崔东树 2019/2/11 9:32:11 盖世大V说

工信部《乘用车燃料消耗量限值》和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》的制定,已形成征求意见稿,近日开始征求意见。这是影响未来5年乃至中期行业节能减排规划线路和企业应对的重要的指引性文件,意义重大。

在2016-2020年的4阶段油耗快速收紧的压力下,2021-2025年的五阶段油耗又进入规划阶段,在五阶段的油耗指标压力更为严峻。测试环境NEDC转型全球统一轻型车辆测试循环(WLTC),这将是对现有技术线路的较大压力,在欧洲柴油门事件后2018年欧洲发生的车企阵痛的油耗压力可能在未来中国也会重演。由于中国的乘用车节能的重要方式是新能源车冲抵油耗,因此未来的电动车和插混车型仍是发展的重点。48伏等的节能效果有限,因此五阶段的发展进一步推动电动车和插混车型的较快发展,将形成接替新能源补贴的促进节能与新能源协同发展的重要政策。

一、明确每升柴油比汽油碳排放高9.7%

我们始终反对乘用车的柴油化线路,这也是诸多原因的。柴油是国家的战略储备资源,对国家能源安全的重要性比汽油更高。在2009年开始,饶达老师和我就始终坚持反对柴油化的节能线路。在4阶段油耗的计算中,我就提出建议柴油车和汽油车的油耗标准要差异化,不能鼓励柴油车。

欧洲柴油车线路被否定也是好事。柴油车油耗低、扭力大、寿命长,欧洲柴油机可是能和丰田混动相提并论的省油黑科技。前几年还放出豪言要将清洁柴油技术推向全球的欧洲汽车品牌快速放弃了柴油车计划。文德恩坚信柴油车将是大众未来几年获取成功的决定性因素。2015年9月,由于柴油门事件文德恩被迫辞职,这次丑闻和随之而来的余波反而在拯救整个德国汽车业。


此次中国轻型车的5阶段油耗表混也开始明确柴油车的指标计算问题,这是很好的事情。

此次《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》明确与目标值对应CO2排放量的参考值计算:对于燃用汽油的车型为2.37×103,燃用柴油的车型为2.60×103,g/L

按此指标,柴油车的同等容量的碳排放是汽油车的109.7%,高出近10%的碳排放也是柴油车的较大指标压力。但这样的调整进一步明确了汽油车和新能源的发展线路,是很好的政策完善。 

二、NEDC转型WLTP测试

1、5阶段目标下降9%似乎较好


 

根据上述征求意见稿的公式测算主流两排乘用车的油耗目标值。目标值起点是1090公斤,这也是给重量段较轻的小型车更好的政策支持。 

根据5阶段的特定重量点的测算油耗对比各阶段指标的变化,似乎五阶段的油耗降低9%左右,相对4阶段的下降25%以上的幅度,似乎并不是压力很大。

从收集数据在不同质量段的分布情况对比看线性回归分析结果显示WLTP比NEDC试验结果平均高约10.57%,其中在大质量段的差距大于低质量段。因此从5升目标降到4升,相对5升下降20%。

但5阶段的测试方法的变化影响巨大,这也是5阶段的重要特征。

2、中国2021年实施WLTP



此次政策目前明确要求:燃料消耗量的测定:

汽油、柴油、两用燃料及双燃料车辆的燃料消耗量应按GB/T 19233、 采用全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)进行测定。可外接充电及不可外接充电式混合动力车辆的燃料消耗量应按GB/T 19753、采用全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)进行测定。。

具体操作:

1)    2025 年以前轻型汽柴油车暂且采用 WLTC 即与排放标准相协调,以减轻企业负担; 

2)    实现《规划》2025 年乘用车油耗平均 4.0L/100km 目标不变,根据新、旧试验方法对比对总体目标进行相应换算; 

3)    五阶段目标值及限值将基于WLTP重新确定,并在2021年一次性完成从NEDC向WLTC的过渡。

但这实际是油耗测试方法变化带来的油耗上升,需要一个转化过程,因此2021年的油耗压力逐步体现。

政策明确:对新申请型式批准的车型,自2021年1月1日起开始实施;对已获得型式批准的车型,自2023年1月1日起开始实施。

分析看,2021年后按WLTP的申报的油耗管控经验不足,应该绝大部分企业抓紧2020年按照NEDC申报新车型。 

3、NEDC测试规程的小排量增压

NEDC测试规程是新欧洲驾驶循环的简称,这套测试规程自上世纪九十年代诞生,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。持续时间1180s,行驶距离11km,最高车速120km/h。市区循环和市郊循环分别占比66%和34%,其中市区循环由4个重复的单元构成,每个单元包括15个不同工况,市郊循环包括13个工况,基本上是匀加减速或匀速的工况,对于企业来说标定。测试温度20-30℃。

在NEDC的测试循环中,城市运转循环为195秒,包括启动、加速、减速停车等几个阶段,而这几个阶段中又包含了几十秒的匀速运转。城郊运转循环为400秒,同样的,匀速运转的工况也占据了绝大部分的测试时间。一来是城郊循环测试时间高于市区循环,二来匀速工况占多数。这显然是一套基于发动机小负荷情况下的稳态工况的测试规程。测试出来的结果,低于正常使用的工况有很大的出入。

这也使得在NEDC测试循环下所得到的油耗、排放等数据均低于用户的实际使用情况。相比于同时期所执行的日本JC08以及北美的FTP75测试工况,NEDC都要对汽车企业友好得多。

 小排量增压优势:在以城郊为主的测试手段下,小排量涡轮增压发动机相比于同功率输出的大排量自然吸气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小的二氧化碳排放量。

小排量增压问题:但是在工况变化较为剧烈,节气门开度较大等工况下,大排量自然吸气发动机得益于较大的后备动力储备,在燃油经济型以及排放方面又更具优势。这也就是为什么大排量的车型在节气门全开的高速行驶时油耗差异与小排量车型不太大的主要原因。

结果:在NEDC基于稳态工况打造的排放测试规程中,欧洲的汽车企业也由此走上了一条小排量涡轮增压发动机的技术发展道路。

4、WLTP测试规程-新技术线路?

WLPC工况:属于瞬态循环,持续时间1800s(比NEDC多了620秒),行驶距离23.25km(长了一倍多),最高车速131km/h。按照功率质量比和最高车速对车辆进行分类,乘用车适用于Class 3测试工况循环,包括低速段、中速段、高速段、超高速段四部分,测试温度23℃。与NEDC相比,WLTC循环测试时间延长约10分钟,测试工况、温度等与实际驾驶情况更为接近,能更好地反映车辆的真实油耗。

由于NEDC测试工况相对宽松,与实际驾驶环境的差距越拉越大,欧洲柴油门后,完善乘用车油耗测试标准成为焦点。

2018年年9月1日开始,欧盟将强制实行新的尾气排放测试循环标准WLTP(全球统一轻型车辆测试程序)和RDE(实际驾驶排放)。考虑到欧洲部分车企普遍作假的现实,新标准测试范围拓展到了超细颗粒物,而且测试时间延长,测试速度和换挡条件也比以前复杂。

相较于之前的NEDC测试。由于新标准让车型的认证成本增加,时间几乎是之前NEDC时期的两倍之多。因此很多企业来不及适应新标准。中国也是老车型在2023年实施较好。2020年是新车的集中上市年。 

三、国内车企的欧洲线路--尴尬

当结果证明德国车企都在柴油门和排放规程普遍作假时,10年前中国车企的技术线路去日学欧面临巨大的问题,这是应该反思的。

我们乘用车从日本线路转到欧洲线路,是否合理,问题为何出现,如何实施中国自主的技术线路,都是巨大的风险性课题。

1、技术线路影响

WLPC工况:属于瞬态循环,持续时间1800s(比NEDC多了620秒),行驶距离23.25km(长了一倍多),最高车速131km/h。。

判断1:WLTC循环时间更长,使冷启动对整个循环的影响下降;

判断2:WLTC怠速比例大幅下降,5次启停较12次启停的启停次数减少,削弱了怠速启停和混合动力等技术的节油效果;

判断3:WLTC循环平均速度、最大速度、最大加速度等都有提升,使车型负荷增大,油耗增加,对大排量、大功率、多挡化车辆更有利。 

2、目前国内车企的技术线路偏欧系

当年中国车企都是学日本的的,90年开始大量车型从日本引进,丰田、大发、铃木等对中国汽车技术进步贡献巨大。但2006年后,随着技术线路的欧系化趋势,我们的车企进入欧洲线路的速度很快。

在NEDC的测试循环中,城市运转循环为195秒,包括启动、加速、减速停车等几个阶段,而这几个阶段中又包含了几十秒的匀速运转。城郊运转循环为400秒,同样的,匀速运转的工况也占据了绝大部分的测试时间。一来是城郊循环测试时间高于市区循环,二来匀速工况占多数。这显然是一套基于发动机小负荷情况下的稳态工况的测试规程。欧洲测试出来的结果,自然要和正常使用的工况有很大的出入。

在这样一套基于稳态工况打造的排放测试规程中,中国车企随着欧洲的汽车企业也由此走上了一条小排量涡轮增压发动机的技术发展道路。

目前国内车企的技术线路已经从日系转为欧系技术线路,也就是小排量增压为主的线路,似乎节油和动力效果维持很好的平衡。

但随着NEDC试验转WLTP测试很多问题会更严重的暴露。导致增压车型的压力巨大。这样的自主品牌的实际油耗效果将有巨大分化,部分车型的油耗压力剧增。

3、小排量增压的压力大

目前国内车型即是油耗测试用NEDC工况,国六排放测试用WLTP工况,全球只有中国是需要企业同时做两遍不同工况的台架试验实现指标。

有日本工况和美国工况和欧洲工况,多种选择。在以城郊为主的测试手段下,小排量涡轮增压发动机相比于同功率输出的大排量自然吸气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小的二氧化碳排放量。

但是在工况变化较为剧烈,节气门开度较大等工况下,大排量自然吸气发动机得益于较大的后备动力储备,在燃油经济型以及排放方面又更具优势。这也就是为什么大排量的车型在节气门全开的高速行驶时油耗差异与小排量车型不太大的主要原因。

 因为NEDC测试得到的结果与用户实际使用的结果有着较大程度的脱节,所以欧盟才决定使用WLTP测试规程,并且又加入了一套类似于补充测试规程的RDE测试规程。

从收集数据在不同质量段的分布情况对比看线性回归分析结果显示WLTP比NEDC试验结果平均高约10.57%,其中在大质量段的差距大于低质量段。这也导致实际的中国乘用车碳排放的指标远高于预期的96克的水平。

而且在分析整体节能目标时,综合考量了 NEDC 试验循环下增压发动机与 PHEV等技术路线带来的影响。而通过分析可知,增压发动机燃料消耗量在两种试验方法下的差异显著大于非增压发动机,相差幅度分别约为 12%和 7%。 而且PHEV 车型在WLTP下因厂家控制策略不同,在综合能耗水平上有较大差异, 总体来看大约恶化20%-30%。这样的差异将对新标准实施时的企业压力形成差异化效果。 

4、只能更多依靠中国领先的电动车了

目前对应方式仍是电动车冲抵油耗的方式。2025年前的电动车电量仍不折算油耗,因此电动车的油耗抵充是最简答的方式。但电动车的抵充系数从2倍、1.8倍、1.6倍、1.3倍、1倍,其压力巨大。需要大量的电动车抵充油耗。因而电动车的销量是很大的冲抵油耗的基础需求。

目前看需要车企及时应对五阶段的测算变化,实现更合理的技术线路,同时加速电动车的发展。

而合资企业的插混仍是一定的发展线路机会。传统汽油车油耗改进的压力很大。似乎感觉中国自主车企主要靠纯电动了。

*本文由盖世汽车大V说专栏作者撰写,他们为本文的真实性和中立性负责,观点仅代表个人,不代表盖世汽车。本文版权归原创作者和盖世汽车所有,禁止转载,违规转载法律必究。

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