WLTP-Rollenprüfstandsprüfung: Straßenlastsimulation und Ausrollvalidierung

WLTP hat die Bedeutung von Rollenprüfstandstests verändert

Das weltweit harmonisierte Prüfverfahren für leichte Fahrzeuge (WLTP), ist seitdem in Europa für die Typgenehmigung von Personenkraftwagen verpflichtend 2017 und in Märkten aus China übernommen oder referenziert (CLTC leiht sich stark davon) nach Indien, erfordert einen weitaus anspruchsvolleren Rollenprüfstandstest als der ältere NEFZ, den er ersetzte. Die durchschnittliche Testgeschwindigkeit stieg von 46 km/h zu 46.5 km/h, aber die Höchstgeschwindigkeit erhöhte sich von 120 km/h zu 131.3 km/h, und kritisch, Der Zyklus besteht aus vier Geschwindigkeitsphasen (Niedrig / Medium / Hoch / Extra hoch) die einen viel größeren Bereich realer Bedingungen abdecken.

Die wichtigste Änderung betrifft jedoch nicht das Zyklusprofil selbst, sondern die Methode zur Bestimmung der Straßenbelastung. WLTP erfordert, dass der Rollenprüfstand mit fahrzeugspezifischen Straßenlastkoeffizienten eingestellt wird, die aus einem Ausrolltest auf einer realen Straße abgeleitet werden. Die Ergebnisse zu Emissionen und Energieverbrauch sind auf ein tatsächlich gemessenes Fahrzeug rückführbar, kein Klassendurchschnitt. Das bedeutet, dass die Qualität Ihrer Ausrolldaten direkt die Gültigkeit Ihrer Typgenehmigungsprüfung bestimmt.

Coast-Down-Tests: Die Grundlage der WLTP-Straßenlast

Bei einem Ausrolltest wird die Verzögerung eines Fahrzeugs gemessen, das auf einer Ebene von einer Zielgeschwindigkeit auf eine niedrigere Geschwindigkeit ausrollt, windfreie Straße. Gemäß UN-Verordnung Nr. 83 Anhang 4a und der WLTP-GTR-Anhang 4, Das Fahrzeug muss bei jeder Referenzgeschwindigkeit sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung getestet werden, um Straßensturz- und Windeffekte auszugleichen. Das Ergebnis ist eine Reihe von Laufwiderstandskoeffizienten (f₀, f₁, f₂) die den Luftwiderstand und den Rollwiderstand als Polynomfunktion der Geschwindigkeit beschreiben.

• Geschwindigkeitsgenauigkeit: Das Ausrollen muss innerhalb von ±1 km/h der Zielgeschwindigkeit ausgelöst werden; GPS-basierte Referenzgeschwindigkeitsmessung mit einer Genauigkeit von ±0,1 km/h ist gängige Praxis. Geschwindigkeitssignale aus dem OBD-System haben für diese Messung eine zu große Latenz.
• Massenvorbereitung: Die Testmasse muss auf die Referenzmasse eingestellt werden (RM) oder, für WLTP, die Testmesse (TM) durch die Verordnung festgelegt. Der Reifendruck muss unmittelbar vor jedem Lauf entsprechend den Spezifikationen überprüft werden.
• Mittelung: WLTP erfordert mindestens drei gültige Durchläufe pro Richtung, mit dem verwendeten Durchschnitt. Ausreißer (Läufe mit ungewöhnlichen Windböeneffekten) werden durch Vergleich der Wiederholbarkeit von Lauf zu Lauf identifiziert; Jeder Lauf weicht mehr als ab 2% vom Mittelwert wird abgelehnt.

Einstellen des Rollenprüfstands anhand der Straßenlastkoeffizienten

Sobald die f₀/f₁/f₂-Koeffizienten festgelegt sind, Der Rollenprüfstand muss so programmiert sein, dass er die Straßenlastkraft bei jeder Rollengeschwindigkeit reproduziert. Moderne Fahrgestellprüfstände verwenden eine regenerative Wechselstrom-Lasteinheit, die von einer Geschwindigkeits-Kraft-Nachschlagetabelle gesteuert wird (oder eine Echtzeit-Polynomberechnung). Die wichtigsten Kalibrierungsprüfungen vor jedem Testlauf sind:

1. Überprüfung der Walzenoberfläche

Die Rauheit der Rollenoberfläche beeinflusst die Kontaktreibung zwischen Reifen und Rolle. WLTP schreibt einen Rollendurchmesser von mindestens vor 318 mm (12.5 Zoll) für Pkw; größere Rollen (48 Zoll, wie es in ECONOTESTS Hochleistungs-Fahrgestellprüfständen verwendet wird) Geben Sie größeren Fahrzeugen eine repräsentativere Reifenaufstandsfläche. Die Oberflächengeschwindigkeit muss mit dem Referenzgeschwindigkeitsmessgerät auf ±0,1 % übereinstimmen..

Schlüsselkennzahlen: Rollenumfang (gemessen, kein Typenschild); Temperatur der Walzenoberfläche; parasitäre Verluste des Trägheitsschwungrads bei jeder Prüfgeschwindigkeit.

2. Verifizierung der Trägheitssimulation

WLTP nutzt die tatsächliche Testmasse des Fahrzeugs zur Trägheitssimulation, im Gegensatz zum NEFZ, bei dem standardisierte Trägheitsklassen verwendet wurden. Die Trägheitssimulation des Rollenprüfstands muss innerhalb von ±20 kg mit dem Zielwert übereinstimmen. Dies wird durch den Auslauf der Walze verifiziert (Ausrollen im Labor) zu Beginn jeder Testkampagne gemessen und mit der erwarteten Verzögerung verglichen, die aus f₀/f₁/f₂ abgeleitet wurde.

3. Korrektur elektrischer Verluste

Für BEV- und PHEV-Tests unter WLTP, Der Fahrgestellprüfstand muss den elektrischen Energiefluss am AC-Ladeanschluss oder an der HV-Batterieschnittstelle des Fahrzeugs gleichzeitig mit Geschwindigkeit und Zugkraft messen. Die anwendbaren Protokolle sind ISO 23274-1 (BEV) und ISO 23274-2 (PHEV); Für beide ist die nachstehende Energiemessunsicherheit erforderlich 1%.

4. Validierung der Laufwerksverfolgung

Die WLTP-Fahrtverfolgung wird von einem menschlichen Bediener oder einem Roboterfahrer gesteuert, der dem Geschwindigkeits-Zeit-Profil folgt, das auf dem Bedienerbildschirm des Prüfstands angezeigt wird. Der Prozentsatz der Testzeit, die innerhalb des Geschwindigkeitstoleranzbandes verbracht wurde (±2 km/h des Ziels) muss das Mindestfahrbarkeitskriterium der Verordnung erfüllen. Automatische Chassis-Dyno-Fahrroboter erreichen dies typischerweise 99%+ Time-in-Band, auch für die Extra-High-Speed-Phase.

Schlüsselkennzahlen: % Zeit im Band pro Phase; maximales einzelnes Überschwingen; Anzahl der Ausreißer verfolgen.

5. Emissions- und Energiemessung

Für ICE- und Hybridfahrzeuge, Abgasproben werden über einen CVS-Tunnel entnommen (Probenehmer mit konstantem Volumen) zur Taschenanalyse (NMHC, Nox, CO, CO₂) und über PEMS (Tragbares Emissionsmesssystem) für RDE-Korrelation. Für BEVs, Die Reichweite pro Zyklus ist die primäre Ausgabe, ergänzt durch nutzbare Batterieenergie, gemessen an der Steckdose.

Windkanal – Chassis-Dyno-Korrelation

Einige Hersteller verwenden mittlerweile einen kombinierten Windkanal und Rollenprüfstand, bei dem das Fahrzeug einen echten Gegenwind erfährt, der seiner Geschwindigkeit entspricht. Dadurch entfällt der aerodynamische Beitrag von f₂ an der Walze (was sonst per Software vorgegeben wird) und bietet den realistischsten Unterboden-Luftstrom für die Entwicklung des Wärmemanagements. ECONOTESTS liefert Rollenprüfstände sowohl in Standard- als auch in Windkanal-gekoppelten Konfigurationen für OEM R&D-Zentren.

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