中印汽车排放标准及出口对策研究
钟新才
上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心 广西柳州市 545007
摘 要: 针对中印两国最新轻型汽车排放标准国VI 和BS VI,比较分析排放标准各项排放指标、检测项目、测试
工况及技术要求等,确定了排放标准主观评价指标体系,采用AHP 层次分析法并综合考虑两国排放政策和技术现状,确定排放体系中各指标权重,构建中印排放标准主观评价模型。通过研究中印排放体系的差异化,制定中印汽车出口策略。
关键词:轻型汽车;排放法规;层次分析法(AHP);出口策略
1 中印汽车排放标准比较分析
从2000年到2020年,我国排放标准通过20年的时长从国I 不断升级至国VI。国6标准[1]的型式检验项目包括排放限值、实际驾驶排量、曲轴箱排量和检测方法、SI 发动机的蒸发和加油限值、低环境温度测试排放限值及OBD 系统测试等多项标准均做出了更严格的规定[2]。各标准执行年限如图1所示。
印度的排放标准名称为“巴拉特”,英
文缩写为BS。印度1996年制定出第一个汽车排放标准BS I,2000年参考欧I 标准修订BS II 标准,2020年印度政府选择跳过BS V 直接执行BS VI [3]。印度经过24年从BS I 标准迭代更新到BS VI,其执行时间如图2所示。
1.1 管理机构
我国制定排放法规标准由车辆排放控制中心VECC 负责,监管部门是环境保护部MEP,排放标准体系以国标为准。
印度排放法规标准化由排放标准常务委
员会SCOE、技术标准委员会CMVR 及其下属组织汽车工业标准委员会AISC 负责。监督执行法规由道路运输和公路部MORTH、重工业和公告事业部MOHI、环境和森林保护部MOEF、印度标准局BIS 等政府机构实施[4]。
印度排放标准体系由中央机动车辆规则CMVR、印度国家标准IS 和印度汽车行业标准AIS 组成,三者相辅相成[4]。CMVR 只规定基本法规要求,IS 标准范围广,AIS 标准只针对汽车不涉及其他产品,对于整车及汽
车零部件均采用AIS 检验评估,汽车行业标准AIS 通过印度标准局转化为印度国家标准IS [4]。
1.2 型式检验项目及限值要求(见表1)
2 中印排放体系主观评价方法及模型构建
随着排放法规的不断升级,汽车的测试
工况、限值要求、测试项目及技术要求也在不断升级。本文通过构建一套排放标准主观评价模型,对中
印排放体系进行差异化研究,将排放体系的差异化细化到技术层面,为中印出口策略的制定提供科学可行的方法。
2.1 AHP 层次分析法
AHP 层次分析法在20世纪70年代由美国运筹学教授T.L.Saaty 提出,它将研究目
标分解成多个因素,按照各个因素之间的关
图1 我国各排放标准执行年限
图2 印度各排放标准执行年限
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联关系进行聚类分层组合,形成一个系统的多层的层次结构图[5]。该方法适合处理复杂的、不易定量分析的模糊问题。
(1)构建判断矩阵
引入1-9比率标度法(见图3),对层次结构图中每一层次的各个指标进行两两比较,判断指标之间的相对重要程度,构建判断矩阵。指标之间的对比标度由行业内的专家一致讨论表决得出。
(2)计算判断矩阵
计算判断矩阵的最大特征值max λ和特征向量ω,此特征向量即为各个指标的重要程度排序[5]。
(3)一致性检验
判断矩阵是通过主观评价法进行评估的,当指标个数增加时,矩阵的不一致性也会增加,导致判断误差增大[6]。Saaty 引入随机性一致性指标RI 来衡量判断矩阵的不一致程度
[5]
。随机性一致性指标RI 与阶数n 的关系见图4。
2.2 排放标准主观评价指标分析根据中印最新的排放标准,将轻型汽车
排放标准主观评价指标分为测试程序指标、污染物指标和技术指标三个方面。
测试程序指标即汽车排放检测时选用的测试工况。污染物指标即汽车尾气排放物指
标。技术指标即为满足排放要求需要应用的技术指标。
2.3 中国排放标准主观评价模型 根据排放标准主观评价体系建立如图5的层次分析法模型,包括目标层、准则层和子准则层。
根据各个指标之间的重要度关系,列出准则层及子准则层的判断矩阵。按照2.1的层次分析法的计算方法,计算出各指标权重并进行一致性检验。
1)中国排放标准主观评价准则层判断矩阵及权重计算结果:
最大特征值max λ=3.0092;一致性指标CI=
(max λ-n)/(n-1)=0.0046;随机一致性指标RI=0.52;
相对一致性指标CR=CI/RI=0.0088<0.1,满足。
2)子准则层——污染物指标B2计算结果:
最大特征值max λ
=7.1955
表1 中印汽车排放法规内容差异
图3 判断矩阵标准及其意义
图4 随机性一致性指标RI 表
一致性指标CI 2=(max λ-n)/(n-1)=0.0326
随机一致性指标RI 2=1.36
相对一致性指标CR 2=CI 2/RI 2=0.024<0.1,满足
3)子准则层——技术指标B3计算结果:最大特征值max λ=2
一致性指标CI 3=(max λ-n)/(n-1)=0
随机一致性指标RI 3=0
相对一致性指标CR 3=CI 3/RI 3=0<0.1,满足。
结合上述计算结果发现,单一指标均满足一致性要求,最后计算组合权向量,并检验总体的一致性是否满足要求。
ω*=(0.5390,0.2972,0.1638)T
CI *=(CI 1,CI 2,CI 3)·ω*=(0,0.0326,0)
·ω*
=0.0097
RI *=(RI 1,RI 2,RI 3)·ω*=(0,1.36,0)·ω*=0.4042
CR *
=CI *
/RI *
=0.0240<0.1,满足要求。综合考虑我国排放政策、技术现状和汽车制造商的关注程度,确定判断矩阵中的测试程序权重最大,其次是污染物指标,最后是技术指标。污染物指标中新增的N 2O 排放量、THC 排放量和NMHC 排放量是控制重点。技术指标中后处理技术权重明显大于发动机技术权重。
2.4 印度排放标准主观评价模型根据排放标准主观评价体系构建图6层次结构模型,建立准则层和子准则层的判断矩阵如表5——表7所示,计算各指标权重并进行一致性检验。
1)印度排放标准主观评价准则层判断矩阵及权重
计算结果:
最大特征值max λ=3.0092
一致性指标CI=(max λ-n)/(n-1)=0.0046
随机一致性指标RI=0.52
相对一致性指标CR=CI/RI=0.0088 <0.1,满足要求。
2)子准则层——污染物指标B2计算结果:
最大特征值max λ=7.1955
一致性指标CI 2=(max λ-n)/(n-1)=0.0326
随机一致性指标RI 2=1.36
相对一致性指标CR 2=CI 2/RI 2= 0.0240<0.1,满足要求。
3)子准则层——技术指标B3
计算结果:最大特征值max λ=2
一致性指标CI 3=(max λ-n)/(n-1)=0
随机一致性指标RI 3=0
相对一致性指标CR 3=CI 3/RI 3=0<0.1,满足要求。
最后计算组合权向量和总体一致性检验:
ω*=(0.1638,0.2972,0.5390)T CI *=(CI 1,CI 2,CI 3)·ω*=(0,0.0326,0)
·ω*=0.0097
RI *=(RI 1,RI 2,RI 3)·ω*=(0,1.36,0)·ω*=0.4042
CR *=CI */RI *=0.0240<0.1,满足要求。综合考虑印度排放政策、技术现状和汽车制造商的关注度,确定判断矩阵中技术指标的权重最大,其次是污染物指标,最后是测试程序指标。技术指标中发动机技术权重
大于后处理技术权重。污染物指标中新增的PN 排放量、NOX 排放量和PM 排放量为控制重点。
3 中印出口对策
中印两国排放法规升级主要体现在测试工况升级、排放限值升级和技术指标升级三个方面,但因两国国情不同导致一定的差异化,根据中国和印度的排放主观评价模型可以看出:
(1)测试工况不同。我国采用的是WLTP 测试程序,印度采用的是NEDC 测试程序;
图5 中国排放标准层次分析模型
中国排放标准主观评价模型
测试程序指标B1
WLTP 程序C1CO 排放量C2THC 排放量C3NMHC 排放量C4
NOX 排放量C5N2O 排放量C6PM 排放量C7PN 排放量C8发动机技术C9
后处理技术C10
技术指标B3
污染物指标B2
图6 印度排放标准层次分析模型
印度汽车排放标准主观评价模型
测试程序指标B1
NEDC 程序C1
CO 排放量C2THC 排放量C3NMHC 排放量C4
NOX 排放量C5THC+NOX 排放量C6PM 排放量C7PN 排放量C8污染物指标B2
技术指标B3
发动机技术C9
后处理技术C10
(下转第9页)
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企业应对层面,《管理要求》实施多年来,我国M1类汽车产品生产企业有了符合企业自身情况的ELV管控体系。特别是长城、上汽大通等自主品牌企业已经在应对欧盟ELV 法规方面有了较为成熟的经验。相比之下,国内非生产M1类汽车产品的汽车生产企业还存在不明晰ELV管控概念、不具备管理体系等情况;
随着国内外ELV法规日趋严格,汽车企业及产品走出国门诉求日益增强,这部分企业在ELV管控方面还有相当的工作需要开展。
3 总结
基于我国做大、做强、走出去的汽车工业发展愿景,以及全社会对绿发展理念的
认同,汽车ELV管理将在政策标准法规层面
不断完善管控机制,这也将推动汽车及零部
件生产企业在做实做强绿产品方面形成体
系化应对能力。
参考文献:
[1]GB/T 30512-2014. 汽车禁用物质要求[S].
2014.
[2]我国汽车可回收性分析[J].侯猛,徐树杰,
李甜,李龙辉.时代汽车.2017(5).
[3]汽车产品禁用物质及替代技术使用现状[J].
侯猛,李龙辉,徐树杰,柴静,吴蒙.时
代汽车.2016(10).
[4]基于COS系统的汽车有害物质及RRR信
息化管理研究[J].李甜,李龙辉,吴蒙,
徐树杰.时代汽车.2016(11).
[5]基于CAMDS的RRR法规应对研究[J].
康医飞,徐耀宗,董长青.汽车工艺与材料.
2012(11).
[6]欧盟汽车产品有害物质和可回收利用率认
证探究[J].吴蒙,贾艳敏,董长青.汽车工
业研究。2014(2).
[7]汽车产品应对欧盟REACH法规策略探讨
[J].何玉松,王佳璐,胡仁其,杨如松.上
海汽车.2017(5).
(2)污染物的排放限值的侧重点不同。我国主要针对一氧化二氮和碳氢化合物,印度主要针对颗粒物和氮氧化物;
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(3)技术升级侧重点不同。我国主要针对汽车尾气的控制治理技术,发动机缸内技术是国五升级期间的重点。印度主要针对发动机缸内技术,尾气后处理技术次之;
(4)测试项目种类和要求不同。我国比印度多低环境温度测试和加油排放测试限值两个检测项目,且检测项目中的排放物限值严于印度。
作为出口国时,中国要按照印度排放法规的要求设计和检测汽车,满足污染物排放限值和技术路线。印
度的排放限值要求均低于中国,且污染物测试种类不同。在技术方案方面,印度引入EGR废气再循环系统的发动机缸内净化技术及DPF颗粒过滤器、SCR 选择性催化还原技术的后处理技术。
同理作为进口国时,印度要按照中国排放法规的要求设计和检测汽车。我国国六的测试工况和排放限值是最具挑战性的。在技
术方案方面,不仅仅要求发动机技术达标,
而是通过发动机技术和尾气后处理技术综合
优化达到国六标准[7]。
4 结论
本文将国VI和BS VI做了全面的标准比
较分析,内容包括管理机构、排放限值、检
测流程、检测方法等,并建立一种排放标准
主观评价模型,通过AHP层此分析法确定各
个指标权重,结合各国技术现状制定出中印
出口策略。不足之处是内容涉及面尚不完整,
只研究了中印轻型汽车的标准差异化,没有
研究重型汽车。
参考文献:
[1]轻型汽车污染物排放限值及测量方法(国
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河南:第十五届河南省汽车工程科技学术
研讨会论文集.2018.
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术法规[J].摩托车技术,2013(05):48-
53.
[5]刘纯,朴世文,刘晓舫,汪侃,严辉.基
于AHP的重型柴油车节能减排综合评价
方法研究[J].汽车科技,2017(04):61-
65.
[6]陈涛. 汽车动力学性能主观评价方法和指
标权重分析[D].湖南大学,2009.
[7]田大鹏,张智亮.这一次,中国汽车排放
标准升级为什么这么“难”?[J].中国汽
车市场
.2019,(7):48-51.
作者简介
钟新才: (1963—),男,汉族,广东人,本科
学历,高级工程师,现任上汽通用五菱
股份公司技术中心平台总工,主要研究
整车集成方向。
(上接第6页)