WLTP（國際調和排排放與燃費測試法）等以實驗室為基準的規範非常重要，但無法完整記錄車輛在實際運作下的所有動作狀態。
在城市中的交通壅塞、長距離的高速公路行走、山路的上下坡像這樣實際行走條件下的車輛性能與環境負載，只有實際行駛排出測試(RDE)或EV的實際行駛電費測試能確實檢測。
以歐洲為首，各國法規開始要求燃料車的實際行駛驗證義務化中，RDE測試不僅僅是對應法規，在開發中的重要性也逐漸增加。
對EV而言，雖然未有實際法規規定，但實際能源消耗性能也是大眾注目的一點。

圖一　實際行走測試中的電費、續行距離測試

課題：為何實際行駛電費、續航距離測試非常困難？

實際行駛環境中的測試有以下的重要課題：

• 高精度測量儀器非常巨大，無法設置於車內
• 測試儀器無法承受振動或劇烈溫度變化
• 需要將功率、電流、溫度、CAN訊號等多種的數據集中，並進行分析

情境範例：EV開發團隊的實際錯誤範例

為了展示HIOKI的解決方案的可行性，以模擬的範例來進行介紹。開發中的EV車輛由開發工廠出發，行經市區、郊外道路、高速公路等等共75m的距離，進行實際行駛測試。

開發團隊主要的目的有以下三個：

1.測量電池的功率消耗，需兼具高精度與安全性
2.把握在市區、郊外道路、高速公路上的實際消耗電費
3.追蹤冷氣的電流消耗

圖二　實際行駛測試的設定

為了測量實際行駛測試的消耗功率的準備

使用能在車輛底板等狹窄空間安裝勾式感測器與能放置於車中的小型功率計PW4001。

圖三　將AC/DC電流探棒CT6834安裝在車輛下方

 

PW4001能夠由CAN匯流排取得電壓數據，並結合勾式感測器所取得的電流數據，可以進行即時功率演算。無須連接危險的高電壓端子。

圖四　在汽車內部將DB檔案的CAN ID傳送到PW4001

而冷氣的電流測量，可以使用超小型AC/DC電流探棒CT6831，確實捕捉微小的功率變動。

圖五　可在車內的密集配線處安裝的AC/DC電流探棒CT6381

行駛中的趨勢圖數據

行駛中，可以使用電腦軟體 GENNECT One查看選擇的參數，所有參數都會即時在螢幕上顯示。(如圖六)

圖六　實際行駛測試的結果（電壓、電流、能源消耗）

開始行駛15分鐘後，為了降低車輛溫度，冷氣消耗了較大的電流。但是，車內溫度下降後，冷氣的消耗電流就趨於穩定。（如圖七）

圖七　實際行駛測試的結果（電壓、電流）

關於能源消耗，一般來說在山路與高速速公路上會消耗較多的能源。但是在高速公路上實際消耗的電費會出現比產品規格好的數據。其原因我們推測是因為本次行駛路線中多為下坡中心。同樣的，在市區街道中，路線多為下坡路段，故消耗的能源也較少。（圖八與表一）

圖八　實際行駛測試的結果（能源消耗）

表一　消耗能源的結果（電費）

區域	消耗能源（行走距離）	電費
山區道路	3.669 kWh (23 km)	159 Wh/km
高速公路	4.298 kWh (42 km)	102 Wh/km
市區道路	0.462 kWh (11 km)	42 Wh/km

在整個測試中，動力總成的能量消耗為 11 kW，其中約 40%（4.5 kW）作為回生能量回充至電池。

參數	結果
Wh_Powertrain (consumption)	11.078 kWh
Wh_Powertrain (regenerative)	-4.581 kWh
Wh_AirCinditioner (consumption)	1.948 kWh
Wh_Total (consumption)	8.444 kWh

圖九　在車內使用筆電即時確認測試數據

測試後的數據活用

行駛後收集到的數據會上傳到中央伺服器。可透過GENNECT One分析電壓、電流、功率、能源消耗、CAN數據等參數。

範例：

• 市區、高速公路、其他的道路上的實際消費電力與產品規格的差距
• 冷氣AUTO模式時的省能源效果
• 動力總成的消費能源與再生能源的比率

這些數據將直接有助於下一代車輛的控制演算法與熱設計的改進。

為何選擇HIOKI的綜合解決方案？

HIOKI能在側實際測試現場提供卓越的價值。

PW4001：
　高精度的功率測量、安全的測量
CT6834：
　高信賴性的勾式電流感測器
CT6831：
　確實測量微小電流
GENNECT One：
　簡單進行數據統合與分析的軟體

結論

實際行駛測試並不單單為了對應規範。也是為了引出次世代車輛真實性能的重要手段。
緊湊與堅固，與高精度。HIOKI的測量儀器是為了車載測量的課題所設計的。

 

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