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扒开“窗户纸”

作者:
文 AO记者 陈秀娟
2018/08/16
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  当下,国内道路交通正逐渐超越工业成为大中型城市主要空气污染源,对车辆油耗与排放的研究则成为一个有意义的课题。据了解,超过80%的乘用车出行,及60%的货运出行发生在城市的中心地区。由于与实际行驶工况脱节,传统交通排放统计方法在结果上有较大的失真度,同时,机动车油耗与排放认证数据往往也存在质疑。以及近日业内传出的“斯巴鲁油耗造假30年”事件使人们意识到车辆实际上路的油耗、排放与模拟工况之间存在巨大差异。那么,车辆实际油耗与工况油耗究竟差多少?车辆实际油耗究竟与哪些因素有关?如何有效实现交通领域节能减排?在现阶段又该建立怎样的测量标准?

  随着大数据、云计算、车联网、ICT(实时信息技术)等信息化技术的普及,数据和技术匮乏的局限逐渐消除, 实时交通的可行性得到验证,第三方智库机构能源与交通创新中心(以下简称iCET)开始利用各种数据资源(如APPs、ICT等信息平台)分析城市实际油耗发展情况,试图找出其中的根源。

  2017你12月21日,iCET在北京发布了《2017中国乘用车燃料消耗量发展年度报告》、《2017乘用车实际油耗与工况油耗差异年度报告》、《基于OBD数据简析车辆实际油耗与工况油耗差异——北京案例分析》等成果性文件,透过这些报告的部分数据以及图表或许能找到相关答案。

  

实际与工况油耗差异如何?

  iCET基于第三方油耗记录软件——小熊油耗APP近72万有效车型样本数据(车主覆盖全国 31 个省市,包括 2008年〜2016年间销售的近万款车型),分别从车型分类、品牌、地域、季节、车重、典型工况油耗水平以及畅销车等层面考察了车辆实际油耗与综合工况油耗差异(下文简称“油耗差异”)。

  iCET的研究结果表明:实际油耗与综合工况油耗差异随车型年份逐年增大,且更接近于自动挡油耗差异水平,2016年款车型油耗差异为142%,比2008年款车型的125%高出17个百分点。具体说来,2008年〜2016年款车型实际油耗均值从8.55 L/100km升至8.68L/100km,增幅为1.5%,而工况油耗均值则从7.64 L/100km下降至6.62 L/100km,降幅达到11.8%。2008年款车型实际油耗与工况油耗差值仅为0.92L/100km,而2016年款这一差值增加到2.05 L/100km。随着自动挡车型在有效样本数据中的占比逐年增大,整体车型油耗差异增速可能加快(见图1、图2)。

 

 

 

  此外,iCET的研究报告还显示了车辆实际油耗与工况油耗差异呈现出以下几个现象。

  第一,2010年〜2016年款不同类别车型实际油耗与工况油耗差异增速不同,中大型车和MPV车型油耗差异增加最小,紧凑型和SUV油耗差异增加最大,且由于近年来SUV车型销量增速最快,将拉动整体油耗差异的增长。

 

 

  “2010年〜2016 年款各类车型实际油耗与工况油耗差异呈现波动增加趋势,且在 2013年款之前,该比值波动幅度较大,后逐渐趋于平稳。2010年〜2016 年间,中大型车油耗差异增加幅度最小,MPV 次之,紧凑型车油耗差异增加最多。作为中国汽车市场销量最好的两类车型,紧凑型车和 SUV 类 2016 年款的实际油耗与工况油耗比值均达到或超过130%,对交通行业减排不利。”iCET清洁交通项目高级经理康利平对记者解释说道。

  第二,任一质量段内车型的实际油耗均值均高于该区间对应的四阶段单车油耗标准限值。(见图4)

 

 

  第三,各整备质量段车型的实际油耗与工况油耗差异十分显著,但实际油耗与相应质量段对应的油耗限值差异亦不容忽视,尤其是整备质量超过1600kg的车型,实际油耗与油耗限值比值平均水平超过120%,油耗标准实施需要合理评估与监管。(见图5)

 

 

  第四,考察某一工况油耗水平对应车型的实际油耗时发现,绝大多数车型的实际油耗值也高于其对应的油耗限值水平,例如,工况油耗为 6.9 L/100km 的所有车型,实际油耗均值为 8.4 L/100km,并未达到对应的油耗限值平均水平。(见图6)

 

 

  第五,时空因素显著影响车辆实际油耗与工况油耗差异,东部沿海省市的实际油耗平均水平高于西南地区,北方城市实际油耗在冬季达到一年峰值,而南方城市则在夏季达到一年实际油耗的最高值。(见图7)

 

 

  对此,康利平告诉记者,今年选取了吉利博越2016款1.8TD自动智尊型车型,研究时空因素对该车辆油耗差异的影响。结果显示,全国平均实际油耗为 11.15 L/100km,即实际油耗与综合工况油耗比值达到了 143%。东部沿海省市的实际油耗

  高于西南地区,其中,东北三省实际油耗最高,云南、西藏和青海实际油耗最低。按照纬度代表性选取六个典型城市(沈阳、北京、上海、武汉、成都和广州)分析车辆油耗差异变化发现,六城市夏季油耗普遍偏高,春秋两季实际油耗则相对较低;上海及以北城市(包括沈阳、北京、上海)油耗在12月-次年1月份期间明显走高,而武汉、成都和广州的同期实际城市油耗则有所下降。

  第六,2016年销量前100的车型的实际油耗与工况油耗差异均值为129%,低于该年度车型整体水平131%,但最大值(160%)与最小值(110%)之间的差值达到50%;销量排名前40的车型油耗差异均值为124%。不难推测,油耗差异越低的车型可能具有更好的市场号召力。(见图8)

 

 

  

差异是怎样造成的?

  造成这种实际油耗与工况油耗差异的原因究竟在哪里呢?

  “造成实际油耗差异的因素是多方面的,影响车辆实际油耗与工况油耗差异的原因主要分为人为因素和外界环境因素,人为因素主要表现为车主驾驶习惯和车况,外界环境因素则主要包括道路和交通状况及当地气候环境。这些影响因素相互叠加影响,很难单独剥离开来进行分析。”iCET内部人士对《汽车观察》记者表示。

  该人士进一步表示:油耗差异较高的品牌多以中大型车和豪华型车为主,这些车型排量较大,某些车主在驾驶过程中也可能存在如剧烈加速等不良驾驶习惯,极易导致这类车型的实际油耗远超出综合工况油耗。相反,油耗差异较小的品牌,其产品结构主要以小微型车、紧凑型车和小型MPV为主。

  事实上,小熊油耗联合创始人孙洪波告诉《汽车观察》记者,根据小熊油耗样本覆盖的80余个车型品牌数据显示,所有车型品牌整体油耗差异均值为124%,其中超过一半的品牌油耗差异优于平均水平。按照车型油耗差异由低到高排序发现,油耗差异最高的品牌为Smart(141%),其次为宝马(140%)、沃尔沃(139%)、吉利汽车(139%)和比亚迪(136%),而油耗差异最低的品牌为一汽(108%)和瑞麒(108%),紧随其后的是东风小康(109%)、华泰(112%)和理念汽车(112%)。(见图3)

  具体到某一款车型上,以博越 2016 款 1.8TD 自动智尊为例,其各地实际油耗数据显示:该车型在全国31个省市的平均实际油耗都在10L/100km以上,全国平均实际油耗为11.15 L/100km,其工信部综合工况油耗为7.8L/100km,这意味着该车型的实际油耗与综合工况油耗比值达到了143%!东部沿海省市的实际油耗高于西南地区,其中,东北三省实际油耗最高,云南、西藏和青海实际油耗最低。

  对于出现这一现象的原因,iCET专家分析指出:“要从气候及地域特征两个方面来分析,西南部地区年均温差小,城市道路相对通畅(2015年底,青海省民用汽车密度1.1辆/平方公里36,相比之下,北京市民用汽车密度达到326辆/平方公里37),而东三省年均温度较低,冬季尤为寒冷,车辆在低温条件下启动以及开启暖风必然会消耗更多的燃油。另一方面,西南地区海拔相对较高,空气相对稀薄,同等车速下风阻降低,导致车辆油耗降低,且高海拔环境中,进气压力、进气量降低,造成喷油脉宽降低,所以油耗也相应降低38。特大型城市人口密度大,‘堵点’多,道路拥堵时间长,也会造成更多的燃油消耗,以上海为例,选定车型在上海市内的平均实际油耗为 11.4 L/100km,仅低于东三省和内蒙古自治区,为第三高油耗。”

  另外,专家还指出,从季节视角来看,夏季和冬季对不同纬度城市的实际油耗有着截然不同的影响。沈阳、北京和上海三个城市的实际油耗在冬季,尤其是12月到次年1月份期间明显走高,沈阳的这一变化开始时间最早,结束时间最晚,持续时间最长,而武汉、成都和广州的同期实际油耗则明显下降,造成这一现象的主要原因为冬季气温差异以及车辆是否开启暖风对车辆实际油耗的影响。而受夏季高温影响,在选取的六个典型城市——沈阳、北京、上海、武汉、成都和广州的夏季油耗均出现一个小“波峰”,这一变化以武汉和上海尤甚。对比春秋两季与冬夏两季的车辆实际油耗变化情况,可以进一步确认,气候条件是影响车辆实际油耗的一个重要因素。

  “一般而言,由于季节变化引起的空调使用及车辆冷启动等状况,是造成车辆季节性实际油耗变化的重要原因。 ”康利平表示。

  据了解,目前的官方油耗即工信部燃料消耗量网站发布的数据 ,是车辆在官方指定的测试机构根据现有循环测试工况得出的结果。而车辆工况油耗测试要按照要求在特定的驾驶环境进行,即便如此,同一辆车在不同测试中也会出现不同的油耗结果。而现实生活中,驾驶情况受到各方面的影响,包括人为因素与外界环境因素,如司机驾驶习惯、车龄、环境温度、拥堵情况等。

  也就是说,车辆实际油耗与其行驶速度、车龄、机油性能、环境温度、空调制冷以及驾驶员习惯等多个因素相关,因此,实际油耗与工况油耗需要区别对待。

  因此,在互联网+技术环境下,利用大数据方法来衡量汽车在实际工况下的性能表现,通过全生命周期评价,完善产业链中各环节的节能减排,将利于促进整个汽车产业链条的可持续性发展。

  

如何节能减排?

  基于上面的研究结果,业内专家建议,鼓励车主通过多种形式的驾驶习惯改善及其他渠道降低车辆实际驾驶油耗。“车主应改善车辆状态和驾驶习惯,可有效降低实际油耗。通过减少怠速停车时间、良好控制低转速换挡、保持70~90kn/h匀速行驶、保持正常胎压等良好习惯将有助于节省20%~30%的油耗。”专家表示。

  另外,iCET基于一类依靠车载设备,即 OBD(车载诊断系统,On-Board Diagnostics),自动获取的行车数据,以北京为案例进行了试点项目研究,通过整合实时城市交通数据,动态分析城市交通脉络及实时排放。

  OBD样本分析显示,在单日私家车出行中,将近一半行程距离不超过5km,通过共享汽车及慢行交通方式替代短距离驾车出行,可减少城市交通拥堵,提升车流速度,降低车辆 实际油耗。

  也就是说,拼车也可协助实现交通领域节能减排。

  

“中国工况 ”待建立

  从此次报告研究出的结果可以看出,测试工况与实际工况下的排放存在很大差异,这表明传统的计算方法不再适用。

  对此,iCET给出的建议是,在政策层面,建议政府引荐第三方独立机构对车辆油耗进行检验监督,并作为油耗认证过程的组成部分,避免数据造假。

  据记者了解,多年来,无论是机动车油耗检测还是排放检测,我国都一直沿用欧盟的NEDC工况体系。

  “这种工况体系对我国汽车工业初期的发展起到了推动作用,促进了我国汽车节能减排和油耗技术的提升。”中国汽车技术研究中心(简称“中汽中心”)副主任吴志新表示,早期,我国汽车工业基础还很薄弱,不具备自主制定工况体系的能力,引用当时较成熟又和我国实际道路情况相近的欧洲工况体系是最好的选择。

  在吴志新看来,无论是继承欧盟NEDC工况体系的WLTC(全球轻型车测试循环)工况体系,还是美国加州的工况体系,都不能代表中国的实际情况, 当务之急是尽快推出中国工况,用最贴近我国车辆实际运行的工况体系检测机动车油耗和排放。“随着我国汽车工业的发展和机动车油耗、排放的现实需求,制定中国工况成为一件很迫切的事情。因为,一直以来,机动车油耗、排放测试标准以及国家和地方标准争论的焦点都在工况上。”吴志新说。

  据了解,几年前,中汽中心就曾针对我国城市公交车的运行工况进行过研究。“城市公交车的工况研究为我国混合动力公交车节能减排性能的提升起到了积极的促进作用。有了这样的经验,相信中国工况的推出一定会对促进我国汽车工业的发展发挥更好的推动作用。”吴志新说。

  iCET内部人士也表示,若要有效地建立城市交通排放治理机制和实现达峰的愿景,需根据实际工况建立科学、客观的移动源排放测量标准,来进行每一次交通出行的排放测量,为每个人精准地提供每次出行所产生的排放影响。

  针对城市交通,公私间需要建立数据共享机制,在保障各方数据安全和数据隐私的前提下,实现各方数据系统间的互联互通,并借助“云计算”“大数据”等新一代的信息化技术来实现公共性数据的跨平台互用,加强整体数据可视度和作业协同性。

  吴志新表示,中国工况的数据采集兼具普遍性和典型性,在城市的选择上会综合考虑常住人口、汽车保有量、GDP等多项指标以及我国各典型城市、地区地理、气候特点,力求让数据涵盖我国所有典型路况。“为了让工况更符合实际运行状态,我们会考虑在中国工况的体系内,针对不同城市不同道路情况提出有针对性的工况体系。或许会针对不同典型城市出台不同工况体系,供各城市参考使用。”吴志新说。

  吴志新介绍,目前正在推进的数据采集工作会在40座城市进行,每座城市采集车辆不少于100辆,其中,常用车70辆,并覆盖轻型车、重型车、私家车、出租车、商务车、公交车、混合动力车、新能源汽车等全系车型。

  为了数据的准确性,采集过程中不规划数据采集道路,让车辆自由行驶。“这40座城市都具有典型性,包括4个直辖市、27个省会城市以及其他重要的典型城市。同时,在道路选择上,覆盖市区、郊区、高速公路等道路形式;在时段选择上,覆盖一年四季中的各个上下班高峰、平峰等段。”

  “中国工况制定过程中,数据采集量巨大,初步估计可能会有20T的容量,为此,我们专门建立了数据采集和监控平台。这个平台不但承担了中国工况数据库的任务,未来,还可能起到工况数据监测中心的功能,伴随着交通状况的变化,为中国工况的制定和持续改进、提高提供强有力的支持。”吴志新介绍,在数据采集过程中,中国工况项目组创新了数据采集方式,利用了先进的信息传输手段,采用了GPS数据和GIS大数据形式,并自主开发了采集模型,为今后我国相关数据的采集积累了经验。

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