6月，國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃的通知，基本定下了一個(gè)調(diào)子，2019年7月1日起，重點(diǎn)區(qū)域、珠三角地區(qū)、成渝地區(qū)提前實(shí)施國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)，推廣使用達(dá)到國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)的燃?xì)廛?chē)輛。對(duì)于混合動(dòng)力（HEV）和插電式混合動(dòng)力(PHEV)的實(shí)際運(yùn)行工況中的不同狀態(tài)，內(nèi)燃機(jī)部分的要求也被擺在了前臺(tái)。

圖1 國(guó)六在重點(diǎn)區(qū)域的實(shí)施代表這些地區(qū)輕型車(chē)排放的要求進(jìn)入新階段

備注：2016年12 月，中國(guó)環(huán)保部發(fā)布了《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第6階段）》（GB18352.6- 2006），該標(biāo)準(zhǔn)分6a和6b兩個(gè)階段。從2020年7月1 日實(shí)施的6a階段為過(guò)渡階段，最終將于2023年7月1日全面實(shí)施 6b 標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)6a汽油車(chē)CO排放限值加嚴(yán)了30 %，從1000 mg/km降低至700 mg/km；國(guó)6bTHC和NMHC 分別加嚴(yán)約50%，從100 mg/km和68mg/km降低到50mg/km和35mg/km；NOx加嚴(yán)了41.7%，達(dá)到 35 mg/km。

1、做好PHEV的難度提升

插電式混合動(dòng)力目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)車(chē)企很難進(jìn)行技術(shù)提升的一個(gè)課題，由于包含兩種動(dòng)力行駛模式，整個(gè)系統(tǒng)要做的檢測(cè)內(nèi)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(rèn)；排放這塊按照國(guó)5混合動(dòng)力汽車(chē)的排放標(biāo)準(zhǔn)（GB19755-2016 的方法）測(cè)量NEDC整車(chē)排放。

圖2 PHEV對(duì)于排放的新要求

研究者對(duì)于國(guó)內(nèi)車(chē)輛的NEDC排放和RDE測(cè)試進(jìn)行了仔細(xì)的對(duì)比。在偏向更嚴(yán)格的排放測(cè)試的時(shí)候，PHEV在混動(dòng)模式下，需要滿足法規(guī)的限制，在實(shí)際行駛（RDE）中完全和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)遇到的情況相似，標(biāo)定的策略使得駕駛體驗(yàn)、油耗和排放強(qiáng)耦合。要把PHEV做好的難度，進(jìn)一步提升了。

圖3 RDE對(duì)于排放要求更提高了

在診斷OBD方面，對(duì)PHEV增加了八個(gè)監(jiān)測(cè)要求，包括能量存儲(chǔ)系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、制動(dòng)再生、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、插電式電池系統(tǒng)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(xì)致判斷電池系統(tǒng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，影響排放控制策略、達(dá)到或超過(guò)最小IUPR率，以及其他影響電池系統(tǒng)的因素都要進(jìn)行診斷。類(lèi)似可能發(fā)生充電故障之類(lèi)的問(wèn)題，都得按照OBD的規(guī)矩來(lái)做。

2、PHEV排放合規(guī)成本增加

今年的一則新聞對(duì)于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展有很大觸動(dòng)，德國(guó)寶馬所有的汽油和插電式混合動(dòng)力車(chē)型都將標(biāo)配汽油微粒過(guò)濾器（GPF），以符合歐洲6d-TEMP排放標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)6 標(biāo)準(zhǔn)中雖未明確要求汽油車(chē)必須安裝 GPF后處理裝置，未安裝GPF的汽油機(jī)PN排放水平很難達(dá)到6×1011 /km的限值要求。直噴汽油車(chē)尾氣顆粒物排放水平明顯高于PFI汽車(chē)，GDI和PFI汽車(chē)尾氣 PM 排放水平很容易滿足4.5 mg/km的限值要求，但其PN排放顯著高于 6×1011 /km。

圖4 不同工作模式下GPF對(duì)PN排放的減少

未來(lái)隨著內(nèi)燃機(jī)往國(guó)6a往國(guó)6b的發(fā)展，插電式混合動(dòng)力技術(shù)也要迅速在發(fā)動(dòng)機(jī)、標(biāo)定方面去不停改進(jìn)，加入汽油微粒過(guò)濾器（GPF）也會(huì)是常規(guī)選項(xiàng)。因此，快速變化的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于現(xiàn)有PHEV的不停升級(jí)和標(biāo)定是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

如果做細(xì)分，PHEV在原有燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)演進(jìn)帶來(lái)的成本增加有限，但還要盡可能在純電動(dòng)汽車(chē)（BEV）不斷上規(guī)模的條件下，進(jìn)行電池和充電系統(tǒng)的成本下降。

• 充電系統(tǒng)：PHEV可能需要與BEV慢充系統(tǒng)進(jìn)行模塊化，提高充電速率，有利于整車(chē)保持更多有電狀態(tài)，從而提高純電工況的比例。

• 電池系統(tǒng)：由于電芯的放電倍率訴求并不相同，只能是電芯材料的價(jià)格下降，而不是單個(gè)電芯的復(fù)用。這里有很多艱難的決定要做，電池的緩沖SOC區(qū)可能比之前來(lái)的更大。這個(gè)表格是指實(shí)驗(yàn)的測(cè)試條件，要關(guān)注的不同狀態(tài)的排布。

表1 PHEV的各種電池狀態(tài)和整車(chē)操控模式

• 系統(tǒng)標(biāo)定：在油耗、排放和動(dòng)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(biāo)定層面要做的事情多了不少。在PHEV里面，單個(gè)對(duì)電機(jī)管理、電池管理和整車(chē)管理，都需要落在實(shí)際的特性輸出上面，考驗(yàn)企業(yè)的能力也放在了臺(tái)面上。如上表所示，在不同模式下（純電、混動(dòng)【電池Hold和耗盡狀態(tài)】、充電和運(yùn)動(dòng)模式），各種條件使得未來(lái)控制器可能基于人的消費(fèi)習(xí)慣做一些動(dòng)態(tài)的調(diào)整。針對(duì)RDE的標(biāo)定需要更加深入、細(xì)致，類(lèi)似怠速啟停和高速充電等工況下的難度不小。

圖5 PHEV的發(fā)展需要同時(shí)借力兩邊

總體看，PHEV再往后做下去不是那么容易。簡(jiǎn)單導(dǎo)入P2，在初期規(guī)模較小的情況下，并沒(méi)有很好的車(chē)輛盈利性。

之前錯(cuò)過(guò)第一輪PHEV發(fā)展機(jī)遇，在補(bǔ)貼退坡、排放加嚴(yán)和地方某些措施不重點(diǎn)推動(dòng)下，對(duì)于自主品牌而言，PHEV會(huì)和HEV一樣難做。而現(xiàn)有企業(yè)，需要對(duì)于PHEV的兩端，持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，后面持續(xù)的壓力一直是存在的。 

參考文獻(xiàn)：

1） 輕型插電式混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)際行駛污染物排放特性

2） Real‐Driving Emissions from a  Plug‐in Hybrid Electric Vehicle  (PHEV)

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >