RDE(真实道路排放)测试的导入状态

现实世界的空气质量改善情况

2016/08/17

概要

PEMS:车载汽车尾气分析系统:2016横滨日本汽车工程学会
(PEMS:车载汽车尾气分析系统:2016横滨日本汽车工程学会)

以大众的柴油车尾气排放问题为导火索,欧洲正式决定导入RDE测试(Real Driving Emission:真实道路排放)。该测试方式为,通过安装在汽车上的PEMS(Portable Emissions Measurement System:车载尾气排放分析系统),确定外界温度及行驶模式,得到测量值,对其高于测试认证值的倍数进行规定。从2017年9月1日(新车型)起,规定柴油车及汽油车的排放尾气中,NOx(氮氧化物)不得高于测试认证值的2.1倍。2020年1月1日起,进一步加强限制,不得高于测试认证值的1.5倍。

日本国土交通省目前正在研究制定柴油乘用车的检测方法,计划以2017年春季为目标,完成测试方法的重新审核。美国目前拥有4种尾气排放认证台架试验模式,且车辆使用过程中的监测管理制度已经具备。如有必要,美国也会考虑导入RDE来补全测试系统。本报告以2016横滨日本汽车工程学会的研讨会“汽车对现实世界空气质量改善的影响”为中心,对RDE测试的导入情况及其背景进行总结。


相关报告:
新一代发动机的开发:马自达特色,永无止境的改进 2016年2月
大众汽车和柴油车尾气问题(3):2015年度报表及召回对应情况 2016年6月
大众汽车和柴油车尾气问题 (2):内部调查经过及召回对应情况 2015年12月
大众汽车和柴油车尾气问题 (1):作弊软件与事件起因 2015年10月



欧洲的RDE规定:2017年9月起引进

为对欧洲RDE规定(NOx值)
(MarkLines基于国土交通省、环境省、欧洲及美国的检测方法重审资料制作)

上表为对欧洲RDE规定(NOx值)做的总结。车辆实际行驶时,允许RDE的CF值(相容性系数)最高为EUR6c认证测试时的2.1倍。(由于实际行驶比EURO6认证测试时排放的尾气更多)

新车型从2017年9月1日(量产车型从2019年9月1日)起适用新规定。CF值规定从2020年1月1日(量产车型从2021年1月1日)起开始强化,为不得高于认证值的1.5倍。不仅是柴油车,该规定也同时适用于汽油车。实际行驶将按照下图模式进行,持续测定排放尾气浓度的同时进行行驶试验。完整行程及单独市区部分的测定值都要求在规定值倍率以内。

 

实际行驶将按
(MarkLines基于国土交通省、环境省、欧洲及美国的检测方法重审资料制作)


美国的RDE规定:按需实施

目前美国通常实施以下4种新车认证台架试验。

1)FTP模式:在常温及低温(-7℃)两种环境下对市区路况行驶时的尾气排放进行测定
2)US06模式:高速及高加速时的尾气排放测定
3)SC03模式:空调运转时的尾气排放测定
4)高地试验:高度1300m条件下的尾气排放测定

针对今后的新车认证有以下两点动态:

●受大众的尾气排放作假事件影响,在认证时,当局会按需追加实施台架试验及道路行驶测试(RDE)
●为防止整车厂在测试前进行事前准备,对测试方法采取非公开保密措施

 

监测制度

此外,美国采取监测制度来检查使用中车辆的尾气排放性能。下文对EPA、CARB监测制度的内容进行介绍。

EPA(美国环境保护局)

测试实施者 整车厂
抽查数量 ①行驶距离达10000英里以上的车辆
(该车型年款结束后一年之内)
・2辆(销量:~50000辆/年)
・3辆(销量:~250000辆/年)
・4辆(销量:250000辆~/年)
②行驶距离达50000英里以上的车辆
(该车型年款结束后4年-5年之内)
・4辆(销量:~50000辆/年)
・5辆(销量:~250000辆/年)
・6辆(销量:250000辆~/年)
测试项目 FTP模式、US06模式
合格基准 尾气排放平均值有无超出标准值的1.3倍,或超出标准值的车辆数量不超出总数的50%
*此外,EPA将进行自主监测。每款车型测试3辆车,若有不达标的车辆则再增加测试2辆。(每年测试140-150辆)

 

CARB(加州空气资源局)

测试实施者 整车厂
抽查数量 ①行驶距离达10000英里以上的车辆
(该车型年款结束后一年之内)
・2辆(销量:4500~15000辆/年)
・3辆(销量:~25000辆/年)
・4辆(销量:25000辆~/年)
②行驶距离达50000英里以上的车辆
(该车型年款结束后4年-5年之内)
・4辆(销量:4500~15000辆/年)
・5辆(销量:~25000辆/年)
・6辆(销量:25000辆~/年)
测试项目 LA#4模式、US06模式
合格基准 尾气排放平均值有无超出标准值的1.3倍,或超出标准值的车辆数量不超出总数的50%
*此外,CARB及测试机关将对车辆进行监测。对10辆在加州登记的同一发动机系列及测试组的车辆进行测试,检查尾气排放相关部件中,同一部件的故障数是否在2个以下,且测定结果的平均值是否满足标准值。
(MarkLines基于国土交通省、环境省、欧洲及美国的检测方法重审资料制作)


因此,美国实行的方针是:在现有认证制度中,对结果有疑问的测试车辆进行RDE测试验证。



日本的RDE规定:计划于2017年4月确定方针

日本的RDE测试导入方面,基于“受尾气排放作假事件影响的柴油乘用车等的检查方法重审会”,运输当局为确定今后的规定方针正在制定中。

中环审(环境省中央环境审议会)第11次答复(报告)称正在审议PEMS;第12次答复(2015年2月报告)称“应当审议PEMS的使用可能性”。但是,据JARI(Japan Automobile Research Institute:一般财团法人 日本汽车研究所)介绍,实际操作上仍用以下几点课题需要解决:PEMS系统对车辆的搭载性、计量器的测量精度、排放测试的线路选定、测试条件、测试用户车辆的保护、法规/法令(道路交通法、保安基准、高压气体保安法)等。有关方面正在讨论,计划以2017年4月为目标确定规定的方针。

MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI相马氏的资料制作
(MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI相马氏的资料制作)

 

为何在柴油乘用车尚未普及的日本导入RDE

在日本上市的柴油乘用车中,并没有发现类似欧洲及美国的作弊软件(使用后实际行驶与认证测试时的排放性能相差40倍)。但是,与作假问题不同的是,各国都存在实际道路行驶与认证测试时尾气排放量不同的情况(滑动比:行驶条件的差异)。收集/掌握滑动比后实施RDE测试相对比较花时间。2018年尾气排放测试模式将从JC08变为WLTC(国际协调模式),在此情况下,是将RDE定位为作弊软件探测器,还是用来规定实际行驶时的滑动率的方针将在2017年4月得到明确。



日本的大气空气质量情况:臭氧及PM2.5超出环境标准值

2016横滨日本汽车工程学会的研讨会“汽车对现实世界空气质量改善的影响”上对目前日本的大气污染情况做了报告,下文对其进行介绍。

以下为日本大气环境常时测定局(一般局及汽车排气局)的2014年3月的大气环境标准达标率。比起少数柴油车所排放的NOx,环境标准中PM2.5及臭氧的未达标率是日本面对的首要课题。

大气环境标准达标率

一般环境大气测定局 汽车排放尾气测定局
SO2 99.7 100
CO 100 100
SPM * 97.3 94.7
NO2 100 99
PM2.5 16.1 13.3
Ox (臭氧等) 0.4 0
*Suspended Particulate Matter:悬浮颗粒物
(MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏的资料制作)

 

PM2.5

PM(Particulate Matter:颗粒物)通过颗粒直径的范围分类。杉树花粉直径约为30μm、黄沙4μm、汽油车等排放的PM颗粒物直径则为0.005-0.2μm。

PM2.5为直径在2.5μm以下的颗粒物,比杉树花粉还要细小,容易渗入人体,引发哮喘及支气管炎。日本的环境未达标问题时有发生,其发生源及产生原因正在研究中。PM2.5的成分为排放进大气中的原级粒子,及大气中的VOC(Volatile Organic Compounds=挥发性有机化合物)与NH3(氨气)所产生的离子混合物。

MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏、本田相川氏的资料制作
MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏、本田相川氏的资料制作
(MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏、本田相川氏的资料制作)

丰田中研对PM2.5的发生源进行了测定。2012年学会发布的资料对硫酸根离子分两部分进行测定识别,一部分为丰田中研所在的中京圈及长久手圈内产生的硫酸根离子,另一部分为从日本国外飘入境内的硫酸根离子。5月底至6月底,观测到较多长途飘入日本境内的硫酸根离子。

此外,根据JATOP(Japan-Auto-Oil program)的研究资料,2000年至2012年汽车所产生的PM2.5已大幅减少,所以今后必须减少制造业、船舶、农业、扬尘及轮胎粉尘导致的PM2.5

MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏的资料制作 MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏的资料制作
(MarkLines基于2016.5.26自技会论坛中JARI森川氏的资料制作)

 

臭氧

出自2016.5.26自技会论坛日产汽车冈山氏、JARI森川氏的资料 出自2016.5.26自技会论坛日产汽车冈山氏、JARI森川氏的资料
(出自2016.5.26自技会论坛日产汽车冈山氏、JARI森川氏的资料)

 

臭氧等Ox(氧化剂:上图中的红线)由NOx与VOC的混合气体经太阳光照射后生成,即俗称的光化学烟雾,其产生原因的其中一种便是汽车等移动排放源所排放的NOx,及NMHC(Non-methane HC=非甲烷碳氢化合物=VOC)。虽然2000年以后,汽车排放量有所下降,但仍然无法控制Ox的产生。仅控制汽车(移动排放源)中NOx及NMHC的排放量是不够的,其他工厂/办公楼等所产生的VOC也必须有所控制。

 

加强汽车领域的应对方法:研究如何降低轮胎、制动粉尘

除尾气排放规定外,对实际汽车排放物的把握及降低方法进行研究。

1)燃油蒸发排放:VOC
2) 制动粉尘:PM
3) 轮胎粉尘:PM

出自2016.5.26自技会论坛日产汽车冈山氏的资料 出自2016.5.26自技会论坛日产汽车冈山氏的资料
(出自2016.5.26自技会论坛日产汽车冈山氏的资料)

<全球汽车产业平台 MarkLines>