客 车 节能与新能源
混合动力公交汽车的排放测试
与对比研究
针对中国典型城市工况对混合动力及传统公交汽车进行整车排放测 试，表明混合动力公交汽车具备怠速停机、纯电动行驶等功能，使得 污染物排放及油耗均低于传统公交汽车。
杨国强 尚明利
随着机动车排放技术的进步和 排放法规的发展，车载测试排放已经 成为排放测试的重要手段，并且是评 价机动车排放的重要方法，在国内外 得到了大规模的应用。
项目
混合 动力 配置
形式
动力电池/ 电容
驱动电机 系统
发电机
底盘 发动机 配置
变速器
表1 混合动力客车整车参数配置表
11990
制动距离(m)(v=30km/h)
10
2550
最小转弯直径(m)
≤24
2970，3150 （至空调）
最小离地间隙(mm)
205
5875
最大总质量(kg)
18000
2096/1836
整车整备质量(kg) 标准配置
12500(含空调 12700)
混联系统，深度混合
超级电容，16个模块8串2并组成，单个模块工作电压 48.6V
额定/最大功率：75/138kW，峰值转矩1500N.m
额定功率22kW，额定转速2500r/min
YC6J200-42，小惯量增压器，立式、直列、水冷、 四冲程、空空中冷、电控高压共轨(BOSCH)；标定功 率147kW，转速2500r/min；最大转矩730N.m，转速
这表明3次测试结果之间的偏差 基本都在3%以内，测试偏差很小， 测试结果可进行有效对比。
二、整车排放测试情况对比 由于试验结果存在一定的偏 差，因此选取3次试验结果的平均值 进行分析。
两种车辆整车中国典型城市工 况下的测试的平均排放因子及柴油 消耗量如表3所示。
由表3可知：混合动力公交汽 车的各种污染物排放因子均低于传 统客车。其中，污染物排放平均值 相比于传统客车NOx降低56.1%， CO降低15.2%，HC降低65.1%， CO2降低46%，PM降低90%。且依据 油耗仪采集的柴油消耗量计算得到 混合动力公交汽车的整车节油率为 43.1%。
对于混合动力车辆，由于辅助
100 人民公交 2013-10
图1 混合动力公交车辆
动力系统的引入，发动机工作状态
试验测试研究
与常规动力车辆有很大不同。对于 使用SCR系统的混合动力车辆，因 其具有怠速停机功能，导致整体排 气温度较低，其NOx排放可能会很 高，整车污染物排放可能并不像其 油耗那样具有明显优势，因此对其 排放进行实际道路测试更加具有现 实意义。
司联合宇通客车股份有限公司，针 2所示。排气流量计安装于车辆后
对杭州油电混合动力公交汽车及传 部，测试设备置于车内后部，发电
统公交汽车进行整车排放测试，研 机置于车内中部，SEMTECH-DS
究混合动力公交汽车的节能环保性 由发电机及电池供电，ELPI及附件
能，从而为混合动力公交汽车排放 由发电机供电。图3为流量计及采样
（12m车为16500kg），在中国典型 城市工况下，进行整车排放测试， 测试用油为国Ⅳ柴油，添蓝溶液为 32.5%的尿素水溶液。
测试前，混合动力客车通过 发动机带动发电机发电，使超级电 容达到满电状态（即SOC达到上限 值），测试后，同样通过发动机带 动发电机发电，使超级电容达到满 电状态（即SOC达到上限值）。 测试前，以60km/h车速进行热机 10min。测试前，通过发动机OBD诊 断软件，对发动机后处理系统进行 诊断，确认后处理系统处于正常工 作状态。
三、整车排放测试数据分析 混合动力客车在工况运行过程 中停机比例可达到60%以上；发动机 停机能较大幅度的减少NOx、CO、 HC及PM等污染物的排放量。 由于混合动力客车具有驱动电 机，与同车型传统客车相比，可采 用较小排量的发动机，一定程度上 减少了污染物的排放；另一方面， 混合动力客车具有怠速停机功能， 发动机约65%的时间处于停机状态， 很大程度上减少了污染物的排放， 且排气管采取了保温措施，一定程 度上减弱了因怠速停机所带来的排 气温度下降，可保证添蓝尿素的正 常喷射。
研究提供参考，也为混合动力公交 管的实际安装位置，图4为整车加载
汽车排放控制策略提供技术支持。
情况。
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图2 测试系统的安装示意图
二、测试车辆 测试车辆分别为油电混联混 合动力和传统柴油公交汽车。混合 动力公交汽车的车载储能为超级电 容，整车具备怠速启停、纯电动行 驶、电机助力及发动机单独驱动等 功能。 试验用传统客车的外形尺寸、
图5 杭州公交西湖景区环湖线车辆
图6 杭州公交天然气车辆 量喷射泵（UDS）、添蓝罐、添蓝 喷嘴、压缩空气滤清器、后处理控 制单元（DCU）等组成（图7）。
四、测试方法 参照《QC/T.894-2011重型混 合动力电动汽车污染物排放车载测 量方法》，整车加载到满载的65%
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1200～1700r/min
无
项目 底 盘 发动机
配 置 变速器
表2 传统公交汽车整车参数配置表 具体配置
YC6G270-40，额定转矩1080N.m，转速1200～1600r/min；立 式、直列六缸、水冷、四冲程、电控直喷
綦江QJ1205手动机械式变速器
图3 流量计及采样管的实际安装情况
图4 整车加载情况
结束语
利用车载测试技术对混合动力 公交汽车及传统客车在“中国典型 城市公交工况”下进行实时排放测 试，测试结果表明：混合动力公交 汽车相对于传统公交汽车，在大幅 度减少燃料消耗的前提下，同时可 大幅度的降低污染物的排放。
杨国强 杭州市公共交通集团有限公司 尚明利 郑州宇通客车股份有限公司 (责任编辑 周 晶)
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图7 三立后处理系统构型
混合动力 公交汽车
传统公交 汽车
NOx(g/km) 6.026 13.733
表3 整车排放测试结果对比
CO(g/km) THC(g/km) PM(g/km)
2.569
0.022
0.009
3.03
0.063
0.090
柴油消耗量 (L)
1.2223
2.1492
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传统的重型车排放法规中，机 动车型式认证基于台架测试，不仅工 况固定，环境温度、湿度、海拔、燃 油等也基本恒定。而在机动车实际使 用条件下，大气环境变化很大，燃油 性质不固定。相关研究表明，机动车 实际运行工况与型式认证工况存在很 大差别，单纯用型式认证工况来评价 机动车的实际排放特性并不科学。
美国EPA于2005年通过了重型 车的NTE法规，并于2007年开始正 式实施，法规要求车辆在实际工作条 件下运行，这样就能覆盖所有可能的 工况点。北京市环保局也要求利用车 载排放测量设备，对北京市的重型车 （主要是柴油车），进行实际道路排 放水平测试，评价排放实施效果。目 前，北京市的《重型汽车整车污染物 排放限值及测试方法》征求意见稿已 于2012年6月发布，且已有科研院所 对传统公交汽车进行了车载排放测试 研究。
试验结果及分析
一、数据处理及测试结果一致 性分析
首先对车载测试设备收集的车 辆排放特征数据（排气流量、HC、 CO、NOx及PM等）及行驶工况数据 进行时间同步匹配，然后对数据进 行突变值平滑及缺失值插值处理， 保证数据的精度和代表性。
重复3次测试循环，对比混合动 力客车及传统客车污染物测量结果 的一致性分析结果为：混合动力客 车的测试偏差NOx为2.12%，PM为 2.31%；传统客车的测试偏差NOx为 1.95%，PM为2.81%。
整备质量及最高车速等与混合动力 公交汽车基本相同，但发动机及变 速器配置与混合动力公交汽车不同 （见表1）。
传统客车的发动机参数见表2。 三、测试用车后处理系统 测试用样车均采用广西三立后 处理系统，主要由催化消声器、计
基本 参数
总长
（mm） 总宽
（mm） 总高
（mm） 轴距
（mm） 轮距前/后
(mm)
一、试验测试系统 整车排放测试采用车载排放测 试系统(PEMS)，主要测试设备为 美国Sensors公司的SEMTECH-DS 及芬兰DEKATI公司的ELPI。其中 SEMTECH-DS用于测量气态污染 物，ELPI用于测量颗粒物数量浓度 及粒径分布。