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汽车动力|基于当前环境问题的汽车技术发展趋势


据统计资料显示 ， 近年来日本运输部门的CO2排放量仍居高不下 ， 其中源自汽车的CO2排放量约占总量的86.2% 。 因此 ， 汽车仍是CO2的主要排放源之一 。 世界各国也一直在完善与收紧相关法规限值 ， 以此卓有成效地改善汽车废气排放并降低燃油耗 。 着重分析了日本国内制定的废气排放与燃油耗相关法规及政策的发展趋势 。 针对当前的环保问题 ， 介绍了近年来在日本汽车市场出售的新车型 ， 并阐述了改善燃油耗与降低排放的技术发展趋势 。
0 前言
时下 ， 汽车与环境问题已成为社会各界密切关注的焦点 ， 本文论述了最近一年来日本国内汽车行业所达到环保标准的现状 ， 并阐述了废气排放法规与燃油耗法规的整体情况 。 同时 ， 以2018年上市销售的部分新车型(包括部分经技术改良后的车型)为例 ， 本文论述了与环境性能密切相关的汽车新技术发展趋势 。
1 概况
纵观2017年的大气污染状况 ， 考虑到与NO2密切相关的环境标准 ， 普通测试点的达标率为100% ， 汽车废气排放测试点(自行排放测试点)达标率为99.7%(2016年的普通测试点达标率为100% ， 自行排放测试点达标率为99.7%) 。 就悬浮颗粒物质(柴油机颗粒 ， SPM)方面而言 ， 普通测试点达标率为99.8% ， 自行排放测试点为100% ， 2016年的普通测试点、自行排放测试点达标率均为100% 。 近年来 ， 日本国内汽车废气排放年平均质量浓度也都呈递减趋势(图1示出了NO及NO2浓度的年平均值) 。 源自汽车的污染排放指标正在逐年降低 ， 汽车被称为“污染源”的状况将不复存在 。 NO2的环保标准达标率为99.7% 。 在393个有效测试点中 ， 只有东京都大田区松原桥的1个测试点的数据未达到标准 。 日本政府通过对局部道路状况及车流的控制 ， 使空气污染情况取得了有效控制 。
考虑到NO2及SPM的环保标准达标率较低的情况 ， 以柴油机排放颗粒(PM2.5)为例 ， 普通测试点达标率为89.9% ， 自行排放测试点的达标率为86.2%(2015年普通测试点的达标率为88.7% ， 自行排放测试点的达标率为88.3%) ， 整体呈现出持续改善的趋势 。 就日本北部九州地区及四国地区的濑户内海地域的普通测试点为例 ， 仍存在环保标准达标率较低的地区(图2) 。 另外 ， 以光化学氧化剂(Ox)为例 ， 普通测试点、自行排放测试点的环保标准达标率均为0% ， 这种状况目前仍亟待改善 。 另一方面 ， 由于与Ox的生成密切相关 ， 因而日本国内进一步强化了NO2及碳氢化合物(HC)的法规标准 ， 虽然在上述领域已取得一定成效 ， 但在整体上仍未得以显著改善 ， 依然有进一步提升的空间 。

汽车动力|基于当前环境问题的汽车技术发展趋势
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图1 汽车废气排放测试点的NO、NO2浓度的年平均值

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图2 2017年日本国内的PM2.5环保标准达标情况
从2018年起 ， 日本国内废气排放法规中的试验循环由JC08工况调整为全球统一轻型车试验循环(WLTC)工况 ， 汽油车、液化石油气(LPG)汽车要达到与JC08工况下的相近水平 。 从2018年10月开始 ， 以重型汽车为研究对象 ， 引进了先进的车载故障诊断(OBD)系统 ， 并逐步扩大了其应用范围 。 此外 ， 据2019年2月公布的消息称 ， 自2020年12月起 ， 日本国内将对汽油车执行PM排放的相关法规 。
为了对汽车交通噪声状况进行评估 ， 调查对象约为8 721 400户住户 ， 并实施噪声评价 ， 其中有某个时段产生的噪声超过了环保标准的居民住户数量为532 200户(占比6.1%) ， 与2018年的数据处于同等水平 。
另一方面 ， 2017年度由日本国内交通运输系统所排放的CO2总量为2.13×108 t ， 相比上一年约减少0.8% 。 源于汽车的CO2排放量约占总量的86.2% ， 故目前汽车仍为CO2的主要排放源 。 源自汽车的CO2排放量相比2001年的峰值排放量降低约20% ， 与货物运输密切相关的CO2排放量仍在继续减少中 。 此外 ， 与2017年相比 ， 除私家车以外的客车CO2排放量也得以大幅减少(表1) 。 可认为 ， 专用汽车中的混合动力汽车已在逐渐普及 ， 并且已取得一定成果 ， 该态势目前仍会持续下去 。 近年来 ， 美国方面也快速推进了针对汽车燃油耗与CO2排放的改善进程 。 2017年美国企业的平均燃油耗为24.9 mile/g。 世界各国的汽车燃油耗标准及CO2排放法规的强化已初见成效 。


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