轻型汽车实际行驶排放法规进展研究

摘要：实际行驶排放（RDE）已成为国六和欧六排放法规中的重要测试方法，RDE测试方法的持续修订确保了测试结果更能反映车辆的实际使用排放特征。根据轻型汽车欧六标准的历次修订内容和实施要求，系统总结了最新欧六e标准与国六标准在RDE测试方法中的主要异同，介绍了欧七预研标准草案中RDE测试的主要修订及限值要求，进而为出口车型开发提供参考依据。

关键词：轻型车；实际行驶排放；欧六标准；国六标准

中图分类号：U461；G307 收稿日期：2023-11-02

DOI：1019999/jcnki1004-0226202311003

1 前言

随着经济社会发展，机动车保有量激增，机动车所造成的环境污染问题也日益严重，世界主要国家和地区通过制定越来越严苛的排放法规以期减少环境污染。较多研究表明，型式认证所采用的试验室工况测试结果与机动车实际行驶排放存在较大的差异，并且随着法规逐渐加严，这种差异也逐步扩大，进而使便携式车载排放测试系统（portable emission measurement system，PEMS）越来越多地应用于机动车排放测试中[1-4]。起初PEMS被美国和欧洲应用于重型车辆和非道路移动机械的排放监管检查中，随着测试技术发展PEMS设备的技术进步，这种实际道路测试方法逐步引入到型式检验测试中[5]。

2016年3月，欧六法规修订中首次引入了轻型车实际行驶排放测试（real driving emission，RDE），此后经过4次修订于2023年颁布了欧六e法规，RDE测试方法、要求与初版发生了较大改变[6-12]。同时欧洲于2022年开始了欧七标准制定工作，成立了专门的工作小组CLOVE，于2022年11月发布了欧七标准草案，虽然该标准还未被正式批准发布，但草案中RDE测试方法与欧六标准发生较大改变。中国参考欧洲RDE标准第二阶段研究内容制定了国六排放标准，RDE测试首次纳入我国轻型车排放法规中，2023年7月1日开始实施RDE限值要求[13]。我国第七阶段标准预研中也成立了RDE预研工作组，标准修订正在稳步推进中。同时联合国车辆法规协调论坛（WP.29）也在1958议定书下参考欧洲法规制定了联合国实际行驶排放法规（UNR RDE），未来将在国际推行RDE测试。

本文系统介绍了欧洲及中国轻型车辆实际行驶排放法规现状及草案进展，对比了法规差异及未来发展趋势，为企业出口车型开发提供参考依据。

2 欧六排放法规修订及实施现状

2007年、2008年欧洲陆续颁布了轻型车欧五和欧六排放法规（EC）No 715/2007和（EC）No 692/2008，后续经过近10余次修订成为了目前正在实施的为欧六e阶段标准（EU）2023/443，表1所示为欧六标准的历次主要修订情况，目前欧六标准已纳入了RDE、在线能耗监测要求（On-board Fuel and/or Energy Consumption Monitoring Device，OBFCM）、14 ℃ CO2修正等测试方法，形成了较为全面的排放控制体系。

欧六标准实施分为5个阶段，以轻型乘用车为例，表2为各个阶段的实施日期和主要实施内容，目前已经实施欧六e阶段标准，由于设备测试精度提高，RDE符合性因子也持续减小。同时随着插电式混合动力车型续驶里程的增加，OVC-HEV车型纯电利用系数计算方法也在持续更新。

3 欧六e实际行驶排放法规与国六标准差异

2016年欧六标准修订首次引入了RDE测试要求，后续标准进行了多次修订目前正在实施RDE第五阶段标准要求，以最新颁布的欧六e标准为基础，分别从限值、边界条件、数据处理方法等6个方面与国六标准进行对比研究。

3.1 排放限值及符合性因子（conformity factor，CF因子）

以M1类汽油车为例，表3为欧六和国六标准限值对比，可以看出国六标准对于排放限值大幅加严，欧六标准限值与国五标准限值相当，同时欧六标准中PN限值仅要求直喷汽油车进行测试。对于RDE排放，限值为试验室工况排放限值乘以符合性因子，仅要求NOx和PN，国六标准限值为常温排放限值乘以2.1的符合性因子，欧六CF因子经过多次修订，对于NOx历次CF因子分别为2.1、1+0.5（2016/646）、1+0.43（2018/1832）、1+0.1（2023/443），PN分别为1+0.5（2017/1154）和1+0.34（2023/443）。

3.2 边界条件

RDE测试时规定了温度和海拔边界条件，测试需要在该边界条件内开展才有效，具体的边界条件如表4所示，欧六e第二阶段将普通温度条件扩展到35 ℃，扩展温度条件扩展到38 ℃。欧六标准的扩展系数为1.6，同时要求对于温度和海拔条件同时处于扩展范围时，扩展系数仅可使用1次，计算CO2排放时不使用扩展系数。

3.3 行驶路线要求

欧六e对于RDE行驶路线未进行大的修改，由于部分车辆有限速要求，因此增加了限速车辆的特殊条款。对于限速90 km/h的车辆，市郊行程车速应在60～80 km/h之间，高速行程车速应在80 km/h以上；对于限速100 km/h的车辆，高速行程车速应高于90 km/h至少5 min以上。同时规定，对于限速X km/h的车辆，高速行程需覆盖X-10～X km/h，同时车速高于X-10 km/h至少5 min。

3.4 车辆状态及预处理要求

与国六标准有所不同，欧六标准要求RDE测试前车辆至少行驶3 000 km以上，同时规定对于OVC-HEV车型，可以在任意模式下开展测试，对于冷启动RDE测试也增加了车辆预处理要求。预处理过程为车辆应在公共道路上行驶至少30 min，可以采用市区、市郊、高速各行驶10 min或者最低平均车速高于30 km/h行驶30 min，预处理完成后需要浸车6～72 h后才可开始测试。

3.5 行程有效性评价

欧六标准RDE测试行程有效性评价主要包括行驶路线及行程验证、累计海拔高度增加量验证、行程动力学校验、CO2移动平均窗口法验证等，有效性验证流程如图1所示，与国六标准的主要差异在于CO2移动平均窗口法的公差不同，图2为国六标准中CO2特性曲线，其中tol1为基本公差带，tol2为扩展公差带，分别为25%和50%，RDE测试时要求50%以上的市区、市郊和高速窗口需要位于特性曲线的基本公差范围内，P1、P2和P3点分别为WLTC循环低速、高速和超高速阶段的CO2排放和循环平均车速在特性曲线上的对应点。欧六标准和国六标准主要差异有以下三点。

a.CO2特性曲线的P1、P2和P3点未乘以1.2、1.1和1.05的修正系数。

b.对于传统车辆和非插电式混合动力车辆，CO2特性曲线保留了基本公差，对于市区行程，上偏差tol1H为45%，对于市郊和高速行程，上偏差tol1H为40%，市区、市郊和高速行程下偏差都为tol1L为25%。

c.对于插电式混合动力车辆，上偏差与传统车辆相同，无下偏差。

3.6 数据处理方法

对于欧六RDE标准，在第一、第二版中数据处理方法包括CO2移动平均窗口法和功率等级分组法两种，后续修订版本对数据处理方法进行了系统性修订，最终排放结果采用里程平均排放乘以一个不大于1的评价因子来获得，CO2移动平均窗口法仅用于行程有效性评价，而国六标准采用CO2移动平均窗口法来进行数据处理。

对于所有类型车辆，欧六标准最终的RDE结果都采用下式计算：

[MRDE，k=mRDE，k×RFk] （1）

式中，[mRDE，k]为行程比排放结果，g/km；[RFk]为一个小于等于1的结果评价因子，取值与RDE测试和试验室WLTC工况测试时的CO2排放比值相关，按照表5的公式计算，其中RFL1和RFL2分别为1.3和1.5。图3所示为结果评价因子。

对于传统车辆，市区行程rk采用WLTC循环市区和市郊阶段的CO2排放量计算，对于非插电混合动力车辆市区行程rk采用整个WLTP测试的CO2排放量计算。

对于插电式混合动力车辆OVC-HEV，rk按照下式计算：

式中，[MCO2，RDE，k]为RDE测试时CO2排放量；[MCO2，WLTC，k−CS，t]为电量保持模型下WLTC循环CO2排放量；[dICE，k]为RDE测试中发动机起动时刻的行驶里程；[dEV，k]为RDE测试行程中纯电机运转时的行驶里程。

3.7 型式认证要求

欧六标准要求，不必所有车型都需要开展RDE测试，可将具有相似排放特征车型组成“RDE系族”，根据标准要求，挑选系族中部分车辆开展型式认证测试，后续也可对该系族进行扩展。型式检验时根据系族中包含的车型数量选择相应数量的车型开展RDE测试，车型选择时应尽可能能覆盖不同技术特征车辆，具体的试验车辆数如表6所示。同时引入了热启动RDE（测试开始时冷却液温度或者机油温度高于70 ℃）测试，每个系族中应至少开展一次热启动RDE测试，同时制造商也可以声明RDE测试时结果的最大值。

4 欧七RDE法规预研进展

2022年11月，欧盟委员会发布了欧七草案，后续将提交欧洲议会和欧洲理事会审查，目前还未发布最终版本，草案中引入了10 nm PN排放、NH3排放、制动轮胎颗粒物排放、电池耐久性等要求，RDE实际行驶排放测试将会成为欧七法规的主要测试方法，草案中RDE测试边界条件和限值发生了较大改变，具体的技术细节未公布，表7所示为欧七标准草案中M1、N1类车辆测试边界条件。

与欧六不同，欧七RDE标准为了便于监管，测试时不再限定行程的组成，即不必每个行程行驶里程都超过16 km，可以开展任意里程下的RDE测试，因此也修订了新的RDE限值要求。对于总行驶里程小于10 km的测试，以NOx排放为例，限值为总NOx排放克数不超过600 mg，而对于总行驶里程大于10 km的测试，NOx排放限值为60 mg/km，如图4所示。

5 结语

RDE已成为国六和欧六排放法规中的重要测试方法，欧六法规持续修订，符合性因子、测试边界条件、行驶路线、数据处理方法、行程有效性判定以及型式认证要求等都进行了修订，欧七标准草案RDE测试可在任意行驶路线下开展，边界条件也覆盖了欧洲大多数环境条件，RDE测试结果更能反应车辆实际使用时的排放特征，我国第七阶段标准制定也将参考欧七标准研究进展，制定符合我国实际行驶特征的RDE测试方法。

参考文献：

[1]Johnson T V Review of vehicular emissions trends [J]SAE Tech Paper， 2015-01-0993

[2]Jerzy M，Jacek P，Piotr B，et alAnalysis of emission factors in RDE tests as well as in NEDC and WLTC chassis dynamometer tests[J]SAE Paper 2016-01-0980

[3]John M，Dirk B，Cecile F An assessment of emissions from light-duty vehicles using PEMS and chassis dynamometer testing[J]SAE Paper，2014-01-1581

[4]葛蕴珊，丁焰，尹航机动车实际行驶排放测试系统研究现状[J]汽车安全与节能学报，2017，2（8）：111-121

[5]朱庆功，杨正军，温溢，等轻型汽车实际道路行驶与实验室工况污染物排放对比研究[J]汽车工程，2017，10（39）：1125-1135

[6]（EU）2016/427， Amending regulation （EC）No 692/2008 as regards emissions from light passenger and commercial vehicles （Euro 6）[S]

[7]（EU）2016/646，Amending Regulation （EC） No 692/2008 as regards emissions from light passenger and commercial vehicles （Euro 6）[S]

[8]（EU）2017/1151， Supplementing regulation （EC） No 715/2007 of the European Parliament and of the Council on type-approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles （Euro 5 and Euro 6） and on access to vehicle repair and maintenance information， amending Directive 2007/46/EC of the European Parliament and of the Council， Commission Regulation （EC） No 692/2008 and Commission Regulation （EU） No 1230/2012 and repealing Commission Regulation （EC） No 692/2008[S]

[9]（EU）2017/1154，Amending regulation （EU） 2017/1151 supplementing Regulation （EC） No 715/2007 of the European Parliament and of the Council on type-approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles （Euro 5 and Euro 6） and on access to vehicle repair and maintenance information， amending directive 2007/46/EC of the european parliament and of the council， commission regulation （EC） No 692/2008 and commission regulation （EU） No 1230/2012 and repealing regulation （EC） No 692/2008 and directive 2007/46/EC of the european parliament and of the council as regards real-driving emissions from light passenger and commercial vehicles （Euro 6）[S]

[10]（EU）2018/1832， Amending directive 2007/46/EC of the european parliament and of the council， commission Regulation （EC） No 692/2008 and commission regulation （EU）2017/1151 for the purpose of improving the emission type approval tests and procedures for light passenger and commercial vehicles， including those for in-service conformity and real-driving emissions and introducing devices for monitoring the consumption of fuel and electric energy[S]

[11]（EU）2023/443，Amending regulation （EU）2017/1151 as regards the emission type approval procedures for light passenger and commercial vehicles[S]

[12]Proposal for a regulation of the european parliament and the council on type-approval of motor vehicles and engines and of systems， components and separate technical units intended for such vehicles， with respect to their emissions and battery durability （Euro 7） and repealing Regulations （EC） No 715/2007 and （EC） No 595/2009[S]

[13]GB 183526-2016 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）[S]

作者简介：

朱庆功，男，1989年生，高级工程师，研究方向为机动车排放测试技术。