【摘 要】
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实验室底盘测功机上进行的机动车排放试验被证明与车辆实际行驶过程中的真实排放水平存在较大差异,为此国六排放法规引入了实际行驶排放(Real Driving Emission,RDE)试验作为实验室认证循环测试的补充测试程序。而RDE试验受到更多与车辆无关外在边界条件的影响,尤其是道路坡度和驾驶行为,导致其试验结果的一致性较差。此外,以往大量的RDE试验均针对传统燃油车展开,混合动力汽车在不同边界行驶
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实验室底盘测功机上进行的机动车排放试验被证明与车辆实际行驶过程中的真实排放水平存在较大差异,为此国六排放法规引入了实际行驶排放(Real Driving Emission,RDE)试验作为实验室认证循环测试的补充测试程序。而RDE试验受到更多与车辆无关外在边界条件的影响,尤其是道路坡度和驾驶行为,导致其试验结果的一致性较差。此外,以往大量的RDE试验均针对传统燃油车展开,混合动力汽车在不同边界行驶条件下的污染物排放特性并不清晰,且大量研究均集中在路段和瞬时层面,较少有借助移动平均窗口法从窗口大数据层面进行的分析和研究。为对比不同边界行驶条件下混合动力汽车与燃油车的污染物排放特性,本文选择了同款车型的油电混合动力版本和传统燃油版本,分别在重庆地区3条满足法规要求的道路上进行了多组对比RDE试验。研究内容如下:为研究不同坡度地形行驶条件下的车辆污染物排放特性,本文在3条具有典型丘陵道路特征的试验路线上,分别对混合动力汽车和燃油车进行了3组对比RDE试验,结果表明:混合动力汽车和燃油车的CO、CO2和PN排放均对道路坡度十分敏感,NOx则与道路坡度无明显相关性。其中,CO2排放与道路坡度呈强线性相关关系,CO和PN排放与道路坡度呈二次多项式拟合关系,车速的增加会使污染物排放对道路坡度的敏感性增加。因此,在上下坡较多的丘陵地区进行RDE试验时,不应忽视道路坡度的影响,尤其在车速较高的市郊和高速路段。与此同时,除CO2外,路段层面难以有效体现累计正海拔增量与车辆污染物排放因子之间的关系,从窗口层面分析两者之间的关系会更加明显,且除NOx排放外,窗口平均车速越高,前者对后者的影响越突出。混合动力汽车在市区路段的RDE试验对坡度地形的适应性比燃油车更强,能有效降低累计正海拔增量对其RDE试验结果的影响。但窗口平均车速的增加会缩小混合动力汽车和燃油车的之间的差距,同时使污染物排放对累计正海拔增量的敏感性上升。建议法规中对行程累计正海拔增量设置边界条件时考虑车速的影响,并通过对市区、市郊和高速路段的累计正海拔增量分配不同的权重,来更有效规范丘陵地区RDE试验的开展。为研究不同动力学状态行驶条件下的车辆污染物排放特性,本文在同一条道路上分别以正常和激烈的驾驶行为对混合动力汽车和燃油车进行了对比RDE试验。结果表明:无论是混合动力汽车还是燃油车,冷启动阶段的污染物排放均对驾驶行为十分敏感,对冷起动行程的动力学状态单独设置边界条件对提高RDE试验结果的一致性具有重要意义。而在冷启动行程外,对混合动力汽车设置严格动力学边界条件的必要性不如燃油车明显。此外,在累计正海拔增量较大的窗口,v·apos[95]的增加会导致混合动力汽车和燃油车产生更高的污染物排放。因此,建议对累计正海拔增量较大的丘陵地区的RDE试验设置更为严格的行程动力学边界条件,或对车辆动力学状态评估时考虑道路坡度的影响。总的来说,坡度地形和车辆动力学状态的联合作用会显著影响混合动力汽车和传统燃油车的RDE试验结果。考虑到坡度地形和驾驶行为均是影响车辆实时功率需求的重要因素,本文从车辆比功率的角度出发,提出采用考虑道路坡度的行程动力学参数VSPpos[95](路段中正比功率升序排列的第95个百分位)来评估丘陵地区车辆动力学状态与排放的关系。结果表明:VSPpos[95]相比v·apos[95]来说能更好的描述混合动力汽车和燃油车动力学状态与污染物排放因子之间的关系,因此,建议使用VSPpos[95]评估丘陵地区车辆的动力学状态并进行行程动力学特性校验。
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