SAE International -國際自動機工程師學會

Emission Analytics 公司已經通過在車輛尾氣管道上安裝 PEMS 系統（車載尾氣檢測設備，如圖所示），在全美測試了超過 500 輛汽車。現階段，Emission Analytics 公司的測試主要以內燃機車型為主，但也開始測試越來越多的電動車乃至燃料電池汽車，從而更好地對比不同車型的電效率。

最近推出的北美數據庫可以讓用戶在線對比不同車型的溫室氣體排放情況，和實際工況下的燃油經濟性表現。

Emission Analytics 公司的EQUA 指數是世界最大的汽車行業真實工況測試結果數據庫。這家公司將使用同一套測試標準對各款車型進行測試，即在車輛尾氣管處安裝一款便攜式尾氣檢測系統 (PEMS)。

英國 Emissions Analytics 公司創始人兼首席執行官 NickMolden 表示，“實驗室非常適合進行一些預先設計好，且具有高度可重復性的測試。然而，實驗室測試并無法評估車輛的真實道路行駛表現，而真實世界測試則可以提供車輛在真實駕駛環境下的關鍵性能參數。”

根據 EQUA 指數標簽，我們可以看到這輛2017 款豐田凱美瑞汽油小轎車的二氧化碳排放級別為 C級。

2017 年 9 月，PEMS 作為一種測試方法, 取得里了程碑式的進展，成為了歐洲車輛認證測試程序的基石。全球 PEMS 系統供應商，位于密歇根州Saline市的 Sensors Inc 公司首席技術官 David Booker 博士表示，“任何輕型汽車在正式銷售之前都必須進行實驗室測試和真實工況下的道路行駛排放測試。”

公司發言人 Nancy Grantham 表示，美國環保署（EPA）將使用 PEMS 等工具提取車輛行駛過程中的排放特性數據，并借此監測任何可能存在的作弊裝置或其他合規性問題。任何新車在獲得合格證之前均必須同時通過基于PEMS 等工具的真實工況測試和一系列實驗室測試。

Grantham 補充道，美國環保署并未針對 PEMS 測試結果專門制定一個新的指標，而是主要將 PEMS 等真實工況測試數據與實驗室測試結果進行對比，驗證是否一致。

安裝在車輛后座上的數據采集設備。

可重復性和可驗證性

過去 6 年中，Emissions Analytics 公司已經在歐洲地區測試了超過1600 輛輕型乘用車。這家私營公司自 2013 年開始進行北美測試，一支由 4 名駕駛員組成的團隊已經在洛杉磯和最近加入的底特律地區，測試了超過 520 輛汽車，其中既有小型汽車，也有大型皮卡。

Molden 表示，“我們的駕駛員經過專門訓練，他們的駕駛風格可以反映絕大多數人的‘平均’水平。此外，我們還會收集每一秒的數據，進而判斷駕駛員是否的確以平均速度按照指定的路線行駛，并在規定的時間或地點進行制動和加速操作。”

在 Emission Analytics 公司的整體測試機制下，保證駕駛路線的可重復性和可驗證性非常重要。“我們會使用 PEMS 工具測試結果制定一個真實世界性能標簽，”Molden 解釋說，“EQUA 指數不是一種認證，并不屬于監管規定范圍內。該指數的主要作用在于不同車型之間的比較，并不存在真正意義上的‘合格’或‘不合格’。”

EQUA指數正逐漸被視為提供給消費者、立法者和汽車制造商的指南，更重要的是，它還可以讓優秀的工程設計脫穎而出，為市場所認可。

Molden 建議說：“汽車制造商應進行測試的目的應該是促進環保和降低燃耗，而不是單純為了滿足監管認證的最低要求。”

Emissions Analytics自 2011 年成立以來，一直采用 PEMS 系統進行車輛測試。具體來說，為了完成測試，每輛汽車都需要在 5°C 到 25°C 的特定溫度范圍內行駛 100 英里（161 公里），其中市區道路駕駛占 55％，公路駕駛占 45％。近年來，Sensors 公司供應的 PEMS 設備在減重和小型化方面取得了很大進展，目前重量僅為大約 220 磅（100 公斤）。

Molden 表示：“你可以盡力在實驗室中模擬真實駕駛工況，但絕不可能做到和真實情況完全一樣。任何會給發動機帶來負擔的駕駛場景，都會影響車輛的燃耗和排放數據，而在底盤測功機上模擬各種道路條件非常困難，特別是爬坡的情況。

Molden 表示，歐洲實驗室測試中的滾動阻力普遍小于真實道路測試條件，這種情況非常常見。Molden 介紹說，較低的滾動阻力可以降低車輛的燃耗和排放數據，“這種做法在技術上并不算違規，但滾動阻力誤差的確是實驗室測試的致命弱點。”

Emissions Analytics 公司測試車輛安裝了一個“迷你氣象站”，可以測量道路測試期間的空氣溫度、壓力和濕度。

GPS 非常關鍵

在 Emissions Analytic 公司的測試中，車輛將配備一款連接至排氣管的 PEMS 系統、一個 GPS系統及一個微型氣象站（用來捕捉空氣溫度、壓力和濕度）。Molden 表示，“我們會使用 GPS 系統，因此完全不需要任何車載定位系統，甚至連車速和加速度數據都不需要。另外，GPS 系統還可以提供海拔數據，因此我們還可以測量道路的坡度。”

道路測試可以在一定程度上避免排放測量結果作弊的影響。Molden 表示，“大眾汽車的作弊設備就是一個很好的例子，它可以在很大程度上影響測試結果，這在實驗室測試中難以避免，但卻很難‘騙過’道路測試。”

此外，Emissions Analytic 公司還會在測試流程中綜合考慮多方因素，包括空調的使用情況等，進而測量最準確的燃油經濟性及CO2、CO、NO、NO2等物質的排放水平。值得說明是，考慮到當地使用習慣，與歐洲測試相比，Emissions Analytic 公司在北美車輛測試中專門將空調的使用時長延長了 50％。

為了能更好地進行橫向比對，EQUA 指數的基本測試方法完全相同。不過，Emissions Analytics 還會進行一些特定研究，增加一些額外的考量因素，比如寒冷天氣測試和陡坡測試等。此外，PEMS 測試還可以生成定制報告。

2013 年以來幾乎沒有變化；氮氧化物的平均排放量為 43mg/mi，比美國環保署 Tier 2 Bin 5 標準低 14%。Molden 表示，如果將平均排量降低至 1.5 L，發動機的 CO2排放則可以降低 23％。

瞬時排放、燃油消耗、車輛速度、行車坡度和行車高度等信息可以讓工程師更好地模擬車輛的動態特性，并繪制更貼近現實情況的“排放圖”。例如通過用 X 軸表示速度，Y 軸表示加速度，用戶即可在排放圖中找到峰值排放或峰值燃耗對應的特定操作情況。

車輛燃油經濟性和溫室氣體排放之間的聯系不可否認。通過測量排氣管中的碳氧化物氣體排放，我們只要只要知道車輛所有燃料的化學成分組成，即可以利用“碳平衡守則”，準確計算出車輛的燃耗。Molden 表示：“我們就是這樣計算車輛燃耗的，完全不需要在車輛的燃油管路安裝任何設備，也完全用不到 CAN 總線。”

在真實世界中，車輛尾氣排放分析測試也可以防止一些別有用心的裝置影響測試結果，臭名昭著的“大眾柴油作弊門”就是一個例子。如果沒有加裝作弊設施，大眾汽車 (VW) 的 MPG 數據將增加 10％，二氧化碳排放量雖然有所降低，但氮氧化物的排放數據將會非常高。

Molden 解釋說：“鑒于這種情況的存在，你必須在同一天，使用同一種測試方法，把同一輛車的所有數據全部測完，然后把這些數據放在一起對比，否則你的測試系統就可能很容易遭到篡改。”