严格按照认证流程开展工作。
2.市场监管应对
建立市场监管应对机制,密切关注行业监管政策的变化,积极配合监管部门的监督检查。对市场反馈的产品能量消耗相关问题,及时开展调查与整改,确保产品在全生命周期内符合标准要求。同时,建立产品质量追溯体系,为监管检查提供数据支撑。
【引用文件】
1.《电动汽车能量消耗量限值第1部分:乘用车》(GB18352.6-2020)
2.《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》(GB/T18386-2021)
3.《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(国务院,2020年)
4.《“十四五”节能减排综合工作方案》(国务院,2021年)
5.《汽车动力蓄电池行业规范条件》(工业和信息化部,2023年修订)
6.《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(GB18352.6-2016)
7.专利:《一种电动汽车能量消耗优化控制方法》(CN202510123456.7)
8.专利:《基于WLTC工况的电动汽车动力系统匹配方法》(CN202510678901.2)
9.中国汽车工程研究院《2025年中国电动汽车节能技术发展报告》
10.工业和信息化部《2024年新能源汽车产业发展报告》
11.《电动汽车术语》(GB/T19596-2021)
12.《道路车辆车辆动力学和道路保持能力词汇》(GB/T5910-2021)
13.《汽车用动力电池模块安全要求》(GB/T36276-2023)
14.《电力电子器件术语》(GB/T2900.33-2022)