國6排放標準來了，插電式混合動力越來越難做

2018-07-23 汽車 411 Views

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6月，國務院關於印發打贏藍天保衛戰三年行動計劃的通知，基本定下了一個調子，2019年7月1日起，重點區域、珠三角地區、成渝地區提前實施國六排放標準，推廣使用達到國六排放標準的燃氣車輛。對於混合動力（HEV）和插電式混合動力(PHEV)的實際運行工況中的不同狀態，內燃機部分的要求也被擺在了前台。

備註：2016年12 月，中國環保部發布了《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第6階段）》（GB18352.6- 2006），該標準分6a和6b兩個階段。從2020年7月1 日實施的6a階段為過渡階段，最終將於2023年7月1日全面實施 6b 標準。國6a汽油車CO排放限值加嚴了30 %，從1000 mg/km降低至700 mg/km；國6bTHC和NMHC 分別加嚴約50%，從100 mg/km和68mg/km降低到50mg/km和35mg/km；NOx加嚴了41.7%，達到 35 mg/km。

1、做好PHEV的難度提升

插電式混合動力目前已經成為國內車企很難進行技術提升的一個課題，由於包含兩種動力行駛模式，整個系統要做的檢測內容也比較多。之前主要做的包含純電里程校核、綜合電耗，以及純電能耗和常溫HEV模式油耗的確認；排放這塊按照國5混合動力汽車的排放標準（GB19755-2016 的方法）測量NEDC整車排放。

研究者對於國內車輛的NEDC排放和RDE測試進行了仔細的對比。在偏向更嚴格的排放測試的時候，PHEV在混動模式下，需要滿足法規的限制，在實際行駛（RDE）中完全和傳統內燃機遇到的情況相似，標定的策略使得駕駛體驗、油耗和排放強耦合。要把PHEV做好的難度，進一步提升了。

在診斷OBD方面，對PHEV增加了八個監測要求，包括能量存儲系統、熱管理系統、制動再生、驅動電機、發電機、插電式電池系統ESS、其它輸入或輸出模塊和插電式部分部件豁免要求。

以電池為例，需要細致判斷電池系統系統的正常運行，影響排放控制策略、達到或超過最小IUPR率，以及其他影響電池系統的因素都要進行診斷。類似可能發生充電故障之類的問題，都得按照OBD的規矩來做。

2、PHEV排放合規成本增加

今年的一則新聞對於插電式混合動力汽車的發展有很大觸動，德國BMW所有的汽油和插電式混合動力車型都將標配汽油微粒過濾器（GPF），以符合歐洲6d-TEMP排放標準。

國6 標準中雖未明確要求汽油車必須安裝 GPF後處理裝置，未安裝GPF的汽油機PN排放水平很難達到6×1011 /km的限值要求。直噴汽油車尾氣顆粒物排放水平明顯高於PFI汽車，GDI和PFI汽車尾氣 PM 排放水平很容易滿足4.5 mg/km的限值要求，但其PN排放顯著高於 6×1011 /km。

未來隨著內燃機往國6a往國6b的發展，插電式混合動力技術也要迅速在發動機、標定方面去不停改進，加入汽油微粒過濾器（GPF）也會是常規選項。因此，快速變化的排放標準，對於現有PHEV的不停升級和標定是一項很大的挑戰。

如果做細分，PHEV在原有燃油車發動機平台演進帶來的成本增加有限，但還要盡可能在純電動汽車（BEV）不斷上規模的條件下，進行電池和充電系統的成本下降。

充電系統：PHEV可能需要與BEV慢充系統進行模塊化，提高充電速率，有利於整車保持更多有電狀態，從而提高純電工況的比例。

電池系統：由於電芯的放電倍率訴求並不相同，只能是電芯材料的價格下降，而不是單個電芯的復用。這里有很多艱難的決定要做，電池的緩沖SOC區可能比之前來的更大。這個表格是指實驗的測試條件，要關注的不同狀態的排布。

SOCElectricHybridChargeSport100%85%55%25%系統標定：在油耗、排放和動力性方面，甚至電池耗盡模式下的功率訴求，使得工程師在標定層面要做的事情多了不少。在PHEV里面，單個對電機管理、電池管理和整車管理，都需要落在實際的特性輸出上面，考驗企業的能力也放在了台面上。如上表所示，在不同模式下（純電、混動【電池Hold和耗盡狀態】、充電和運動模式），各種條件使得未來控制器可能基於人的消費習慣做一些動態的調整。針對RDE的標定需要更加深入、細致，類似怠速啟停和高速充電等工況下的難度不小。