2021～2023 年低油耗乘用車技術路徑判定

曹一哲，陳川，鄒玉紅

（中國汽車技術研究中心有限公司 數據資源中心，天津 300300）

前言

2019 年7 月9 日，工信部發布了《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》（以下簡稱《雙積分辦法》）修正案（征求意見稿），與2017 年9 月發布的《雙積分辦法》相比，增加了對“低油耗乘用車”的定義，即“綜合工況燃料消耗量不超過《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》中對應的車型燃料消耗量目標值與該核算年度的企業平均燃料消耗量要求之積的傳統能源乘用車”，并提出“計算乘用車企業新能源汽車積分達標值時，低油耗乘用車的生產量或者進口量按照其數量的0.2 倍計算”，是國家政策層面首次引入“低油耗”車型概念，降低了其在核算新能源汽車積分達標值時的基數。2019 年9 月11 日，工信部再次對《雙積分辦法》修正案（征求意見稿）進行公開征求意見，將低油耗乘用車的新能源達標計分倍數從“0.2 倍”修改為“0.5 倍”，即削弱了對低油耗乘用車在核算時的優惠力度。但無論哪種計分方式，都在一定程度上對生產低油耗車型的企業降低了新能源積分達標要求，體現了對燃油經濟性表現優異的傳統能源車的鼓勵。

根據GB 27999《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》（征求意見稿），2021 年起將采用全球統一輕型車輛測試循環（WLTC）確定車型燃料消耗量，而目前研究顯示，WLTC測試循環下乘用車燃料消耗量相對于NEDC測試循環普遍會有一定程度的上浮，不同燃料類型、不同排量或搭載不同節能技術的車型會有不同的上浮程度[1]-[3]。本文首先提出了相關測算方法，對不同類型車型在WLTC 工況下的燃料消耗量上浮程度做了近似測算，然后通過《雙積分辦法》中對低油耗乘用車的定義，對搭載各類典型節能技術的車型的低油耗達標情況做了評估，以判定哪類節能技術路徑是未來潛在的低油耗車型技術路徑。

1 WLTC 工況下燃料消耗量測算

1.1 WLTC 工況燃料消耗量測算方法

根據GB 18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測量方法》（中國第六階段），國六排放車型的測試循環采用的是全球統一輕型車測試循環WLTC；另外，GB/T 19233《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》（征求意見稿）中規定了通過測定汽車二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和碳氫化合物（HC）排放量，用碳平衡法（公式（1）計算燃料消耗量的計算方法。由此，通過查詢已進入公告的國六排放車型的排放檢測報告，利用GB/T 19233 征求意見稿中給出的碳平衡法公式，即可測算出該國六車型WLTC 工況下的綜合燃料消耗量。

式中：FC 代表燃料消耗量（L/100km）；HC、CO、CO2分別代表測得的碳氫、一氧化碳、二氧化碳排放量（g/km）；D 代表288K（15°C）下試驗燃料的密度（kg/L）。

目前，各乘用車企業均已申報多款國六排放車型，按照其車輛型號查詢“常溫下冷啟動后排氣污染物排放”檢測報告（見圖1），即可獲得CO、HC 與CO2的排放量檢測結果，按照公式（1）便可計算出該車型WLTC 工況下的綜合燃料消耗量。另外，通過查詢“乘用車燃料消耗量”檢測報告（見圖2），即可獲得該型號車型在NEDC 工況下的綜合燃料消耗量檢測結果。WLTC 工況下綜合燃料消耗量計算結果與NEDC 工況下綜合燃料消耗量檢測結果的比值，即為WNQ值，見公式（2）。式中：FCWLTC與FCNEDC分別代表WLTC 工況與NEDC工況下的綜合燃料消耗量（L/100km）。

1.2 WLTC 工況燃料消耗量測算結果

為評估不同類型車型的WNQ 值，本文對已量產及已上公告國六車型進行了梳理，共分為普通汽油車、三缸發動機車型、柴油車型、MHEV 弱混車型、HEV 強混車型五類，其中普通汽油車型較多，將其拆分成不同系別（自主、歐系、美系、日系等）、不同排量的典型車型（或產量較大車型），分別進行WNQ 值計算，計算結果如表1 所示。

圖1 排氣污染物與CO2檢測結果（樣例）

圖2 NEDC 工況下燃料消耗量檢測結果（樣例）

表1 WNQ 值計算結果（節選）

由上表近似求得，普通汽油車、三缸發動機車型、柴油車型WNQ 值均為1.1 左右，MHEV 弱混車型WNQ 值約為1.12，HEV 強混車型WNQ 值約為1.2（即普通汽油車、三缸發動機車型、柴油車型、MHEV 弱混車型、HEV 強混車型在WLTC 工況下油耗分別上浮10%、10%、10%、12%、20%）。將某車型NEDC工況下的油耗乘以該車型技術類別所對應的WNQ 值，即可近似推算出該車型在WLTC 工況下的油耗。

2 各技術路徑低油耗達標情況判定

2.1 現有車型整體達標效果評估

以2018 年到2019 年上半年合格證數據與公告第305 批到第320 批的所有傳統能源乘用車作為分析對象，按其燃料種類或搭載技術分為HEV、MHEV、三缸機、柴油、其他燃油五類車型，整備質量作為橫坐標，WLTC 工況油耗作為縱坐標（WLTC 工況油耗按照上一節所介紹方法測算），作散點圖，并按照GB 27999《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》（征求意見稿）中給出的五階段車型燃料消耗量目標值與企業平均燃料消耗量年度要求作出2021～2023 年各年的低油耗車型達標線，散點落在達標線右下方即滿足低油耗車型條件（見圖3）。

圖3 目前各類傳統能源車油耗分布

由上圖可知，目前已量產或已上公告車型中，達到低油耗標準的車型以HEV 為主，且多數能滿足2021～2023 年各年的低油耗要求；繽瑞一款1.0T 三缸+MHEV 車型也可滿足各年達標要求；三缸機車型中，僅Smart fortwo、繽瑞、標致408 等少數1.0T、1.2T 車型在達標線附近，且僅能達到2021～2022 年低油耗車型標準；柴油車中，僅奔馳GLE 柴油2.2T 版可達到低油耗車型標準；而單純使用MHEV 技術的車型以及其他燃油車型都無法滿足低油耗要求。

2.2 各類低油耗技術路徑評估

由上節分析可知，HEV 車型方面，目前多數都可滿足低油耗條件，且豐田、本田旗下HEV 車型油耗仍有一定下降潛力，因此預計未來絕大多數HEV 車型都可滿足低油耗要求。MHEV 方面，目前1.0T 三缸機+MHEV 的組合即可滿足各年份低油耗要求；距低油耗標準差距較小的三缸及四缸汽油車型搭載MHEV 后可能在一定程度上滿足低油耗標準；未來歐系與自主多家企業還將引入第二代MHEV 技術，也將成為潛在低油耗車型技術。另外，馬自達第二代創馳藍天2.0L、日產可變壓縮比三缸1.5T 發動機技術等，同樣為潛在低油耗車型技術。

2.2.1 MHEV 技術路徑評估

綜合目前公告與合格證數據，在非三缸傳統汽油車中，共有9 個型號的車型距低油耗標準差距在10%以內，該9 款車型搭載MHEV 后預計可滿足2021～2022 年低油耗標準。

圖4 非MHEV、非三缸汽油車型油耗分布

表2 距達標線較近非三缸車型達標差距情況

由于上述9 款車型大多為A 級轎車，且渦輪增壓、直噴、怠速啟停、先進變速器等各項節能技術搭載已較為完善，預計搭載MHEV 后油耗可繼續降低5%～8%，可滿足2021～2022年低油耗標準。但考慮到企業技術儲備及A 級車成本消化問題，大規模普及可能性不大。因此，在目前非三缸汽油車型基礎上，單純增搭第一代MHEV 的車型基本不會發展成為低油耗車型。

2.2.2 三缸機+MHEV 技術路徑評估

綜合目前公告與合格證數據，三缸機車型中僅吉利繽瑞1.0T+MHEV 版車型滿足各年低油耗標準。達標差距在10%以內的車型以搭載1.0T 三缸發動機為主，少數車型采用1.2T或1.3L 三缸發動機，該類車型在增搭MHEV 后預計可滿足2021～2022 年低油耗標準。

圖5 三缸車型油耗分布

表3 距達標線較近三缸車型達標差距情況

由上表可知，排量為1.0T 與1.2T 的部分三缸發動機車型（包括Smart fortwo、繽瑞、凌派、標致408）在不搭載MHEV 的情況下，可滿足2021 年低油耗標準，搭載MHEV后預計可滿足各年低油耗標準；其他車型（如享域、思域、福克斯等）目前無法滿足低油耗要求，搭載MHEV 后預計可滿足2021～2022 年低油耗要求。

2.2.3 第二代MHEV 技術路徑評估

目前，吉利、長安、奔馳、奧迪、寶馬幾家企業已明確將從2021 年起廣泛搭載第二代MHEV 技術，而其他企業尚未有明確計劃。以這五家企業為例，假設其傳統車均配備第二代MHEV，設定第二代MHEV 相對汽油版節油18%，相對第一代MHEV 節油9.2%（NEDC 工況），第二代MHEV在WLTC 工況下油耗上浮程度為12%。

圖6 第二代MHEV 車型油耗（估算）分布

由測算結果可知，達到2021～2023 年低油耗標準的車型包括吉利旗下繽瑞1.0T、領克03 1.5T 及嘉際1.5T，奔馳旗下A級1.3T及C級1.6T，奧迪旗下A4L 1.4T和個別A4L2.0T，寶馬旗下1 系1.5T、2 系1.5T、3 系1.5T 及個別3 系2.0T 車型。可見，各年份均滿足低油耗條件的車型集中在1.5L 以下排量段，即第二代MHEV 若要各年份均完成低油耗要求，則需同時為三缸增壓或小排量增壓車型。

2.2.4 其他先進節能技術

圖7 采用兩代創馳藍天發動機的馬自達3 油耗分布

馬自達3 Skyactiv-X 車型預計2020 年后引入國內，搭載2.0L 第二代創馳藍天發動機，采用SPCCI 火花塞控制壓縮點火技術，且標配24V MHEV，壓縮比提升至16.3：1，油耗有較大幅度降低。根據官方公布數據，搭載Skyactiv-X 2.0L 發動機的馬自達3 WLTC 工況油耗最低可降至5.4L/100km，滿足2021～2022 年低油耗車型要求。

除馬自達第二代創馳藍天2.0L，日產可變壓縮比三缸1.5T、大眾新一代EA211 1.5TSI 發動機技術等也是未來潛在的低油耗車型技術，但由于目前尚無實車推出，因此無法確定準確油耗。

3 結論

本文以《雙積分辦法》修正案（征求意見稿）中對低油耗乘用車的鼓勵措施為依據，引入WLTC 循環燃料消耗量測算方法，在此基礎上對各類傳統能源車技術路徑在2021～2023 年是否滿足低油耗條件進行了評估，得出如下結論：

（1）ICE 方面，預計極少數1.0T 或1.2T 三缸車型能滿足2021 年低油耗要求；極少數柴油車型能滿足各年低油耗要求；馬自達第二代創馳藍天及日產可變壓縮比（1.5T 三缸版）技術或為未來潛在低油耗車型技術；

（2）MHEV 方面，預計未來部分1.0T、1.2T 三缸發動機車型搭載MHEV 后可滿足各年份低油耗要求；其他排量三缸車型與極少數四缸汽油車型搭載 MHEV 后可滿足2021～2022 年低油耗標準；未來歐系與自主多家企業還將引入第二代MHEV 技術，也將成為潛在低油耗車型技術；

（3）HEV 方面，預計未來多數HEV 車型都可滿足低油耗要求。