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基于中国工况的实际行驶排放（RDE）转毂标定方案

2020-05-19 22:29:07·  来源：天检中心  
　
为了更好的应对国六升级，中汽中心检测认证事业部天津汽车检测中心（简称天检中心）轻型排放部对法规进行深度解读，针对国六法规的Ⅱ型试验，结合工程项目经验设
为了更好的应对国六升级，中汽中心检测认证事业部天津汽车检测中心（简称“天检中心”）轻型排放部对法规进行深度解读，针对国六法规的Ⅱ型试验，结合工程项目经验设计了基于中国工况的实际行驶排放（RDE）转毂标定解决方案，形成服务整车企业的标定开发能力。
 
一、RDE试验的法规要求
轻型国六法规中Ⅱ型试验（实际行驶污染物排放试验）作为型式认证项，所有车型均需要进行此项试验。法规要求NOx与PN排放结果低于符合性因子CF2.1乘以法规Ⅰ型式试验的限值要求，CO排放进行测量并记录。2023年7月1日前仅监测并报告结果，符合性因子CF2.1为暂定值，预计后期会进一步加严。具体法规的要求如图1所示。
 
图1 Ⅱ型试验法规要求
依据在用符合性的要求，环保监察部门必要时会对在用车进行Ⅱ型试验抽查。 通过部分认证的车辆的RDE排放结果统计如图2所示，在CF系数为2.1的情况下，部分车型不能满足限值要求，如果CF进一步加严为1，则有近50%的车辆不能满足法规的要求。 为了降低在用车Ⅱ型试验的 不合规风险，生产企业需要针对RDE做相应的标定开发。
 
图2 车辆的RDE排放结果统计
二、RDE测试的影响因素
RDE测试的相关因素如图3所示，主要包括驾驶员、车辆、环境/路况。对于不同影响因素的适应性需做出相应的标定，相应的标定量会成倍数的增加。
 
图3 RDE测试相关因素
三、RDE标定的难点
1、工况边界条件不可控
由于驾驶员的驾驶行为习惯不同，同一辆车在不同驾驶员操作的情况下，发动机运行的工况存在很大的差异。为验证并标定不同驾驶激烈程度下的实际道路排放情况，实际道路试验量巨大，这也是目前业界公认的RDE标定开发的最大难点。
2、RDE在实际道路测试不可重复性
由于实际道路测试过程中影响因素多变，在某次RDE测试过程中出现排放劣化的工况，在下一次不一定能够复现出现的问题，导致标定难度加大。
3、环境边界条件的影响
RDE的扩展海拔条件是海拔高度大于700m，不高于1300m；进一步扩展海拔高度大于或等于1300m，但不高于2400m。扩展温度条件环境温度高于或等于－7℃且低于0℃，或高于30℃且低于35℃。环境条件的扩展，要求整车针对不同的环境条件展开标定开发。
4、时间紧迫
随着汽车市场竞争日趋激烈，新车型的开发需要尽快上市，要求整车开发团队缩短车型开发周期，标定任务繁重。
RDE标定开发过程中涉及的控制模块较多，如图4所示。再考虑上述四方面的影响，标定工作难度可想而知。
 
图4 排放相关控制模块
四、RDE标定开发解决方案
1、基于中国工况大数据的转毂标定开发方案
针对RDE驾驶激烈程度，我们开发团队利用中国工况数据库的大数据分析，建立针对特定车型的C-RTS95激烈驾驶参考循环，形成驾驶激烈程度的边界工况曲线，解决难点1；利用转毂试验室对相应车型做出排放标定优化，解决了试验不可重复的问题即难点2；利用转毂的海拔环境仓解决了难点3；基于大数据的转毂标定开发方案会大大的减少实际道路的试验量，缓解了难点4。目前通过与多家企业合作，证明了此方案的实施可行性。
定制化激烈驾驶工况曲线建立的关键依据是车辆运动片段的相对正加速度（Relative Positive Acceleration，RPA）。RPA能够反应车辆驾驶的激烈程度。基于中国工况数据库中与被开发车型相同车型的RPA分布特性，提取出RPA95%分位点对应的速度片段，即构成了形成特定车型的C-RTS95曲线，数据处理思路如图5所示。
 
图5 激烈驾驶工况建立
 
图6 中国激烈驾驶工况分布特征
从图6中可以看出定制化C-RTS95曲线能够恰好涵盖多次RDE测试的工况分布，国际上应用的RTS95过于激烈，应用于目标车型的标定会造成过度开发，增加标定难度。定制C-RTS95更客观地反映了目标车型实际道路的激烈驾驶工况。
与企业的合作项目中，定制的C-RTS95发动机运行工况可以涵盖RDE发动机运行工况的95%以上，利用激烈驾驶工况曲线完成转毂上的排放标定优化后，所开发车型均能满足RDE排放标定开发的工程目标的要求。
2、利用VTB仿真平台结合大数据分析结果提高标定的鲁棒性
 
图7 VTB仿真平台基本原理
基于VTB仿真平台将中国激烈驾驶工况曲线C-RTS95输入到模型中，针对难点2，改变设置条件可以进行同一循环的模型运算，复现实际道路的测试循环；VTB仿真平台设置不同的环境条件进行排放的预先标定优化，减少实际道路试验量解决难点3；VTB仿真平台将部分实际道路上需要进行的标定工作前移，减少实际道路的试验量缓解难点4的压力。
五、我们的优势
1、中国工况团队及主要业绩
中国工况团队从2015年至今，累计采集了全国41座城市5500辆各类车辆6500万公里的行驶数据（每年会针对不同车型增加300辆数据采集，同时会接入第三方平台数据）。团队已经完成了在多项能耗标准、噪声标准和双积分政策中的导入。
2、RDE标定团队及主要业绩
RDE标定团队由中汽中心学科带头人、青年科技骨干及多名从事相关测试的专业工程师组成。团队深度参与了国六RDE测试方法、国六RDE实施细则以及国六配套标准轻型汽车实际道路测试技术规范的编制工作；团队率先开展并完成0 – 3000 m极端环境条件下的RDE测试标定工作，目前已服务10余家企业数十款车型的标定开发。
 
 
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