Сьогодні у світі використовують чотири основні системи вимірювання витрати палива ДВЗ-авто та запасу ходу електрокара. Яка між ними різниця?
Щоразу, обговорюючи черговий електрокар, ми обов’язково говоримо про його запас ходу – це одна з найважливіших величин! І щоразу доводиться обговорювати вимірювальний цикл, під час якого було отримано ці кілометри. Адже розбіжність запасу ходу для одного електромобіля часом може досягати 20-25%. Наприклад, запас ходу для першого Nissan Leaf був заявлений на рівні 160 км (американський вимірювальний цикл ЕРА), 175 км (європейський вимірювальний цикл NEDC), 200 км (японський вимірювальний цикл JC08).
Ці цикли спочатку розроблені для звичайних автомобілів з ДВЗ; ці вимірювальні цикли враховували появу та експлуатацію гібридів, але якось «заднім числом», з мінімальною увагою до їх можливостей. А про електрокари тоді й зовсім не йшлося. У той же час умови проведення вимірів прямо впливають на витрати енергії, а отже – впливають і на запас ходу. Але що приховують ці цикли? Чому так відрізняються цифри? І чим відрізняється від них найновіший міжнародний цикл вимірювань WLTP?
Європейський вимірювальний цикл NEDC (New European Driving Cycle)
Цей вимірювальний цикл почали використовувати з 1 січня 2000 року, описує рух у місті та на трасі. Загалом цикл NEDC розрахований на проходження дистанції в 11 км протягом близько 20 хвилин. Середня швидкість вимірювального циклу становить 33,6 км/год; протягом усього циклу виконується 12 зупинок та розгонів.
Так, імітація руху в місті Urban Driving Cycle має на увазі 4 окремі блоки: кожен тривалістю 195 секунд і з дистанцією 1,013 км. Під час цих тестових блоків автомобіль розганяється до швидкості 18-32-50 км/год; середня швидкість становить 18,7 км/год.
Заміський рух імітується одним окремим блоком Extra Urban Driving Cycle: 400 секунд; 6,955 км; середня швидкість руху 62,6 км/год; максимум автомобіль розганяється до 120 км/год.
А тепер про послаблення NEDC. По-перше, цей цикл проводиться з відключенням споживачів енергії: вимкнені фари, двірники, аудіосистема, кондиціонер та ін. По-друге, всі розгони дуже м’які та неквапливі: на розгін 0-50 км/год відводиться 26 секунд; на розгін 0-70 км/год дається 41 секунда. Та й максимальні трасові швидкості не надто високі.
Словом, вимірювальний цикл NEDC розраховано під неквапливих європейців: у місті не більше 50 км/год під контролем камер; неспішні розгони та повільна їзда трасою. У нас же всі їдуть набагато швидше: міські 60+20 км/год означають швидкість руху в 1,5-2 рази вище, ніж у Європі; холодна та темна зима означає включені фари, підігрів сидінь, обігрівач салону. Додайте до цього динамічніші розгони.
Ось чому європейський вимірювальний цикл NEDC трохи не про Україну: щоб отримати його обіцяні цифри, доведеться постаратися – їхати дуже дбайливо та акуратно.
Японський вимірювальний цикл JC08
Вимірювальний цикл JC08 був заявлений приблизно у 2007 році, але він існував паралельно із попереднім японським циклом «10*15» до 2010 року та лише з початку 2011 року вимірювальний цикл JC08 став єдиним для Японії. Цей цикл триває 1 205 секунд, за цей час автомобіль проїжджає 8,17 км. Середня швидкість під час вимірювального циклу JC08 становить 24,4 км/год, максимальна швидкість сягає 81,6 км/год.
Цей цикл має низку цікавих нюансів: наприклад, прискорення тут чи не найвище порівняно з вимірювальними циклами NEDC та ЕРА; передбачено замір витрати палива при «холодному старті» та «гарячому старті».
У той же час, є ще один нюанс, який дуже важливий для електромобілів та гібридів – вимірювальний цикл JC08 загалом передбачає зупинку загальною тривалістю майже 30% часу!
Тобто із загальної тривалості вимірювального циклу JC08 близько 20 хвилин автомобіль стоїть на місці 6 хвилин. У такому випадку електрокар практично не споживає енергію – ось і секрет великої дистанції пробігу згідно із вимірювальним циклом JC08.
У результаті вимірювальний цикл JC08 добре визначає рух у щільному міському трафіку: зупинки, пробки, стояння на світлофорах, динамічний розгін на перехресті. Але він занадто ідеалістичний і практично не враховує рух трасою з високою швидкістю.
Американський вимірювальний цикл EPA FTP-75 (Federal Test Procedure 75)
Цей американський вимірювальний цикл у просторіччі називають ЕРА від назви організації ЕРА (Environmental Protection Agency), яка його створила. Можна вважати, що цифри «75» округлено (насправді 1978) вказують на рік розробки нормативів з тестування автомобілів на предмет їх паливної економічності. Насправді найактуальніший варіант циклу FTP-75 був представлений відносно недавно – у 2008 році.
Цінність вимірювального циклу ЕРА у цьому, що він великий і багатогранний. По-перше, вимірювальний цикл ЕРА має на увазі загальний час тестування 31 хвилину і дистанцію пробігу 17,8 км – помітно більше європейського та японського аналога; за цей час автомобіль робить 22 зупинки з наступним розгоном. Однак час простою тут найменший – близько 20% від загальної тривалості вимірювального циклу.
По-друге, максимальна швидкість сягає 91,2 км/год; середня швидкість під час циклу ЕРА сягає майже 35 км/год. Також передбачено окремий цикл виміру витрати палива під час руху трасою, де середня швидкість становить майже 78 км/год.
Третє – передбачені додаткові вимірювальні цикли: наприклад, US06 описує різкі розгони при старті зі світлофора у напруженому міському потоці; SC03 зобов’язує включати кондиціонер.
Ось у чому цінність вимірювального циклу ЕРА – у його реалістичності: швидка їзда, багато зупинок, динамічний розгін, увімкнений кондиціонер… Все це здорово навантажує не лише ДВЗ-автомобіль, а й електрокар, якому доводиться витрачати більше енергії.
Ось і відповідь, чому дані про запас ходу електрокара згідно із вимірювальним циклом ЕРА найбільш скромні – тому, що вони є найбільш реальними! З розглянутих трьох циклів, саме ЕРА описує ситуацію «їду як хочу і ні в чому не відмовляю». У той же час, це зовсім не означає, що неможливо приїхати «у цифри» NEDC – це цілком реально, якщо поставити таку мету і постаратися берегти заряд акумулятора. А ось JC08 зовсім ідеалістичний.
CLTC (China Light-Duty Vehicle Test Cycle)
Для китайських електромобілів стали частіше наводитися дані пробігу за місцевим стандартом CLTC (China Light-Duty Vehicle Test Cycle), який за параметрами дуже близький до NEDC. Він передбачає більш плавне прискорення (0,45 м/с проти 0,53 у WLTP) і низьку середню швидкість (28,96 км/год проти 46,42 у WLTP).
WLTP (World harmonized Light-duty vehicles Test Procedure)
Що ж є вимірювальний цикл WLTP? По-перше, він по-справжньому світовий: з 2017 року він діє на всіх ключових континентах, що дозволяє порівнювати запас ходу електрокара або витрати палива автомобіля безпосередньо, без урахування вимірювального циклу. По-друге, цикл WLTP досить жорсткий і великий: його тривалість становить рівно 30 хвилин; тестова дистанція перевищує 23 км; рівень прискорення (динаміки розгону) буде найвищим серед усіх описаних циклів виміру. Третє – WLTP складається з чотирьох частин: по парі для опису міської та їзди трасою. У ході двох частин «міської поїздки» автомобіль розганяється до 56,5 км/год та до 76,6 км/год; під час двох частин «поїздки трасою» максимальні швидкості досягають 97,4 км/год і навіть 131,6 км/год – тобто цей цикл описує дуже, швидку та динамічну їзду! А ще – розподіл автомобілів за класами виходячи з їхньої енергоозброєності (відношення потужності до маси). А ще – детальні умови використання різноманітних еко-режимів. А ще – закритий капот під час стендових випробувань на барабанах тощо. Цикл WLTP дуже реальний!
Окремо відзначимо умови випробування електрокарів та гібридів. Наприклад, для гібридів акумулятор перед початком тестів WLTP повністю розряджається, якщо виробник не доведе, що за нормальних умов експлуатації АКБ заряджена. Якщо під час тесту заряд АКБ змінюється, то різницю додають або віднімають із підсумкового результату, що розраховується у кВтг(Втг). Для гібридів, що заряджаються, передбачено чотири цикли вимірювань: один з повністю розрядженою АКБ, парочка – з частково зарядженою АКБ, плюс цикл їзди гібрида в режимі електрокара (тільки АКБ і електромотор, без ДВЗ).
З електромобілями все дуже жорстко: спочатку повний розряд АКБ згідно з рекомендаціями виробника, потім 12 годин на повний заряд та витримку АКБ. Тут постає перше питання – що робити з великими акумуляторами Tesla, які можна і не встигнути зарядити за 12 годин?
Адже тенденція до збільшення ємності АКБ останнім часом явно простежується: пригадаємо Chevrolet Bolt або Renault Zoe 40. Друге питання – а як проходитиме зарядка, за допомогою якого зарядного пристрою? Якщо швидка зарядка типу Supercharger, CHAdeMO, CCS – питань з часом заряду немає, але ці станції доводять заряд АКБ лише до 80%, а що робити з 20%, що залишилися? І доступність «швидких зарядок» типу Supercharger, CHAdeMO, CCS сильно залежить від країни: наприклад, в Україні найчастіше заряджаються від звичайних розеток (2-3 кВт) та прискорених зарядок (10-20 кВт). Виходить, що цикл WLTP не відповідає дійсності, але все якраз і затівалося заради більшої реалістичності.
Загалом до вимірювального циклу WLTP є питання як з боку електрокарів і гібридів, так і з боку звичайних ДВЗ-авто. Однак головна мета WLTP – приведення всіх тестових випробувань з витрат палива (ДВЗ) та запасу ходу (електрокар) до єдиного стандарту, що дозволить порівнювати автомобілі безпосередньо, без застережень про вимірювальний тест, під час якого були отримані певні цифри.
