RDE檢測技術簡介

RDE背景介紹

1.歐洲的空氣污染危機

幾乎所有的歐盟民眾都暴露在WHO認為空氣污染水平達到損害程度空氣中，接近三分之一的民眾都在違背歐盟所設立的、脆弱的空氣污染標準。因此，歐盟委員會對18個成員國啟動侵權訴訟，由於這些國家違反了歐盟PM10或NO2限值標準。同時，嚴重的空氣污染導致每年40萬人的早亡，是道路交通事故的10倍。年均空氣污染成本預計在每人每年1000歐元到2000歐元之間，且因空氣污染致死人數相當於每年弗洛倫薩死亡人口數量。

2.空氣污染的元兇——柴油車

歐洲城市空氣污染物NOX水平並沒有改善的主要原因在於柴油車在真實生活中排放的污染物與歐洲標準所規定的限值差距巨大。歐洲標準的設計初衷是為了限制機動車排放空氣污染物的數量，自1990年開始實施起就不斷改進和加嚴，但是過時的實驗室檢測和汽車廠商擅長的「循環作弊」技術都巧妙的避開了檢測限值，人為降低了檢測結果但是實際道路上排放並未減少。真實世界柴油車排放範圍顯示，自2000年歐3標準實施以來，真實NOX排放幾乎沒有任何改進。下圖所示為典型柴油車NOX排放與限值標準。

根據研究結果顯示，從歐3到歐5，道路機動車產生的NOX排放要比限值多5到10倍。因此，歐盟委員會在2007年啟動歐6立法程序的時候要求重新審視目前的NEDC測試規程，以保證能夠充分反映機動車道路實際排放水平。但是經過汽車企業的遊說，RDE檢測規程的引入被一度擱置。

3.歐6標準下機動車排放水平止步不前

歐6限值在2014年9月1日正式生效，但是歐6檢測的陳舊致使柴油車NOX排放過高的問題仍未得到解決。近期ICCT的研究顯示，經過對15輛達到歐6標準或接近歐6標準的機動車進行檢測後發現，各抽樣車型一般超過柴油車NOX排放標準80mg/km約2-22倍，平均每輛車超過歐6限值7倍，僅一輛車達到排放標準。排放分析報告顯示2014和2015年隨機抽樣檢測的NOX排放水平有所進步，但也平均超過歐6限值的5倍左右。

ICCT檢測15輛樣車中14輛車均有不同幅度超標

ICCT研究發現，高比例的NOX排放集中在幾秒鐘內出現排放峰值，大多數情況下不能歸因於極端駕駛或非正常駕駛，而是由於發動機負載瞬時增加，比如上坡行駛或從靜止狀態下的持續加速，或柴油顆粒物過濾回收。但是對有些柴油車而言，NOX排放甚至在正常情況下的表現更差。

4.大眾集團柴油車排放門事件

2015年9月美國環境保護署EPA與加州空氣資源委員會CARB對大眾下部分柴油車進行抽檢，發現抽檢車輛全部污染物排放超標，部分車型超標15-35倍。此前2013年西弗吉尼亞大學的研究團隊受ICCT委託5萬美元的研究項目，對部分車進行排放檢測。其試驗結果已經直指大眾尾氣排放造假，並發布於論壇，兩年後EPA根據ICCT提供的試驗依據，得以驗證最終試驗結果。

面對大眾排放造假事件，大眾集團不得不召回近50輛涉事柴油車，同時也需支付消費者和經銷商巨額的賠償金（超過150億美元），2016年11月EPA宣布由於大眾的積極處理措施，取消對大眾集團的上訴決定。

雖然大眾此次「破財消災」，但是柴油車的尾氣污染物排放時間給歐洲汽車製造商乃至歐盟官方敲醒了警鐘。2015年底，歐盟委員會對RDE的立法規程開盡綠燈，對機動車技術委員會關於「2.1和1.5」的合規因子提案予以妥協。

RDE檢測規程的提出

為了保證實現歐6階段下柴油車道路實際的低排放，新的真實世界駕駛排放RDE檢測規程將在2017年9月正式引入。RDE檢測將使用PEMS（攜帶型排放監控系統）設備作為檢測柴油車NOX排放的工具。屆時將是世界首次採用非實驗室、真正上路試驗的方法。此外，PEMS也是當前世界上最檢測真實排放的最佳技術。

PEMS設備展示

RDE重要的里程碑在2015年5月，檢測規程的技術參數正式被歐盟理事會(European Council)批准。但是一些主要內容仍然需要最終敲定，比如執行的日期和限值的鬆緊程度。限值的鬆緊程度早在2007年歐6提出時已明確給出柴油車NOX的限值為80mg/km，但是歐盟委員會和成員國提出引入所謂「合規因子」或「一致性因子」，通俗來講其目的是為限值合規開後門，具體來說由於RDE的引入，必然導致汽車在尾氣檢測時遭遇排放值遠劣於NEDC條件下的表現，為避免出現由於未通過型式認證而造成柴油車大規模的「停產」現象，歐盟委員會在汽車製造商的呼籲下提出合規因子，經過近兩年時間的談判，歐盟委員會與歐盟機動車技術委員會TCMV達成一致意見，具體參數如圖所示：

根據已達成一致的RDE測試規程規定，汽車製造商必須通過兩步走來減少實際排放差異與檢測差異：

1.汽車製造商將對2017年新車型的合規因子調整為最大2.1（2019年9月對所有新車）；

2.考慮到誤差的技術邊際，2020年1月新車型的合規因子將調整到1.5，2021年1月起所有新車都將為1.5。

RDE檢測流程

根據英國交通部（Department for Transport）的研究報告指出，RDE試驗有兩項重要的特點。首先，被檢測車輛將不會有速度曲線要求，因此不會被類似大眾在車上安裝的defeat device偵測處於檢測狀態（defeat device是指為檢測合規而安裝的實效裝置，將這一設備安裝在車輛上會自動識別車輛是否處於檢測狀態，一旦確認處於檢測狀態，實效裝置將關閉部分排放功能），便於獲得真實行駛中的排放數據；另外，實際道路檢測時，必須覆蓋90%歐洲路況，包括地形、天氣因素。根據REGULATION (EU) 2016/427規定，現概括RDE檢測流程與要求如下。

檢測流程總則：

1.接受RDE檢測的測試車輛應以正常的駕駛方式、駕駛條件和負載進行。

2.汽車生產企業應向認證機構對所選車輛進行示範，駕駛方式、駕駛條件和負載均需代表所選車輛系族。負載與海拔要求將在事前決定是否符合RDE檢測要求。

3.認證機構應當提出城市、鄉村和公路不同環境下的測試行程，對於行程選擇上，城市、鄉村和公路的定義應基於地形圖。

4.若車輛行車電腦數據的收集會對汽車PEMS測試的排放或性能產生影響，則應視作不合規，這樣的功能性裝置將被視為失效裝置。

邊界測試條件：

汽車負載和測試重量：汽車基本載重應包括駕駛員（75kg）、檢測證人（如適用）、檢測設備（包括懸置系統和供電設備）。為了達到檢測目的，可能會在測試車輛上增加額外的載重，但車輛基本質量與額外載重質量不得超過額定成員質量（不包括駕駛員）與裝貨質量之和的90%。

環境條件：檢測需要一定的環境要求下進行，若溫度或海拔條件超過預設，則環境條件也需要進行相應調整。

1）適當的海拔條件：海拔不高于海平面700米以上。

2）擴展的海拔條件：海拔高于海平面700米以上，不高於1300米以上。

3）適當的溫度條件：大於或等於0攝氏度，不高於30攝氏度。

4）擴展的溫度條件：大於或等於-7攝氏度，低於0攝氏度；或高於30攝氏度不高於35攝氏度。

動力條件：包括道路坡度、風向以及駕駛動力（包括加速度和減速度）以及關乎測試車輛的能耗和排放的配件系統。動力條件正常性的驗證應在試驗結束後使用PEMS數據進行。

車輛條件及運行：空調系統或其他配件設備的開啟應符合真實駕駛情境。

汽車裝配能量回收系統：略

測試行程設置：行程序列應包含城市、鄉村和高速公路駕駛循環，且三種循環間應保持連續性。當駕駛穿越城市地區時，鄉村循環可與城市循環自由切換。高速公路循環可與城市或鄉村循環切換，如當經過收費站或道路作業區域時，若其他檢測順序由於實際因素有所調整，在獲得認證機構的許可後，則城市、鄉村和高速公路循環的順序可隨之更改。

1）城市循環車速應不超過60km/h。

2）鄉村循環車速應在60-90km/h之間。

3）高速公路車速應保持在90km/h以上。

4）測試行程中，根據汽車行駛速度，城市循環應佔總里程的約34%，鄉村佔33%，高速公路應佔33%。「約」是指誤差不超過±10%。且城市循環不應少於總里程的29%。

5）車速理論上不應超過145km/h。最大速度允許超過限速15km/h以內且不應超過高速公路循環總時長的3%。地方法規的限速仍然需要遵守，但是由於不遵守地方交通法規所引起的超速不會導致試驗結果無效。

6）城市循環的平均時速（包括停車）應在15-30km/h之間，停車時間，即時速小於1km/h的狀態應至少佔城市循環總時長的10%。且城市循環應有幾個停車時間應不低於10秒的狀況。但是停車時間過長，比如一次停車時間超過城市循環停車總時長的80%則應避免。

7）高速公路駕駛的速度區間應參考90-110km/h，其中超過100km/h時速的時間應保持在5分鐘以上。

8）一次RDE檢測總時長應在90-120分鐘之間。

9）起止點的海平面高度差距應在100米以內。

10）每個測試循環的最小行駛距離為16km。

其他要求：

1）PEMS設備的充電裝置不能接車輛的電汽系統。

2）測試道路應為鋪面道路或街道，不允許在非道路上行駛。

3）應在歐盟規定的工作日進行。

4）發動機第一次點火後，應避免長時間怠速狀態，若發動機在測試過程中熄火，可重新啟動，但數據採樣不會中斷。

潤滑油、燃料和化學試劑：略。

不合規懲罰

RDE將作為歐盟未來型式認證的重要組成部分，若檢測不合規，則車輛無法獲得合格證，新車將無法上市。已上市的車輛，可由第三方機構進行檢測，若發現不合格則會對型式認證有效性結果產生影響。

歐盟當前與未來排放檢測研究時間表：

就歐盟汽車排放檢測結構而言，根據下面的時刻表，歐盟委員會仍需要解決下列相關污染物問題：

日期

行動

備註

2015年

啟動RDE對柴油車NOX檢測的監控和報告。

2016年

對顆粒物數量的檢測方法最終確定，對監控和報告展開測試；冷啟動和能量回收加入RDE檢測規程中。

2017年

第一階段合規因子2.1適用於所有新申請型式認證車型（乘用車和廂式車的柴油機NOX）；確定RDE中其他檢測物和CO2的檢測規程。

2018年

第一階段合規因子適用於所有已註冊柴油車，以及顆粒物數量限值適用於所有已註冊車輛。

2019年

第二階段合規因子1.5適用於所有新認證柴油車車型的NOX排放，以及所有車的顆粒物數量排放。

2020年

第二階段合規因子1.5適用於所有已註冊柴油車，顆粒物數量限值適用於所有已註冊車輛；

RDE檢測適用所有新註冊車輛的所有污染物測試；

歐盟委員會提出乘用車、廂式車和貨車的歐7限值，聯合柴油和汽油車的限值，確保達到空氣污染物限值標準。

2025年

歐7限值適用於所有新認證車型。

2026年

歐7限值適用於所有已註冊車型。

RDE對我國相關研究的啟示

RDE可作為油耗數據核查的重要手段。RDE作為WLTP檢測規程的輔助檢測規程，其目的是為了縮小實際排放與實驗室認證排放間的巨大差異。基於此，國外相關機構如ICCT提出RDE是否可以應用在油耗檢測的可能性，目前歐盟官方尚無明確的說法，但是利用PEMS設備進行油耗檢測以及合規因子的配合使用，不難實現油耗的採集與監控。2017年後，歐盟將正式淘汰被詬病為落後的NEDC測試循環，而我國將繼續使用這一循環對油耗和排放進行檢測，同時中國工況CATC預計將在2018年研發階段完成，但是能否替代NEDC循環以及何時交付使用仍然未知。雖然我國不具備讓RDE在型式認證中決定油耗或排放合規的基礎，但是為解決工信部油耗與實際油耗之間的差異性，可以引用RDE的原理和理念解決油耗核查問題，通過設置合規因子與RDE油耗數據相配合，起到油耗數據核查的效果。（如圖所示,英國交通部根據RDE對部分歐6柴油車型的NOX排放檢測結果）