过不了新排放测试就卖不了车,欧洲车企的减排经怎么念
9月1日,欧盟开始强制要求汽车制造商进行WLTP(World Light Vehicle Test Procedure,全球轻型汽车测试规程)和RDE(Real Driving Emissions,真实路况驾驶排放)测试,这两项测试将取代原有的NEDC(New European Drive Cycle,新欧洲驾驶循环)测试。任何未经过WLTP认证的汽车都不能合法地在欧洲销售。
WLTP与NEDC的对比
这一政策目的是促使车企投入更多的资金用于提升产品的环保性能,减少氮氧化物的排放。更严格的排放标准将促使汽车企业投入更多的资金,用于提升产品的环保性能,以适应欧盟日渐趋紧的排放标准。
不过,由于准备时间较短,测试流程相当漫长,有车型不能及时通过WLTP认证,扰乱了车厂的生产,也影响车企的整体销量与净利润,给部分欧洲车企带来了不小的困扰。
1、浮夸
目前,欧盟所执行的测试规程为NEDC,日本执行的是JS08规程,美国执行的是EPA FTP75规程。至于我国的汽车测试规程则几乎完全借鉴自欧洲。
欧洲的NEDC测试体系中,整车的运行工况在绝大多数的时间里都位于稳态运行的工况下。这也使得在NEDC测试工况下所得到的油耗、排放等数据均低于用户的实际使用情况。相比于其后发布的JS08以及FTPFTP75测试规程,NEDC在测试持续时间、最高车速,匀速行驶占比等方面都有着较大的差距。
比如,在NEDC测试中,城郊循环测试时间高于市区循环,匀速工况占多数,当汽车在稳定行驶的工况下,油耗和排放水平肯定是较低的,但实际路况不会如此理想化,如果车速和发动机的转速不断变化,那么油耗和排放水平必然是增加的。测试出来的结果,自然要和正常使用的工况有很大出入。
上有政策,下有对策,这可不是中国的专利,只要有利益的地方,就会有人进行钻营,俗话说,道高一尺,魔高一丈。
在这样一套基于稳态工况打造的测试规程影响下,欧洲的汽车企业走上了小排量涡轮增压发动机和清洁柴油技术的节油减排技术发展道路,后来的排放数据做假也和这套测试规程脱不了干系。
在以城郊为主的测试过程中,小排量涡轮增压发动机在节气门开启角度不大、工况较为稳定的情况下,得益于其较小的燃烧室容积可以获得燃油效率以及较少的二氧化碳排放量。
这一技术能在NEDC循环中取得很低的二氧化碳排放数值,而这一优势在新规程下不复存在。涡轮增压车型在WLTP规程下测得的二氧化碳排放量将增加12%-16%。
而另一条节能减排之路——清洁柴油技术也面临着实际驾驶测试(RDE)的巨大挑战。目前,欧盟要求柴油车在实验室测试和实际驾驶测试之间的差距在2.1倍以内,这一标准到2025年将收紧至1.5倍。
而目前国际清洁交通委员会(ICCT)的调查显示,二者间的平均差距在7倍左右。为符合新规下的排放标准,车企将不得不为柴油车加装更为昂贵的后处理系统,这将显著削弱柴油车的市场竞争力。
2015年9月,大众“柴油车排放门”爆发,随后以非常猛烈的态势席卷了大众、奥迪、奔驰、宝马、菲亚特、雪铁龙、标致、雷诺等多个欧洲汽车品牌。柴油车在排放丑闻爆发后也难以重拾市场信心。
欧洲关于禁行柴油车的辩论更使消费者对柴油车失去了信心,柴油车的销量急剧下跌。据欧洲机动车生产销售协会的数据显示,2018年7月,柴油车在欧洲所售新车中的份额已从最高峰时超过60%跌至30%。
2、写实
为获得更符合实际的油耗和污染物排放数据,2009年起,联合国组织欧、美、日、印等地专家根据全球真实路况数据开始制定WLTP规程。
WLTP更接近实际路况驾驶,上图是WLTP的优势
该规程最终于2015年10月确定,目前,欧盟、日本和中国均计划采用该规程进行排放测试。中国计划在2020年7月正式生效的“国六”标准中部分引入WLTP测试规程。
相比于NEDC的规则,WLTP更加注重用户实际使用过程中的油耗表现和排放水平,测试多以变化的工况进行,同时增加了市区测试时的比重。
WLTP将车辆根据功率质量比分为三个级别(22及以下,22-34,34及以上),对于绝大部分的乘用车而言,功率质量比均会大于34,所以都属于三级的大功率车型。而部分的厢式车、客车等会归属到二级。
在每一个级别的驾驶测试中,WLTP规程又设定了能够代表全球城市道路、高速公路、山路等路况条件下的测试规程。每个部分的测试时间固定,但是加速度和速度曲线有所区别,并且通过最大车速来进一步的限制测试的准确性。
对于变速箱的换挡时间,也不得指定固定的换挡点,而是由WLTP提供一套通过计算后的换挡点算法,这套算法考虑到了满载工况以及满功率负荷曲线的情况。
虽然WLTP和NEDC一样,也采用了台架测试,但WLTP测试配合有真实道路测试的RDE规程。RDE测试中必须在测试中覆盖90%的路况,比如温度、海拔、负载、坡度、风向等诸多环境因素都有详细细则。同时测试行程中也应包含34%城市、33%乡村和33%高速公路驾驶循环,无限接近于现实工况,严重暴露了小排量涡轮发动机在负荷剧烈波动下耗油量、排放量甚至比同等输出自然吸气发动机更高的事实。
由于“排放门”的刺激,欧盟施行WLTP和RDE测试将首先针对在欧洲畅销的欧6标准柴油车型,对于柴油车型将公示出真实油耗和排放数据。
德国汽车工业协会(VDA)表示, WLTP工况的测试中更能体现车辆在真实路况下的排放表现。
来自www.fiches-auto.fr的数据显示,在欧宝Astra 系列车型的测试中,WLTP与NEDC测试的百公里油耗数值差距在1-2升,WLTP更高一些,更接近实际驾驶的情况。
欧宝Astra系列车型经过WLTP与NEDC测试后的油耗对比
据外媒Autocar报道,WLTP比NEDC测试出的二氧化碳排放量平均要高约15克/公里。据汽车行业信息咨询机构JATO称,WLTP比NEDC测试出的二氧化碳排放量平均要高约10克/公里,对于豪华车来说,要高差不多20克/公里。
经过WLTP测试后,二氧化碳排放量提升的数值
3、动荡
WLTP自2017年9月1日开始进行测试,对于已经在售的车款,欧盟规定必须要在2018年9月1日之前全数通过此测试,到期未通过规范的车型一律不得出售。
然而测试流程的改变拉长了认证时长,汽车厂商应对该测试的时间并不充足。即使欧洲有众多认证机构,一周六天、一天24小时全速运转,但是总共上千个车型需要逐一认证,有许多车型无法在规定期限前通过认证,从而导致停售、停产。
据IHS Markit的消息,由于WLTP的实施,德国乘用车市场9月份注册量下降了30.5%,至200134辆。
据该公司分析,这主要是因为市场上许多领先品牌在9月1日实行WLTP尾气排放和燃油经济性标准之前,提前注册了大量未通过WLTP认证的车辆,从而导致市场做出相应修正。
截止到9月1日前,大众旗下14款主要车型系列中只有一半符合WLTP标准,据称有200个车型需要在短时间内完成测试,而在满足WLTP标准之前,大众上述车型将暂停交付。
大众品牌9月注册量跌幅最大,达到61.9%,至20278辆,销量排名也从榜首落到了第四。而应对WLTP的实施比较得力的宝马,整体销量仅同比下滑1.2%,达到24,524辆,位居销量榜首。梅赛德斯-奔驰尽管销量也同样受到了WLTP的拖累,同比下滑了20.5%,仍以22,379辆的销量位居第二。第三名欧宝销量同比下降6.6%,至20,337辆。
德国市场理论上已经基本吸收了WLTP转换带来的巨大冲击,但对于部分车型,由于还将继续进行测试和认证程序,仍然有可能遭遇供应和订单瓶颈。IHS Markit分析,市场应该在今年最后一个季度稳定下来。
为了应对WLTP的冲击,欧洲车企除了改善现有车型的减排能力,停售了一些减排改善困难的性能车和大排量汽车,或是降低了发动机的功率。
比如大众及斯柯达在德国市场里取消了Golf R、Golf GTD、明锐RS这三款性能车的手动挡车型,而Golf GTI在欧洲直接停售。
宝马在欧洲市场停售了M3和M76Li;奥迪在欧洲停产了RS3车系,暂停生产SQ5;标致则在2018年6月底到10月初暂停了308 GTi的生产;保时捷也停止了某些车型的定制订单。
有的车型调低了功率,如大众集团的Golf R从原本228千瓦降低成220千瓦,并加装了新的排气管、西亚特Leon Cupra也从220瓦降为213千瓦。
二氧化碳排放量本来就较少的插电式混合动力车,由于在通过WLTP测试时,需要反复测试多次,首先在电池充满电的情况下测试,然后重复测试直到电池没电,所以插电混动车型的测试要比燃油车花费更长时间,二氧化碳排放量的测试数值与NEDC工况下测试的结果差距也更明显。
有些设计较早的插电混合动力汽车在使用WLTP工况进行排放测试时,所测得二氧化碳排放量还是超过了50克/公里补贴及格线,这使得车辆无法享受低排放补贴,导致德国多家车厂暂时停售不达标的插电混动车型,有的新车型推迟了发布。
根据《欧洲汽车新闻》(ANE)的报道,大众集团暂停了Passat GTE(2017年欧洲插电混动车销量第二名)Golf GTE(2017年欧洲插电混动车销量第四名)的生产;保时捷的主力插电混合动力车型Panamera轿车以及Cayenne SUV也暂时停产。
奔驰公司的S级和E级插电混合动力汽车推迟到11月后才会开始销售,而C级插电混合动力车型要等到明年才能开始销售。
4、应对
和中国一样,欧洲的新能源汽车市场也是在由政策驱动,各项鼓励政策和补贴措施影响着新能源汽车的市场走向。
欧盟委员会规定:车企2021年起在欧盟范围内所售新车的二氧化碳平均排放量不得超过95克/公里,在2025年二氧化碳排放目标降到68克/公里,到2030年,要求汽车制造商将二氧化碳的平均排放量,在2021年的基础上进一步减少30%。
每辆车每超过1克/公里就将被处以95欧元的罚款,对于产销量庞大的车企来说,如果不达标,每年或将面临数目巨大的罚金。
由于欧盟的二氧化碳排放指标是计算一家车企生产的所有汽车的平均排放量,故而车企可以通过生产零排放的纯电动车型和排放相对较低的混动车型来拉低平均排放水平。
因此,欧洲车企在小排量涡轮和清洁柴油两条减排路线都不太通畅的情况下,为了满足欧盟的排放标准,包括梅塞德斯-奔驰、宝马、奥迪、标致、雷诺、大众在内的汽车制造商都在纷纷转向扩大电动产品阵营,以避免高昂的罚款。
目前,纯电动汽车限于电池技术瓶颈远远没有突破,续航距离短,充电不方便,车辆成本较高,推广普及困难,氢燃料电池距离大规模量产也遥遥无期,远水解不了近渴,而欧洲车企在油电混动技术上远落后于日系车企,插电混动汽车或将成为欧洲厂商当下最佳的严格排放指标应对方案。
对于大多数欧洲车企而言,具备插电混动技术的车型可以大幅降低排放量,进入插电混动领域技术上难度并不大,也不需要投入太多的时间和成本,而且能为下一阶段新能源汽车技术的发展提供更多技术储备,在企业技术战略上也是最为合理的。
同时,插电混动车型更利于打消消费者关于全电动汽车续航里程、充电时间以及充电桩普及程度等方面的顾虑。
其实,还有一种更简单的低成本解决方案,就是在燃油车上加装48V电气系统。
通过增加48V电动机和小容量电池,以及电子涡轮、主动悬架系统、电子助力转向等装置,48V系统可为发动机提供额外动力,改善发动机在各种工况下的效率,并可改善车辆驾驶的舒适性,适应越来越多的大功率电子设备,还能利用车辆动能回收为电池充电。在NEDC工况下, 48V电气系统可以减少13%的二氧化碳排放量。
这种减排方法已经开始在欧洲车企的新车上普遍应用,虽然成本更低,但减排效果有限,满足2021年95克/公里的二氧化碳排放要求问题不大,但对于欧盟2025年将68克/公里的二氧化碳排放目标就有些吃力了。
因此,欧洲车企目前的减排技术路线还是聚焦在插电混合动力上。从大众高尔夫GTE开始,欧洲主要汽车厂商几乎都推出了插混车型。奔驰计划旗下车型均将推出插混版本,宝马、奥迪、大众、PSA等主流厂商也有类似规划。
对比传统的燃油车,插电混动车型在排放方面的优势还是很明显的。目前欧盟规定的平均排放量为130克/公里,来自JATO的数据,2017年欧洲汽车二氧化碳平均排放量达到118.1克/公里。
2017年欧洲销量最好的20个汽车品牌的二氧化碳排放值,以及与前一年的对比
众多豪华汽车品牌中,表现比较优秀的宝马二氧化碳平均排放量为每公里121.8克,而以大排量为主的保时捷的二氧化碳平均排放量为每公里177.7克。
与之相比,宾利添越Bentayga插混版二氧化碳排放量仅为75克/公里。新一代混合动力奥迪e-tron quattro二氧化碳排放量为50克/公里,沃尔沃XC90 T8 Twin Engine二氧化碳排量为49克/公里,宝马530e二氧化碳排量低于46克/公里,而第四代普锐斯插电式混动版的二氧化碳排放量更是达到了惊人的22克/公里。
插电混动车型还可以享受欧盟减排的超级信誉,任何一辆二氧化碳排放量低于49克/公里的车型,在2020年可以被认定为2辆车达标、2021年1.67辆、2022年1.33辆以及2020年1辆。
虽然如此,但相对于传统燃油车型,插混车型结构复杂,除了发动机,还要装电池、电机,无论是材料成本还是制造成本,都要大大高于传统燃油车,所以各国政府的补贴、税率优惠,对于提高插混的性价比,提升产品竞争力非常重要,毕竟价格和实用性、便利性会左右消费者的购车决策。
在大多数欧洲国家,汽车税收都是基于二氧化碳排放量缴纳,对于车队和公司而言,插电式混动车型最重要的优势之一就是可以享受更优惠的税率。
欧洲各国对插电混动汽车提供了不少的补贴,比如在德国,购买插电式混合动力车的车主将得到高达3000欧元的补贴。
法国也曾为二氧化碳排放量在21-60克/公里的油电混动汽车提供过1000欧元的补贴,但于2017年停止,目前PSA、雷诺等厂商正在呼吁恢复。
在英国,购买二氧化碳排放量低于50克/公里及电动模式下续航里程高于70英里的电动汽车及混合动力车可享补贴4500欧元(乘用车)。
在瑞典,二氧化碳排放量不超过50克/公里的插电式混合动力车可享20000克朗(约合2123欧元)的补贴。
正是因为对这些补贴的十分在意,导致了德国的车企宁可停产、淘汰旧新品,推迟发布新产品,也要努力保证插混产品二氧化碳排放合格,以获得补贴的资格。
欧洲2016年、2017年和2018年上半年电动车销量
据EV VOLUMES网站的统计,2018年上半年,欧洲电动汽车销量为19.5万辆,与2017年同期相比提高了42%,占欧洲轻型汽车总销量2.2%。而欧洲的电动车保有量已经突破100万辆。
2018年上半年欧洲电动车国家销量前15名及其与去年同期相比的增幅变化
在电动车销量中,纯电动车占51%,插电混动车占49%,已经基本追平了纯电动车的销量。
值得注意的是,销量居前的纯电动车都是体型娇小的小型车,比如日产聆风、雷诺Zoe和宝马i3,而插电混动的前几名则是三菱Outlander插电混动、大众Passat GTE和宝马530e这样体型比较正常的车辆。插电混动车辆明显更加实用,更符合消费者的出行需要。
2018年上半年电动车销量前15名的国家在欧洲电动车总销量中的占比
另外,与2017年同期相比,插电混动车的增速要大于纯电动车,为49%,而纯电动车增长了36%。
针对WLTP带来的市场短期动荡,车企们也是各显神通,随着车型设计的调整,安装更大的电池,或加装清洁装置,不少厂家的插电车型已经可以从容应对WLTP的严苛测试。
比如2017年欧洲插电混动车销量冠军三菱Outlander插电混合动力版车型,其在WLTP测试中二氧化碳排放量仅为46克/公里。
宝马公司530e已经通过WLTP工况相关测试,二氧化碳排放量46克/公里。宝马将在2019年上市的新款X5 xDrive 45e插电式混合动力车,二氧化碳排放量为49克/公里。
沃尔沃公司旗下的XC60插混车型是2017年欧洲插电混动车销量第三名,在基于WLTP工况的排放测试中,其二氧化碳排量低于50g/km。
2019年起,PSA将推出插电混动车型有DS 7 Crossback,标致3008、标致508、标致508 SW和欧宝Grandland X,二氧化碳排放量均低于49克/公里。
对付WLTP测试,在不久的未来对于欧洲车企将不是什么难事,相信在纯电动车型真正普及之前,插电式混合动力车作为车企的减排大招,在欧洲新能源汽车市场中还将扮演重要角色。-
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