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基于中國工況的實際行駛排放（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)對國六升級，中汽中心檢測認(rèn)證事業(yè)部天津汽車檢測中心（簡稱天檢中心）輕型排放部對法規(guī)進(jìn)行深度解讀，針對國六法規(guī)的Ⅱ型試驗，結(jié)合工程項目經(jīng)驗設(shè)
為了更好的應(yīng)對國六升級，中汽中心檢測認(rèn)證事業(yè)部天津汽車檢測中心（簡稱“天檢中心”）輕型排放部對法規(guī)進(jìn)行深度解讀，針對國六法規(guī)的Ⅱ型試驗，結(jié)合工程項目經(jīng)驗設(shè)計了基于中國工況的實際行駛排放（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試驗的法規(guī)要求
輕型國六法規(guī)中Ⅱ型試驗（實際行駛污染物排放試驗）作為型式認(rèn)證項，所有車型均需要進(jìn)行此項試驗。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型式試驗的限值要求，CO排放進(jìn)行測量并記錄。2023年7月1日前僅監(jiān)測并報告結(jié)果，符合性因子CF2.1為暫定值，預(yù)計后期會進(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)察部門必要時會對在用車進(jìn)行Ⅱ型試驗抽查。 通過部分認(rèn)證的車輛的RDE排放結(jié)果統(tǒng)計如圖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型試驗的 不合規(guī)風(fēng)險，生產(chǎn)企業(yè)需要針對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
二、RDE測試的影響因素
RDE測試的相關(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)定量會成倍數(shù)的增加。
 
圖3 RDE測試相關(guān)因素
三、RDE標(biāo)定的難點
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)動機(jī)運(yùn)行的工況存在很大的差異。為驗證并標(biāo)定不同駕駛激烈程度下的實際道路排放情況，實際道路試驗量巨大，這也是目前業(yè)界公認(rèn)的RDE標(biāo)定開發(fā)的最大難點。
2、RDE在實際道路測試不可重復(fù)性
由于實際道路測試過程中影響因素多變，在某次RDE測試過程中出現(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，要求整車針對不同的環(huán)境條件展開標(biāo)定開發(fā)。
4、時間緊迫
隨著汽車市場競爭日趨激烈，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、基于中國工況大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)轂標(biāo)定開發(fā)方案
針對RDE駕駛激烈程度，我們開發(fā)團(tuán)隊利用中國工況數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析，建立針對特定車型的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1；利用轉(zhuǎn)轂試驗室對相應(yīng)車型做出排放標(biāo)定優(yōu)化，解決了試驗不可重復(fù)的問題即難點2；利用轉(zhuǎn)轂的海拔環(huán)境倉解決了難點3；基于大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)轂標(biāo)定開發(fā)方案會大大的減少實際道路的試驗量，緩解了難點4。目前通過與多家企業(yè)合作，證明了此方案的實施可行性。
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)動片段的相對正加速度（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%分位點對應(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測試的工況分布，國際上應(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)車型實際道路的激烈駕駛工況。
與企業(yè)的合作項目中，定制的C-RTS95發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況可以涵蓋RDE發(fā)動機(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仿真平臺基本原理
基于VTB仿真平臺將中國激烈駕駛工況曲線C-RTS95輸入到模型中，針對難點2，改變設(shè)置條件可以進(jìn)行同一循環(huán)的模型運(yùn)算，復(fù)現(xiàn)實際道路的測試循環(huán)；VTB仿真平臺設(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，減少實際道路試驗量解決難點3；VTB仿真平臺將部分實際道路上需要進(jìn)行的標(biāo)定工作前移，減少實際道路的試驗量緩解難點4的壓力。
五、我們的優(yōu)勢
1、中國工況團(tuán)隊及主要業(yè)績
中國工況團(tuán)隊從2015年至今，累計采集了全國41座城市5500輛各類車輛6500萬公里的行駛數(shù)據(jù)（每年會針對不同車型增加300輛數(shù)據(jù)采集，同時會接入第三方平臺數(shù)據(jù)）。團(tuán)隊已經(jīng)完成了在多項能耗標(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)隊及主要業(yè)績
RDE標(biāo)定團(tuán)隊由中汽中心學(xué)科帶頭人、青年科技骨干及多名從事相關(guān)測試的專業(yè)工程師組成。團(tuán)隊深度參與了國六RDE測試方法、國六RDE實施細(xì)則以及國六配套標(biāo)準(zhǔn)輕型汽車實際道路測試技術(shù)規(guī)范的編制工作；團(tuán)隊率先開展并完成0 – 3000 m極端環(huán)境條件下的RDE測試標(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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