國七和歐Ⅶ法規中RDE 試驗內容制定進展研究

黃維斐

（上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司, 上海 201805）

0 引言

實際道路行駛排放試驗（RDE）是歐盟在歐Ⅵ階段排放法規中首次提出，用來驗證車輛實驗室排放和道路排放的差異，從而確定車輛是否存在排放作弊行為。我國國六階段排放法規中也引入RDE試驗作為型式認證試驗，試驗方法在歐盟法規的基礎上結合我國實際情況做出了一些修改。2023年，歐盟和我國分別提出了第七階段的法規草案，其中RDE試驗內容和方法發生較大變化。本文介紹了中歐RDE 法規發展過程及現狀，并分析了國七階段和歐Ⅶ階段RDE法規研究進展及差異對比。

1 歐盟法規中RDE試驗內容發展過程及現狀

2016年3月，歐盟發布法規EU No.2016/427，其中第一次提出RDE試驗。法規中規定RDE試驗的試驗流程、邊界條件、設備要求和數據處理方法等內容，但其中很多細節內容尚未完善，仍處在TBD的狀態[1]。同年4月，歐盟發布法規EU No.2016/646，作為No.2016/427法規的修訂案，其中RDE試驗行程要求上增加了“單次停車超過180s，停車段排放剔除”一項；暫定NOx的CF因子為1.5（過渡期為2.1）；增加了行程動力學特性和累計正海拔增加高度驗證2個附錄。

2017年6月，歐盟發布法規EU No.2017/1151，這套法規并未對前2部法規進行改動，而是將前2部法規內容整合為一套法規，作為后續修訂的基礎。同年7月，歐盟發布法規EU No.2017/1154，其中增加了RDE試驗固體懸浮微粒質量/顆粒數量（PN）測量設備的相關要求，并規定PN的CF因子為1.5；冷起動階段排放保留，參與最終計算；單次停車不得超過300 s；對于有速度上限的車輛調整了試驗車速范圍；增加了不可外接充電（NOVC-HEV 車輛）和可外接充電（OVC-HEV 車輛）車輛的試驗要求和數據處理方法。2017年9月，歐洲進入歐Ⅵ C階段，其中RDE 試驗按照No.2017/1154法規進行。

2018年11月，歐盟發布法規EU No.2018/1832，其中將RDE試驗NOx的CF因子調整為1.43；新增試驗車輛需至少磨合3000 km的要求；刪除了數據處理方法之一的功率層級法（CLEAR）；對另一數據處理方法移動平均窗口法（MAW）進行調整，MAW 法只作為試驗有效性判定，其排放結果不再作為最終結果；不再使用之前的計算方法，提出當量系數法，將內燃機車和混動車的試驗有效性判定要求和計算方法統一。2020年，歐洲進入歐ⅥD階段，其中RDE試驗按照No.2018/1832法規進行[2]。

2023年2月，歐盟發布法規EUNo.2023/443，其中將RDE試驗NOx和PN的CF 因子進一步調整為1.1和1.34；擴展了試驗溫度條件，RDE試驗常規溫度修改為0～35℃，擴展溫度修改為35～38℃。2023年9月，歐洲進入歐Ⅵ E階段，其中RDE試驗按照No.2023/443法規進行。

2 中國法規中RDE試驗內容發展過程及現狀

2016年12月，環境部發布輕型車國六標準GB18352.6-2016，經過數次修訂后，整合了歐洲2016/427號和2016/646號法規的全部內容，并結合我國國情進行了一些調整。同時，參考了2017/1154號中有關PN顆粒物數量測量設備要求，以及NOVC-HEV 車輛和OVC-HEV 車輛的試驗要求和計算方法等內容，形成了現在國六法規中附錄D的RDE試驗標準[3]。

2017年9月，在歐洲2017/1154 號法規發布后，機動車排污監控中心（VECC）曾發布輕型車國六RDE試驗規程（試用稿）。此版規程幾乎全部參考歐洲2017/1154號法規內容，包括冷起動的相關要求，但后續國六標準并未對冷起動的部分作出改動。

2018年12月，VECC發布《輕型車國六標準實施細則（試行）》。此版細則中對國六標準中的RDE試驗內容進行了補充說明，包括試驗流程、有效性判定和計算方法等方面。該細則進一步解釋RDE試驗流程中一些存在爭議的環節，對于標準起到很好的補充作用。

3 國七法規中RDE試驗內容研究進展

2022年，VECC開始組織國內檢測機構、整車及零部件企業、高校等單位，開展國七階段預研工作。2023年5月，RDE工作組發布《輕型汽車污染物與溫室氣體排放限值及測量方法（中國第七階段）附錄：實際形式排放測試規程》并開會研討。國七階段法規RDE試驗內容相比國六階段，出現了較大的變化。

3.1 污染物種類和限值變化

如表1所示，國六階段，RDE試驗需要測量的氣態污染物有CO、NOx，顆粒物有23nm PN。國七階段，氣態污染物增加了THC、CH4、NMHC、N2O、NH3和HCHO等，種類大大增加；顆粒物方面，增加了10 nm PN和細顆粒物（PM）質量的測量要求。

表1 污染物種類

由此改動可以看出，國七階段RDE試驗需要檢測的污染物數量和轉鼓試驗進一步對齊，對于車輛尾氣排放污染物在實際行駛過程中的排放水平更為重視。國七草案中也對車載排放測量設備提出了相應污染物測量原理和精度要求。目前主流車載設備已經具備雙通道氫離子火焰碳氫分析儀，用于測量THC、CH4和NMHC；量子激光分析儀（QCL），用于測量NH3和N2O；10 nm PN分析儀，可滿足法規要求。對于HCHO的測量，目前車載設備尚未開發相關測量單元，需等待進一步研究。

在污染物限值要求方面，國六階段采用的是Ⅰ型試驗限值結合CF因子的方式。國七草案中并沒有沿用這種方法，而可能設置RDE試驗的獨立排放限值。目前草案中對限值數值尚未有具體規定，等待后續進一步研究。

3.2 環境條件調整

如表2所示，海拔由國六的普通、擴展和進一步擴展3個階段，合并為普通和擴展2個階段，同時取消了進一步擴展系數。溫度的普通范圍由0～30℃調整為0～35℃，擴展范圍的上下限由-7℃和35℃調整為-10℃和40℃。國七階段RDE試驗溫度范圍擴大，更符合我國實際情況。

表2 環境條件

國六中規定，如果試驗環境條件超出范圍，則試驗失敗。國七草案中將這一條修改為，排放合格的情況下，若海拔、溫度超出規定，可以認定試驗有效。國七中對于試驗有效性判定的調整，解決了在夏天、冬天及高海拔地區等環境條件較惡劣的時期和地區無法開展試驗的問題。

3.3 新增車輛冷起動和預處理要求

如表3所示，國六法規中規定，冷起動階段不參與排放計算，所以RDE試驗沒有冷起動的要求，車輛試驗前無需預處理和浸車。國七草案中規定，冷起動部分計入排放結果計算，增加了車輛試驗前預處理和浸車的要求。其中，車輛預處理有4種方式，在實際道路和轉鼓上進行均可；車輛浸車時間為6～56h，和Ⅰ型試驗浸車時間接近。同時需要保證試驗開始時發動機冷卻液溫度與測試環境溫度相差不超過±2℃，說明浸車區需要進行溫控，最好將RDE 試驗前的浸車放在Ⅰ型試驗浸車區內進行。

表3 冷起動和預處理

3.4 新增限速90km/h以下車輛試驗方法

對于最高車速限制在90km/h以下（包含90km/h）的車輛，國六中沒有相關規定，RDE試驗無法開展。國七草案中增加了這一部分車輛的試驗方法：只進行市區和市郊工況RDE測試，行駛路線應包括50%市區路段和50%市郊路段，行駛比例的誤差應控制在±10%以內。市郊路段中應涵蓋至少5min以上最高車速至最高車速減10km/h的速度范圍。整個RDE試驗持續時間應在60～90min。窗口評價中只包含市區和市郊窗口，不包含高速窗口。

3.5 新增高海拔CO2特性曲線修正方法

車輛在高海拔地區地區進行RDE試驗，影響最顯著的就是油耗及CO2排放。如果直接拿高海拔的CO2排放數據和平原地區進行的Ⅰ型試驗數據進行窗口法計算，那么窗口正常性的結果會偏低，甚至導致試驗無效，從而無法正確反映車輛在高海拔地區實際的排放水平。

針對這一問題，國七草案中新增高海拔CO2特性曲線修正方法。標準規定，在平均海拔700m以上的地區進行RDE試驗，需要對Ⅰ型試驗CO2的排放結果進行修正，其中市區、市郊和高速3段CO2排放結果根據不同海拔有不同的修正因子，修正后再進行窗口法的計算評估，可以更準確地評估高海拔試驗的窗口正常性。

3.6 排放結果計算方式改變

如表4所示，國七草案在排放結果計算上相比國六出現了較大變化，放棄移動平均窗口法，改用全程平均的方法，可以更直接、簡單地反映RDE試驗排放結果。放棄移動平均窗口法，也弱化了RDE試驗和Ⅰ型試驗在計算方面的聯系，和RDE試驗限值獨立相呼應。

表4 排放結果計算

4 歐Ⅶ法規中RDE試驗內容研究進展

2022年11月，歐盟發布歐Ⅶ排放法規草案，發布后歐盟各方針對草案內容一直開展討論和修訂。其中RDE 試驗內容相較于歐Ⅵ E階段變化較大[4]。

4.1 污染物種類和限值

歐Ⅶ草案中公布了對M1、N1車輛的限值要求，將柴油車限值加嚴到汽油車的限值水平，而汽油車限值與歐ⅥE階段限值持平；增加NH3排放限值；PN顆粒物數量的粒徑要求從23 nm加嚴至10nm；RDE道路試驗CF 因子取消，限值與Ⅰ型試驗限值相同；對于短行程（10km以內）試驗，RDE道路試驗用排放總量作為判定依據，不使用距離特性排放。

4.2 測試方法

歐Ⅶ草案中取消了市區、市郊和高速各段里程、里程占比、平均車速及試驗時長等要求，試驗行程可由任意車速段、里程占比和時長構成；將試驗里程規定為最短2km，冷起動階段由試驗前5min改為試驗前2 km。

歐Ⅶ草案中還規定，對于無法在道路上完成測試的污染物，可采用試驗室RDE循環進行測試。測試工況采用RDE試驗路譜或試驗室其他測試循環，可以在實驗室模擬海拔、溫度、和道路坡度等邊界條件，但不允許模擬組合特定的邊界條件，如-7℃浸車、23℃試驗這種情況。因為這相當于用擴展系數去做正常試驗，無法反映車輛真實排放水平。

4.3 環境條件

如表5所示，歐Ⅶ草案中，將海拔擴展到1800m，溫度擴展為-10 ～45℃，RDE試驗的環境條件大幅擴展。

表5 環境條件變化

4.4 有效性判定

歐Ⅶ草案規定，不再使用行程動力學、行程累計正海拔增加量作為行程有效性判定依據。同時，增加了功率質量比WBT（kw/t）和平均功WBA（kw·h/km）。對不同WBT車輛的行程，WBA 有不同要求。

（1）對功率質量比大于等于50 kW/t 的所有車：WBA ＜[待定：0.25…0.30] 時行程有效。

（2）對功率質量比低于50 kW/t 的車以及所有N1類車：WBA ＜[待定：0.22…0.27]時行程有效。

4.5 排放結果計算

歐Ⅶ草案采用全程平均法進行排放計算，需要計算首個10 km和總行程的結果。如果總距離小于10 km，則將排放量作為結果，不計算除以距離的平均值；如果總距離超過10 km，則將綜合排放量除以總距離，并將結果與排放限值進行比。試驗中發生再生事件，計算其再生加權排放量，而不是試驗作廢。

5 國七與歐Ⅶ法規中RDE試驗內容差異分析

總體來看，國七法規草案中RDE試驗內容在國六的基礎上，大幅增加了污染物測量種類，修改排放限值，拓寬了試驗環境條件，增加了限速車輛試驗方法和海拔地區CO2排放修正方法。同時，修改了排放結果計算方法，采用全程平均法，并將冷起動階段納入計算。RDE試驗的行程要求、有效性判定和試驗流程等方面，大部分都被保留。

歐Ⅶ法規草案中RDE試驗內容則和現階段歐ⅥE階段幾乎完全不同，不僅在行程要求、有效性判定發生大幅度改動，在污染物種類方面有所增加。污染物限值方面，將柴油和汽油車輛限值統一，環境條件也進一步拓寬。此外，排放結果計算改為平均法，需要計算前10km和總行程的排放結果。

6 結束語

國七和歐Ⅶ法規中RDE試驗內容在研究進展方向上有所不同。國七階段RDE試驗傾向于在國六基礎上，多個維度進行拓展，使RDE試驗更全面、直接地反映出車輛實際道路排放水平。歐ⅦRDE試驗則傾向于使用自由度更高的試驗方法，取消原有試驗行程比例構成和有效性判定，只要排放合格，試驗只行駛2km也沒有問題。檢測機構應針對國七和歐Ⅶ法規中RDE試驗內容的不同變化做好應對，充分了解試驗方法、邊界條件，新增滿足標準要求的測試設備，為后續開展試驗打好基礎。