或許大家有發現,電動車已悄悄改變你我生活,從政府推行多年的大眾運輸電動化,到中高階汽車品牌推出純電產品例如:Mercedes-Benz EQS、BMW iX、Tesla 車系,甚至在 2022 年平價品牌純電車款導入:例如 Toyota bZ4X、Hyundai Ioniq 5 等。

電動車已悄悄改變你我生活,從政府推行多年的大眾運輸電動化,到中高階汽車品牌推出純電產品,Tesla 已經成為電動車廠龍頭,改變傳統車壇的生態。

面對電動車大舉來襲,怎麼選購電動車成為學問,首先要得看懂電動車規格,透過不同國家、系統的測試標準,同樣的車款會產生不同測試值。本篇將帶大家了解目前臺灣採用的 2 種電動車耗能測試標準:NEDC(新標歐洲駕駛循環測試規範)與 WLTP(全球輕型乘用車測試規程)。

看懂電動車規格前,從主流測試標準看起

消費者選購電動車的重要依據為續航里程,當車輛充飽電之後持續行駛到電量耗盡,累積的行駛里程就是該電動車的續航里程。目前全球主流的電動車耗能測試標準分為:NEDC(新標歐洲駕駛循環測試規範)、WLTP(全球輕型乘用車測試規程)以及 EPA(美國國家環境保護局)。

  1. 主流測試標準小檔案
  2. NEDC 新標歐洲駕駛循環測試規範 : (New European Driving Cycle、1997 年創立、歐洲地區使用,其他國家認可)
  3. WLTP(全球輕型乘用車測試規程): (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure、2017 年推行,2018 年歐洲未通過車款停售、歐洲地區使用,其他國家認可)
  4. EPA(美國國家環境保護局): (US Environmental Protection Agency、機構成立於 1970 年、僅美國地區使用)
透過不同國家、系統的測試標準,同樣的車款會產生不同的能源效率測試值。然而,實驗室依照標準規範所測試的流程,著重各項測試變數的一致與可控制性,比起全球各地實際道路測試更能降低誤差。

在進入介紹 NEDC 與 WLTP 測試流程前,我們先由幾項簡易的問答圖卡,帶大家釐清關於電動車能耗測試,可能普遍存在的迷思。

NEDC 新標歐洲駕駛循環測試規範,歐盟於 2018 年交棒給 WLTP

NEDC 新標歐洲駕駛循環測試規範(New European Driving Cycle),於 1997 年創立,模擬歐洲地區汽車使用情形,在實驗室中將氣溫固定在 25 度,以基礎設施對車輛進行形式里程測試,包含市區低速與高速 2 種測試週期,車輛全程關閉車燈、雨刷、空調及音響等電氣設備,實驗室的大型風扇,則是模擬車輛在這種行駛狀況下的散熱條件。

由於車廠均有針對實車去做出風阻跟路阻參數的測試,像 ARTC 此類執行測試的實驗室,不論是執行 NEDC 或者 WLTP 行車模式,會根據這些參數設定動力計並加重滾動時的阻力,模擬在不同時速底下承擔不同阻力的行車狀況。

因為設備相對簡單、測試迅速且不虛複雜參數設定,因此錯誤率與人為因素影響誤差也較低,縱使數據結果通常高於實際續航里程,甚至一般消費者很難達到測試值一般能耗水準,但不易出現離峰值差異的特性,讓 NEDC 依舊具有測試參考價值。

NEDC 測試規範不易出現離峰值差異,因此依舊具有測試參考價值,測試值通常高於實際里程,一般電動車用戶難達到同水準。圖為 BMW 模擬實驗室測試規範

歐盟自 2017 年 6 期環保新車開始測試,WLTP 已廣泛使用於市售車

WLTP 全球輕型乘用車測試規程(Worldwide Harmonized Light vehicles Test Procedure),以歐洲、美國、日本、韓國及印度 5 個地區的駕駛參數為依據,透過數據分析,歸納出市區低速(Low)、郊區中速(Medium)、高速(High)、超高速(Extra High)等 4 個測試週期,以上由 WLTP 採用的行車型態即命名為 WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle)。

測試時,車輛同樣全程關閉車燈、雨刷、空調及音響等電氣設備,實驗室大型風扇,一樣是模擬車輛在這種行駛狀況下的散熱條件。此外,此規範利用較大落差的加、減速,並將相較 NEDC 更嚴苛的車輛載重與滾動阻力等計入測試條件中,可以估算出接近實際的車輛續航里程。

ARTC 實驗室具備實施 NEDC 與 WLTP 測試標準的能力,其中,WLTP 測試歸納出市區低速(Low)、郊區中速(Medium)、高速(High)、超高速(Extra High)等 4 個測試週期,模擬效果與審核標準皆比 NEDC 嚴苛,可以估算出接近實際的車輛續航里程。

2017 年 9 月歐盟實施 6 期環保,所有在歐洲販售的新車皆必須通過 WLTP 測試,2018 年 9 月以後,未通過 WLTP 測試的車款將無法繼續販售。先前 U-CAR 也曾針對 WLTP 上線,擾亂歐洲汽車市場的內容進行報導。

WLTP 測試歸納出市區低速(Low)、郊區中速(Medium)、高速(High)、超高速(Extra High)等 4 個測試週期,圖為測試行車型態曲線

NEDC 與 WLTP 都是全球測試標準,然而兩者行車型態差異明顯

經 U-CAR 整理後,列出 WLTC 與 NEDC 的差異,包含:測試時間、測試距離及測試週期等,可以得知 WLTP 測試標準,盡量貼近真實行車狀態,模擬效果與審核標準皆比 NEDC 嚴苛,因此得知的測試結過,更接近消費者購車後實際使用的續航里程。

這一段有點複雜,U-CAR 將分兩個部分由淺到深來介紹差異,首先以圖表對照形式讓大家以最精簡方式了解 NEDC 與 WLTP 測試方法的差異;接著,我們引用工研院發表的《汽車能效測試採用 WLTC 與 NEDC 行車型態差異說明》,來進一步介紹兩套測試標準在內容與行車型態的明顯差異。

接著,引述工研院於 2020 年所發表的《汽車能效測試採用 WLTC 與 NEDC 行車型態差異說明》報告書,WLTC 與 NEDC 行車型態的主要差異如下圖所示,NEDC 區分市區 (Urban) 及非市區 (Extra-Urban) 兩個階段進行取樣分析,總測試時間約為 20 分鐘,市區(Urban)型態行駛距離約 4 公里,平均車速為 18.7 km/h,非市區 (Extra-Urban) 型態行駛距離接近 7 公里,平均車速為 62.6 km/h,單次 NEDC 總測試里程 11.03 公里,平均車速為 33.6 km/h。可以清楚看到 NEDC 測試占比較著重中低速域行駛,而在行駛時間佔比定速就達到 40.3%,靜止也達到 23.7%。

資料來源引自能源局官網 https://auto.itri.org.tw/reserch_results.aspx

至於單次 WLTC 區分為低速 (Low) 、中速 (Medium) 、中高速 (High) 及高速 (Extra-High)
等 4 個階段進行取樣分析,總測試時間為 30 分鐘,低速 (Low) 型態行駛距離約 3.1 公里,平均車速為 18.9 km/h,與 NEDC 的市區型態平均車速相當;中速(Medium)型態行駛距離約 4.8 公里,平均車速為 39.5km/h,相近於車輛行駛於郊區道路的平均車速;中高速 (High) 型態行駛距離約 7.2 公里,平均車速為 56.6 km/h,相近於車輛行駛於省道與快速道路之的平均車速,高速 (Extra-High) 型態行駛距離約 8.3 公里,平均車速為 92 km/h,行車條件則近似於車輛行駛於國道的情況。

WLTC 的高速 (Extra-High) 型態行駛距離約 8.3 公里,平均車速為 92 km/h,最高測試時速峰值達到 131.3 km/h,行車條件較近似於車輛行駛於國道的情況。

不只測試型態與 NEDC 有顯著差異,同時 WLTC 行車型態中停車及定速行駛的占比降低,分別僅佔總測試時間的 12.6%與 3.7%,然而,加減速占比則大幅增加至加速 43.8%與減速 39.9%,工研院於此份報告表示 WLTC 測試循環,是更接近車輛於實際道路使用的情境;此外在 WLTC 行車型態靜止比例 (12.6%) 相對 NEDC 靜止比例 (23.7%) 降低約 1 半。

NEDC 與 WLTC 型態基本參數比較
項目 NEDC WLTP
啟動狀態 冷啟動 冷啟動
行駛時間 (s) 1,180 1,800
距離 (km) 11.03 23.27
平均速度 (km/hr) 33.6 46.5
最大速度 (km/hr) 120.0 131.3
停止階段(次) 14 9
行駛時間
與占比
停止 (s) 280 23.7% 226 12.6%
定速 (s) 475 40.3% 66 3.7%
加速 (s) 247 20.9% 789 43.8%
減速 (s) 178 15.1% 719 39.9%
加速度 平均 (m/s²) 0.58 0.41
最大 (m/s²) 1.04 1.67
減速度 平均 (m/s²) -0.82 -0.46
最大 (m/s²) -1.39 -1.50
廣  告

電動車送測 NEDC 與 WLTP 能效與續航里程,各自行車型態差異

當車廠送測一款電動車時,依據能耗審驗流程可採用 NEDC 或者 WLTP 測試標準,兩者都是法規所允許,交由車廠自行決定。

  1. 車廠電動車送測 NEDC 與 WLTC 行車型態差異
  2. NEDC 能效: 跑 2 次 NEDC 測試循環,充電計算
  3. NEDC 續航里程:連續行駛 NEDC 測試到沒電並量測行駛里程。
  4. WLTP 能效與續航里程 (續航不足 WLTC 3 次/ 約 70 公里採用):持續跑 WLTC 測試循環到沒電,充電計算
  5. WLTP「縮短測試程序」能效與續航里程 (續航可達 WLTC 3 次/約 70 公里以上採用):WLTC→WLTCcity →定速→ WLTC →WLTCcity →定速到沒電,充電計算

例如決定走 NEDC 測試標準,要分別執行能耗與續航里程共 2 項測試。在能效測試項目測試車須跑 2 次 NEDC 測試循環,充電計算;至於續航里程則是持續跑 NEDC 測試循環到沒電,並量測行駛里程。

若選擇 WLTP 測試標準,僅須執行 1 項測試就能取得能效與續航里程,不過,跟 NEDC 最大的不同,是 WLTP 針對電動車續航里程的差異,另外推出能縮短測試時間的 WLTP「縮短測試程序」(Shortened Type 1 test procedure)。根據 U-CAR 詢問測試單位 ARTC 的回覆,如果受測的電動車續航能力無法跑完 3 次 WLTC 行車型態,就會以持續循環跑 WLTC 測試模式到沒電,再進行充電計算,並取得能效與續航里程。

Model Y Long Range 在能源局公布的 WLTC 行車型態下有著 542 公里的續航里程。

由 ARTC 車輛中心所公布的〈電動車 WLTP 能效及續航里程量測技術〉資料顯示,大部分新世代電動車續航里程較高,動輒 500、600 公里,WLTP 研擬更符合時宜的測試標準–縮短測試程序,結合 WLTC、WLTCcity (低速與中速型態) 及定速行車型態,前後 2 組 WLTC、WLTCcity 行車型態分別模擬冷車及熱車情況,行車型態中間與測試最終均以定速行駛,最終會以定速行駛方式耗盡電量。

由測試過程中電池的放電量(Wh)與行車型態每公里耗電量(Wh/km),可計算電動車續航里程。以續航里程 600 公里車款計算,可大幅縮短 30%受測時間,維持測試機臺穩定的同時,降低不同實驗室及人員因長時間疲乏導致的數值差異。

縮短測試程序的行車型態,測試車歷經 WLTC、WLTCcity 以及時速 100 公里定速測試後,完成第 1 個個週期後以定速行駛,接著執行第 2 個測試週期,最後再以時速 100 公里定速將車輛電量耗盡。圖片引自 ARTC 官網
新世代電動車續航里程動輒 500、600 公里,WLTP 研擬更符合時宜的測試標準,可大幅縮短 30%受測時間,維持測試機臺穩定的同時,降低不同實驗室及人員因長時間疲乏導致的數值差異。

EPA 相較其他兩者最為嚴苛,目前僅適用美國

EPA 美國國家環境保護局(US Environmental Protection Agency),是美國推出的專屬測試標準,使用美規 FTP 75 油耗檢測為基準,包含燃油消耗、電能消耗及續航里程等測試規範,內容包含低速都市行駛以及高速行駛,目前尚未推廣至其他國家,EPA 採用長里程、長時間、中高速行駛與大減速比相對複雜且嚴格的方式測試,使測試結果更貼近實際道路駕駛的情形。由於 EPA 標準跟臺灣相關度較低,本篇就先不進一步探討,之後再行介紹。

圖片引自 https://www.epa.gov/

讀者應理解實驗室與實際使用存差異,也各有其參考價值

新型態能耗測試法規將促使車廠提升車輛環保性能,以符合日益嚴峻的車輛排放法規,臺灣財團法人車輛研究測試中心 ARTC,目前已建構電動車能耗及續航里程測試設備,包含底盤動力計、高精度電量計、電力分析儀、電池溫度監控系統與相關安全防護裝備等,並且設立針對電動車測試的獨立充電及靜置空間,累積純電動車、輕油電系統車款、標準油電及插電式油電混合車測試經驗及技術,未來將可以透過各項監控及防護措施確保測試車輛安全。

ARTC 表示,國內受測電動車續航里程只要超過 70 公里以上,即會採用新制精簡版 WLTC 測試標準,縮短 30%受測時間,提高測試進行的效率及準確度。圖為 ARTC 電動車電磁相容實驗室示意圖,引自 ARTC 官網

高英凱總編輯

評論

搞懂 NEDC 與 WLTP 測試,才能理解數據與現實差異

目前主流的 NEDC、WLTP 甚至是最嚴格的 EPA 測試標準,皆為測試單位以模擬方式,在實驗室等環境下測試出來的能耗數據資料,作為政府新車審驗作業與合格證頒發所需的重要數據。或許能耗數據與消費者購車後,實際使用狀況存在一定的落差,畢竟現實環境還需考慮到氣候,駕駛習慣、交通及道路狀況等。此次藉由 NEDC 與 WLTP 測試模式的介紹,也提供讀者能更加瞭解實驗室能耗測試,與實際道路段行駛所存在的條件差異。

不管是目前主流的 NEDC、WLTP 及 EPA 測試規範,亦或者是未來國內 ARTC 建構的測試標準,皆為實驗室測試後產生的數據,因此與消費者購車後,實際開上路的情形有一定程度的落差。