CN114720633A - Rde排放量测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RDE排放量测试方法，包括：采集车辆多种指定路况下尾气排放中的氮氧浓度值，计算Nox排放流量；根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量；根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。本发明还公开了一种一种RDE排放量测试系统。本发明在不需要增加额外的硬件成本前提下，能计算出在实际道路RDE排放量。同时，节省了现有技术备安装时间提高了测试效率，避免了在测试过程存在不稳定性，提供高了测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保领域，特别是涉及一种RDE排放量测试方法，以及一种RDE排放量测试系统。
背景技术
随着汽车行业的蓬勃发展，汽车尾气排放对环境造成的污染也日益严峻。因此世界各国均相继制定并实施非常严格的排放法规来控制机动车排放对环境的污染，国家对汽车污染物的管控力度逐渐加强，GB 18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》应运而生。国六标准相较国五标准而言，增加了实际行驶污染物排放(RDE)试验要求，定为II型试验。国六排放法规规定所有汽车都要按照法规附录D测试要求进行RDE试验，试验中在市区行程以及总行程排放的污染物不能超过I型试验排放限值和符合性因子(Conformity Factor)的乘积从标准发布以来RDE试验即受到了广泛的关注，然而由于RDE试验为国标新要求，很多相关企业对其了解甚少，尤其是对于排放测试的方法。
RDE试验测试以及最终政府机关认证都是在实际道路上进行，按照法规的要求，车辆需要加装采集气态排放物、颗粒排放物、发动机排气流量等基本参数的便携式排放测试系统PEMS(Portable Emissions Measurement System)，还需要有温度、湿度、GPS、OBD端口(非必须)等辅助数据的采集，这些数据用于后续对排放污染物结果的修正以及RDE里程的评估。由于将尾气排放测试的环境从外部条件可控的实验室，拓展到了实际道路，因此诸多因素实会对试验测试结果产生影响。因此实际整车厂测试时，多次循环测试的结果几乎不可能复现，也就是说，为了保证能够满足排放法规的要求，无论是供应商还是整车厂，都需要使原始排放以及匹配参数的优化达到极致，避免在RDE试验中由于诸多因素所导致测试无法通过。
目前，尾气污染物检测技术可依据实验场地的不同分为实验室台架测试与实际道路测试，后者包括隧道测试、道路遥感测试和道路车载测试。台架测试原理是在实验室利用底盘测功机在标准测试工况下模拟汽车在实际道路上的行驶尾气排放特征。
当前主要是通过采用测量设备模拟对轻型车在实际行驶中进行排放测试。但这种测试方法较为复杂与不便，存在以下缺陷：
1、测试费用昂贵；
2、耗时较长，光设备安装就需要花费一天的时间。
3、测试过程存在不稳定性(测试所需的发电机存在断电的可能性，以至于试验可能被中断)。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明要解决的技术问题是提供一种能真实模拟估算RDE排放测试的方法。
以及，一种能真实模拟估算RDE排放测试的系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的RDE排放量测试方法，包括以下步骤：
S1，采集车辆多种指定路况下尾气排放中的氮氧浓度值，计算Nox排放流量；
S2，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量；
S3，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
S4，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试方法，至少采集三种路试工况下尾气排放中的氮氧浓度值。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试方法，SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试方法，Nox转化率＝(SCR前端Nox排放量-SCR后端Nox排放量)/SCR前端Nox排放量。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试方法，尾气排放值＝多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量之和/多种指定路况行驶总里程。
为解决上述技术问题，本发明提供一种RDE排放量测试系统，包括：
Nox传感器，分别设置SCR前端和后端Nox排放量，采集氮氧浓度发送至测试控制器；
测试控制器，其能集成于发动机控制器，其根据氮氧浓度值计算Nox排放流量，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
以及，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试系统，至少采集三种路试工况下尾气排放中的氮氧浓度值用于计算车辆尾气排放值。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试系统，SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试系统，Nox转化率＝(SCR前端Nox排放量-SCR后端Nox排放量)/SCR前端Nox排放量。
可选择的，进一步改进所述的RDE排放量测试系统，尾气排放值＝多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量之和/多种指定路况行驶总里程。
因为车辆自带Nox传感器及发动机控制器，所以本发明的技术方案不需要增加额外的硬件成本，可以直接测量发动机排放污染物Nox浓度值，通过排气流量可计算最终的Nox排放流量结果，通过计算可以得出整个驾驶过程中平均每公里的Nox排放质量，最终计算得出轻型车在实际道路排放中氮氧污染物的排放量。同时，节省了现有技术备安装时间提高了测试效率；由于不需要增加专用测试设备，避免了在测试过程存在不稳定性，提供高了测试结果的准确性。
附图说明
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的原理示意图一。
图2是本发明的原理示意图二。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
本发明下述各实施例实施时，首先根据上述国六测试所有的要求，调整所测车辆与所测环境，必须保证车辆自带的NOX传感器所测得数据是准确的，或者存在的误差在合理的范围内才可进行后续的试验。
目前根据最新的进行GB 18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》，应在以下条件下：
1.环境温度：226K到311K(-7°到38°)之间；
2.海拔不超过1700m；
3.柴油机冷却液温度高于343K(70°)。
根据测试要求，氮氧传感器所要采集车辆排放的氮氧浓度须车辆的发动机处在不同的路试工况之下，其中所述的不同路试工况主要包括：城市路试工况、城郊路试工况以及高速路试工况三种类型。
这三种路试对车速也有相关的限制。
城市路试工况：V＜60KM/h
城郊路试工况：60KM/h≤V≤90KM/h
高速路试工况：V＞90KM/h。
第一实施例；
本发明提供一种RDE排放量测试方法，包括以下步骤：
S1，采集车辆多种指定路况下尾气排放中的氮氧浓度值，计算Nox排放流量；
S2，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量；
S3，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
S4，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
第二实施例；
本发明提供一种RDE排放量测试方法，包括以下步骤：
S1，至少采集三种路试工况下尾气排放中的氮氧浓度值，计算Nox排放流量；
S2，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量；SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得；
S3，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
S4，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得；
Nox转化率＝(SCR前端Nox排放量-SCR后端Nox排放量)/SCR前端Nox排放量。
尾气排放值＝多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量之和/多种指定路况行驶总里程。
进一步的，利用上述第二实施例在吐鲁番高温地区进行三种路况测试；
1、在吐鲁番高温地区进行的城区实际道路测试，环境温度42℃，平均车速29km/h，整个城市循环过程中，由于初始阶段SCR入口温度低，SCR效率低，在前220s内后Nox测量值随负荷变化有明显峰值变化，最高小于200ppm；在之后的急加速过程中，会出现小于100ppm较低的峰值，原排Nox为340mg/km，而尾排仅有22.3mg/km，SCR转化效率在93.3％。
2、在吐鲁番高温地区进行的城郊和高速实际道路测试，平均车速分别为65km/h和93km/h，其中城郊工况中，仅三处急加速工况后Nox排放接近100ppm，其余工况后Nox排放处于50ppm以下，而高速过程中由于前Nox排放峰值和空速较高，即使SCR内部温度在300℃左右，也无法完全转化Nox。城郊工况原排Nox和尾排Nox分别为：259mg/km，7.6mg/km，转化效率97％；高速工况原排Nox和尾排Nox分别为：671mg/km，62mg/km，转化效率90.8％。
第三实施例
本发明提供一种RDE排放量测试系统，包括：
Nox传感器，分别设置SCR前端和后端Nox排放量，采集氮氧浓度发送至测试控制器；
测试控制器，其根据氮氧浓度值计算Nox排放流量，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
以及，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
第四实施例
本发明提供一种RDE排放量测试系统，包括：
Nox传感器，分别设置SCR前端和后端Nox排放量，采集氮氧浓度发送至测试控制器；
测试控制器，其根据氮氧浓度值计算Nox排放流量，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
以及，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值；
其中，SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程；
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得；
Nox转化率＝(SCR前端Nox排放量-SCR后端Nox排放量)/SCR前端Nox排放量。
尾气排放值＝多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量之和/多种指定路况行驶总里程；
在使用本实施例中所述RDE排放量测试系统时，至少采集三种路试工况下尾气排放中的氮氧浓度值用于计算车辆尾气排放值。
除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种RDE排放量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采集车辆多种指定路况下尾气排放中的氮氧浓度值，计算Nox排放流量；
S2，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量；
S3，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
S4，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
2.如权利要求1所述的RDE排放量测试方法，其特征在于：至少采集三种路试工况下尾气排放中的氮氧浓度值。
3.如权利要求2所述的RDE排放量测试方法，其特征在于：SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得。
4.如权利要求3所述的RDE排放量测试方法，其特征在于：
Nox转化率＝(SCR前端Nox排放量-SCR后端Nox排放量)/SCR前端Nox排放量。
5.如权利要求4所述的RDE排放量测试方法，其特征在于：
尾气排放值＝多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量之和/多种指定路况行驶总里程。
6.一种RDE排放量测试系统，其特征在于，包括：
Nox传感器，分别设置SCR前端和后端Nox排放量，采集氮氧浓度发送至测试控制器；
测试控制器，其根据氮氧浓度值计算Nox排放流量，根据Nox排放流量和车辆运行时间获得车辆运行时间段的该时间段的SCR前端、后端Nox排放量，根据车辆运行时间段的车辆排气流量计算车辆运行时间段的Nox排放总量、平均每公里Nox排放质量和Nox转化率；
以及，将多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量相加除以总的里程量得到尾气排放值。
7.如权利要求6所述的RDE排放量测试系统，其特征在于：至少采集三种路试工况下尾气排放中的氮氧浓度值用于计算车辆尾气排放值。
8.如权利要求7所述的RDE排放量测试系统，其特征在于：SCR前端、后端Nox排放量采用以下公式计算；
Nox排放流量＝NOx摩尔质量经验值*1000/排气摩尔质量经验值*排气流量*NOx排放污染物浓度/3600000；
NOx排放污染物浓度由尾气排放值积分计算获得，尾气排放值＝车辆运行时间段的Nox排放总量/车辆运行时间段的里程
NOx摩尔质量经验值和排气摩尔质量经验值是指定值,排气流量和NOx排放污染物浓度能通过发动机ECU获得。
9.如权利要求8所述的RDE排放量测试系统，其特征在于：Nox转化率＝(SCR前端Nox排放量-SCR后端Nox排放量)/SCR前端Nox排放量。
10.如权利要求9所述的RDE排放量测试系统，其特征在于：尾气排放值＝多种指定路况下所有车辆运行时间段的Nox排放总量之和/多种指定路况行驶总里程。
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