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基于中國(guó)工況的實(shí)際行駛排放（RDE）轉(zhuǎn)轂標(biāo)定方案

2020-05-19 22:29:07·  來源：天檢中心  
　
為了更好的應(yīng)對(duì)國(guó)六升級(jí)，中汽中心檢測(cè)認(rèn)證事業(yè)部天津汽車檢測(cè)中心（簡(jiǎn)稱天檢中心）輕型排放部對(duì)法規(guī)進(jìn)行深度解讀，針對(duì)國(guó)六法規(guī)的Ⅱ型試驗(yàn)，結(jié)合工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)設(shè)
為了更好的應(yīng)對(duì)國(guó)六升級(jí)，中汽中心檢測(cè)認(rèn)證事業(yè)部天津汽車檢測(cè)中心（簡(jiǎn)稱“天檢中心”）輕型排放部對(duì)法規(guī)進(jìn)行深度解讀，針對(duì)國(guó)六法規(guī)的Ⅱ型試驗(yàn)，結(jié)合工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了基于中國(guó)工況的實(shí)際行駛排放（RDE）轉(zhuǎn)轂標(biāo)定解決方案，形成服務(wù)整車企業(yè)的標(biāo)定開發(fā)能力。
 
一、RDE試驗(yàn)的法規(guī)要求
輕型國(guó)六法規(guī)中Ⅱ型試驗(yàn)（實(shí)際行駛污染物排放試驗(yàn)）作為型式認(rèn)證項(xiàng)，所有車型均需要進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。法規(guī)要求NOx與PN排放結(jié)果低于符合性因子CF2.1乘以法規(guī)Ⅰ型式試驗(yàn)的限值要求，CO排放進(jìn)行測(cè)量并記錄。2023年7月1日前僅監(jiān)測(cè)并報(bào)告結(jié)果，符合性因子CF2.1為暫定值，預(yù)計(jì)后期會(huì)進(jìn)一步加嚴(yán)。具體法規(guī)的要求如圖1所示。
 
圖1 Ⅱ型試驗(yàn)法規(guī)要求
依據(jù)在用符合性的要求，環(huán)保監(jiān)察部門必要時(shí)會(huì)對(duì)在用車進(jìn)行Ⅱ型試驗(yàn)抽查。 通過部分認(rèn)證的車輛的RDE排放結(jié)果統(tǒng)計(jì)如圖2所示，在CF系數(shù)為2.1的情況下，部分車型不能滿足限值要求，如果CF進(jìn)一步加嚴(yán)為1，則有近50%的車輛不能滿足法規(guī)的要求。 為了降低在用車Ⅱ型試驗(yàn)的 不合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)企業(yè)需要針對(duì)RDE做相應(yīng)的標(biāo)定開發(fā)。
 
圖2 車輛的RDE排放結(jié)果統(tǒng)計(jì)
二、RDE測(cè)試的影響因素
RDE測(cè)試的相關(guān)因素如圖3所示，主要包括駕駛員、車輛、環(huán)境/路況。對(duì)于不同影響因素的適應(yīng)性需做出相應(yīng)的標(biāo)定，相應(yīng)的標(biāo)定量會(huì)成倍數(shù)的增加。
 
圖3 RDE測(cè)試相關(guān)因素
三、RDE標(biāo)定的難點(diǎn)
1、工況邊界條件不可控
由于駕駛員的駕駛行為習(xí)慣不同，同一輛車在不同駕駛員操作的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的工況存在很大的差異。為驗(yàn)證并標(biāo)定不同駕駛激烈程度下的實(shí)際道路排放情況，實(shí)際道路試驗(yàn)量巨大，這也是目前業(yè)界公認(rèn)的RDE標(biāo)定開發(fā)的最大難點(diǎn)。
2、RDE在實(shí)際道路測(cè)試不可重復(fù)性
由于實(shí)際道路測(cè)試過程中影響因素多變，在某次RDE測(cè)試過程中出現(xiàn)排放劣化的工況，在下一次不一定能夠復(fù)現(xiàn)出現(xiàn)的問題，導(dǎo)致標(biāo)定難度加大。
3、環(huán)境邊界條件的影響
RDE的擴(kuò)展海拔條件是海拔高度大于700m，不高于1300m；進(jìn)一步擴(kuò)展海拔高度大于或等于1300m，但不高于2400m。擴(kuò)展溫度條件環(huán)境溫度高于或等于－7℃且低于0℃，或高于30℃且低于35℃。環(huán)境條件的擴(kuò)展，要求整車針對(duì)不同的環(huán)境條件展開標(biāo)定開發(fā)。
4、時(shí)間緊迫
隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，新車型的開發(fā)需要盡快上市，要求整車開發(fā)團(tuán)隊(duì)縮短車型開發(fā)周期，標(biāo)定任務(wù)繁重。
RDE標(biāo)定開發(fā)過程中涉及的控制模塊較多，如圖4所示。再考慮上述四方面的影響，標(biāo)定工作難度可想而知。
 
圖4 排放相關(guān)控制模塊
四、RDE標(biāo)定開發(fā)解決方案
1、基于中國(guó)工況大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)轂標(biāo)定開發(fā)方案
針對(duì)RDE駕駛激烈程度，我們開發(fā)團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)工況數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析，建立針對(duì)特定車型的C-RTS95激烈駕駛參考循環(huán)，形成駕駛激烈程度的邊界工況曲線，解決難點(diǎn)1；利用轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)室對(duì)相應(yīng)車型做出排放標(biāo)定優(yōu)化，解決了試驗(yàn)不可重復(fù)的問題即難點(diǎn)2；利用轉(zhuǎn)轂的海拔環(huán)境倉解決了難點(diǎn)3；基于大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)轂標(biāo)定開發(fā)方案會(huì)大大的減少實(shí)際道路的試驗(yàn)量，緩解了難點(diǎn)4。目前通過與多家企業(yè)合作，證明了此方案的實(shí)施可行性。
定制化激烈駕駛工況曲線建立的關(guān)鍵依據(jù)是車輛運(yùn)動(dòng)片段的相對(duì)正加速度（Relative Positive Acceleration，RPA）。RPA能夠反應(yīng)車輛駕駛的激烈程度。基于中國(guó)工況數(shù)據(jù)庫中與被開發(fā)車型相同車型的RPA分布特性，提取出RPA95%分位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度片段，即構(gòu)成了形成特定車型的C-RTS95曲線，數(shù)據(jù)處理思路如圖5所示。
 
圖5 激烈駕駛工況建立
 
圖6 中國(guó)激烈駕駛工況分布特征
從圖6中可以看出定制化C-RTS95曲線能夠恰好涵蓋多次RDE測(cè)試的工況分布，國(guó)際上應(yīng)用的RTS95過于激烈，應(yīng)用于目標(biāo)車型的標(biāo)定會(huì)造成過度開發(fā)，增加標(biāo)定難度。定制C-RTS95更客觀地反映了目標(biāo)車型實(shí)際道路的激烈駕駛工況。
與企業(yè)的合作項(xiàng)目中，定制的C-RTS95發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況可以涵蓋RDE發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的95%以上，利用激烈駕駛工況曲線完成轉(zhuǎn)轂上的排放標(biāo)定優(yōu)化后，所開發(fā)車型均能滿足RDE排放標(biāo)定開發(fā)的工程目標(biāo)的要求。
2、利用VTB仿真平臺(tái)結(jié)合大數(shù)據(jù)分析結(jié)果提高標(biāo)定的魯棒性
 
圖7 VTB仿真平臺(tái)基本原理
基于VTB仿真平臺(tái)將中國(guó)激烈駕駛工況曲線C-RTS95輸入到模型中，針對(duì)難點(diǎn)2，改變?cè)O(shè)置條件可以進(jìn)行同一循環(huán)的模型運(yùn)算，復(fù)現(xiàn)實(shí)際道路的測(cè)試循環(huán)；VTB仿真平臺(tái)設(shè)置不同的環(huán)境條件進(jìn)行排放的預(yù)先標(biāo)定優(yōu)化，減少實(shí)際道路試驗(yàn)量解決難點(diǎn)3；VTB仿真平臺(tái)將部分實(shí)際道路上需要進(jìn)行的標(biāo)定工作前移，減少實(shí)際道路的試驗(yàn)量緩解難點(diǎn)4的壓力。
五、我們的優(yōu)勢(shì)
1、中國(guó)工況團(tuán)隊(duì)及主要業(yè)績(jī)
中國(guó)工況團(tuán)隊(duì)從2015年至今，累計(jì)采集了全國(guó)41座城市5500輛各類車輛6500萬公里的行駛數(shù)據(jù)（每年會(huì)針對(duì)不同車型增加300輛數(shù)據(jù)采集，同時(shí)會(huì)接入第三方平臺(tái)數(shù)據(jù)）。團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了在多項(xiàng)能耗標(biāo)準(zhǔn)、噪聲標(biāo)準(zhǔn)和雙積分政策中的導(dǎo)入。
2、RDE標(biāo)定團(tuán)隊(duì)及主要業(yè)績(jī)
RDE標(biāo)定團(tuán)隊(duì)由中汽中心學(xué)科帶頭人、青年科技骨干及多名從事相關(guān)測(cè)試的專業(yè)工程師組成。團(tuán)隊(duì)深度參與了國(guó)六RDE測(cè)試方法、國(guó)六RDE實(shí)施細(xì)則以及國(guó)六配套標(biāo)準(zhǔn)輕型汽車實(shí)際道路測(cè)試技術(shù)規(guī)范的編制工作；團(tuán)隊(duì)率先開展并完成0 – 3000 m極端環(huán)境條件下的RDE測(cè)試標(biāo)定工作，目前已服務(wù)10余家企業(yè)數(shù)十款車型的標(biāo)定開發(fā)。
 
 
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