混合動力電動車之廢氣排放研究

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大華科技大學

機電工程研究所

碩士論文

混合動力電動車之廢氣排放研究

Study on exhaust emissions of

hybrid electric vehicle (HEV)

研究生：張榆鑫

指導教授：曹中丞博士

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混合動力電動車之廢氣排放研究

Study on exhaust emissions of hybrid electric vehicle

(HEV)

研究生：張榆鑫

指導教授: 曹中丞博士

Student: Yu-Hsin Chang Advisor: Dr. Chung-Chen Tsao

大華科技大學機電工程研究所

碩士論文

A Thesis

Department of Mechatronic Engineering Ta Hwa University of Science and Technology

In partial Fulfillment of the Requirements For the Degree of

Master of Science In

Mechatronic Engineering July 2016

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摘要

本文旨在以具行駛距離長、減少燃料費用及空氣品質佳之插電式混合動力電動車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)，以 ECE R83 和世界輕型車測試程序(World Light-Duty Test Procedure，WLTP)兩種檢測程序，探討國內混合動力電動車檢測方法之差異。從研究結果發現，不同行車型態(NEDC 與 WLTC)測試比較下， NEDC 之 CO、THC、NMHC、CO2的值都比 WLTC 的測試值低；而油耗部分，則是 NEDC 的測試結果較 WLTC 高；而不同檢測程序(ECE R83 與 WLTP)測試時，發現 WLTP 之 CO、THC、NMHC 與 CO2的測試結果皆較 ECE R83 為高。至於 NOx在兩個檢測程序的結果值均相同，而油耗則是 NEDC 的測試結果較 WLTC 高。探討 WLTP 的行車型態時，其具有加速、減速急遽變化的曲線及在測試過程中的車輛速度都要在行車型態誤差範圍內；而 NEDC 行車型態則相對較規律、平順與在減速段是油門踏板全放，車速到達接近行車型態誤差範圍內時再加油門，使其車速跟上行車型態。未來台灣導入 WLTP 檢測程序時，應建立本地實際路況的實用因子(Utility Factor，UF)值，配合對應檢測數據的加權計算，以符合汽車在實際道路所排放的廢氣及汽油消耗量。關鍵字：插電式混合動力電動車、世界輕型車測試程序、實用因子

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ABSTRACT

This paper aims to explore the differences domestic hybrid electric vehicle testing method for a traveling long distance, reduce fuel costs and good air quality of plug-in hybrid electric vehicle (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) using ECE R83 and world light vehicle test procedures (World Light-Duty Test Procedure, WLTP). The results from the study found that different driving patterns (NEDC and WLTC) under

test comparison, the NEDC CO, THC, NMHC, CO2 value than the value

of the test WLTC low; and fuel consumption part, it is NEDC test results higher than the WLTC ; different tests (ECE R83 and WLTP) when tested

and found WLTP of CO, THC, NMHC and CO2 test results are compared

with ECE R83 high. As for NOx values are the same in the two test

results, and the NEDC fuel consumption is relatively WLTC high test results.

Discussion WLTP driving patterns when having acceleration and deceleration curve and rapid changes in vehicle speed during the test must be within the error range of traffic patterns; and NEDC driving patterns are relatively law, and smooth deceleration segment full throttle pedal is placed, when the vehicle speed reaches the approaching traffic patterns within the error range of plus throttle to keep up with the speed of traffic patterns. The future of Taiwan import WLTP testing procedures should be established utility factor (UF) actual value of the local road conditions, with the corresponding weighted detection data to comply with vehicle emissions and gasoline consumption in the actual road

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emissions.

Keywords: Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV), World Light Duty Test Procedure (WLTP), Utility Factor (UF)

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致謝

本研究能完稿付梓，除感謝指導教授循循善誘的指引，亦感謝機電工程研究所之所有教授及老師諄諄教導，更要感謝指導教授曹中丞教授細心的於課業研究上給予教導督促與鼓勵，獲益良多，對於論文及課業之完成受益匪淺，永誌不忘。感謝公司主管陳嘉俊的體諒，雖然當他的部屬需要更加努力，但對於主管願意讓部屬繼續取得學業的心意十分感謝。最後要感謝辛苦養育栽培我的父親張金來先生與母親許淑娥女士，謝謝你們的照顧與栽培，從小讓我學習獨立與自主，養成努力不懈的精神，以至於能順利完成學業。感謝妻子敏婷，於在學期間給我的無限支持與鼓勵，及不到二歲的小女宣凌在學業期間給我當爸爸的喜悅。最後僅將本論文獻給我親愛的家人以及所有關心我和我關心的親友們。感謝你們。

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摘要 ... I ABSTRACT ... II 致謝 ... IV 目錄 ... V 圖目錄 ... VII 表目錄 ... IX 第一章緒論... 1 1.1 研究背景與目的 ... 1 1.2 研究內容 ... 2 第二章檢測程序 ... 5 2.1ECER83 檢測程序 ... 9 2.2WLTP 檢測程序 ... 14 第三章研究方法 ... 19 3.1 實驗設備 ... 21 3.2 行車型態比較 ... 27 3.3 檢測程序比較 ... 28 3.4 研究數據計算與結果 ... 29 第四章結論與未來建議 ... 37 4.1 結論 ... 37

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4.2 未來研究建議 ... 40 參考文獻 ... 41

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圖目錄

圖 1.1 ECER83 的 NEDC 行車型態測試 [3] ... 3 圖 1.2 WLTP 的 WLTC 行車型態測試 [3] ... 4 圖 2.1 國外汽車污染排放管制時程 [3]... 5 圖 2.2 歐盟汽油汽車排放管制架構 ... 6 圖 2.3 歐盟汽油汽車排放管制架構[3] ... 8 圖 2.4 ECER83 檢測程序 ... 10 圖 2.5 ECER83 的 PHEV 完全充電模式檢測程序[2]... 12 圖 2.6 ECER83 的 PHEV 最小電量模式檢測程序[2]... 12 圖 2.7 快速充電設備 ... 13 圖 2.8 WLTC 行車型態[1] ... 14 圖 2.9 WLTCCLASS 3A行車型態駕駛循環[1] ... 15 圖 2.10 WLTP 的 PHEV 完全充電測試程序 ... 16 圖 2.11 WLTP 的 PHEV 最小電量測試程序 ... 17 圖 2.12 建議四個 PHEV 測試順序 ... 17 圖 3.1 車速追蹤公差... 20 圖 3.2 汽車排氣測試設備分佈示意圖 ... 22 圖 3.3 汽車排氣測試示意圖 ... 23 圖 3.4 美國 SAEJ2841UF 係數 ... 25

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圖 3.5 A 車型的不同行車型態測試階段比較 ... 31 圖 3.6 A 車型-NEDC-CS 的馬力、扭力及電池比較 ... 31 圖 3.7 A 車型 WLTC-CS 的馬力、扭力及電池比較 ... 31 圖 3.8 B 車型的不同檢測程序測試階段比較 ... 34 圖 3.9 B 車型 ECER83-CS 對馬力、扭力及電池比較 ... 34 圖 3.10 B 車型 WLTP-CS 對馬力、扭力及電池比較 ... 35 圖 3.11 以 WLTP 計算測試結果之比較 ... 36 圖 4.1 A 車型的行車型態不同測試結果比較 ... 38 圖 4.2 B 車型的檢測程序不同測試結果比較 ... 39

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表目錄

表 1.1 測試車輛規格說明 ... 3 表 1.2 複合動力電動車廢氣污染測試說明[3] ... 4 表 2.1 汽油汽車 EURO 5 行車型態測試排放標準 ... 6 表 2.2 複合動力電動車廢氣污染測試說明 ... 8 表 2.3 E5 測試用油規格 ... 10 表 3.1 ECER83 與 WLTP 差異比較 ... 20 表 3.2 NEDC 與 WLTC 行車型態比較 ... 20 表 3.3 有關本研究廢氣分析設備可分析方法與檢測氣體 ... 22 表 3.4 A 車型的不同行車型態測試結果 ... 30 表 3.5 B 車型的不同檢測程序的測試結果 ... 32 表 3.6 以 WLTP 計算測試結果 ... 36

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第一章

緒論

1.1 研究背景與目的 隨著時代的演進，人類對物質生活的需求亦日漸提升，尤其是石化燃料的開採，更快速的改變人類生活的形態。然石化燃料所排放的廢氣 (CO、CO2、NOx與 HC)，終至造成人類永遠揮之不去的夢饜，如溫室效應、人類呼吸道感染等。而在石化燃料排放的廢氣來源中，機動車輛是空污排放元兇之一。為減少空污的排放，世界各國無不致力於空污排放減量，而各大車廠亦皆積極研發潔淨能源的車輛。複合動力電動車 (Hybrid Electric Vehicle，HEV)，亦稱為不可車外充電 (Not Off-Vehicle Charge， NOVC)複合動力電動車，為複合動力系統中的主流，加上該類電動車之技術相對成熟，故市場已累積一定的銷售量。另插電式複合動力電動車 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)，亦稱為可車外充電 (Off-Vehicle Charge， OVC)複合動力電動車 HEV，更為目前新節能車輛發展中相對重要的產品，各國針對 PHEV 車輛的相關管制法規與檢測程序均投入相當程度資源，並持續研究發展中。

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歐盟下階段的世界輕型車輛測試程序 (World Light-Duty Test Procedure，WLTP)[1]上對 HEV 亦有相同的考量，分別依量測電池於放電 (Charge Depleting ， CD) 與持續充電 (Charge Sustaining， CS)，以調節車輛電池於完全充電與最小電量，依世界輕型車輛測試行車型態 (World Harmonized Light-duty Test Cycle， WLTC)，檢測車輛廢氣排放狀況。目前歐盟在 ECE R83[2]與 WLTP 兩者都有各別測試程序的規範與建議，在工業技術研究院 -車輛法規實驗室已完整建立 ECE R83 的相關測試能力外，更需進一步提前投入關於 WLTP 測試技術與能力的建立，並將該研究成果與建議，供做相關主管機關未來制定國內複合動力電動車測試規範與法規之方針。 1.2 研究內容 通常 HEV 的研究測試，依 ECE R83 與 WLTP 兩種檢測程序進行比較測試，其皆用兩輛 PHEV 車做為測試車輛。因涉及商業保護問題，本研究以 A 和 B 為其測試車輛之車型代號，如表 1. 1 所示，分別依規定之新歐洲行車型態程序(New European Driving Cycle，NEDC)與 WLTC 進行測試；在 NEDC 開始測試時，先啟動引擎並同時開始取

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樣(Begin Sampling，BS)，經行駛 Part One 和 Part Two 型態後，於 1,180 秒惰轉時停止取樣(End Sampling，ES)及引擎熄火，如圖 1. 1 所示。表 1. 1 測試車輛規格說明測試車輛規格車型代號 A 車型 B 車型研究項目不同行車型態不同檢測程序引擎型式汽油直列 2 汽缸汽油直列 4 汽缸引擎排氣量(c.c.) 647 2,000 長/寬/高(mm) 3999/1775/1578 4655/1800/1680 軸距(mm) 2570 2670 車重(Kg) 1315 1810 壓縮比 10.6 10.5 最大馬力(hp) 170 203 最大扭力(Nm) 250 190 油箱容量(L) 9 45 傳動方式後輪傳動四輪傳動 Hybrid 系統類串聯式混聯式電池種類鋰電池鋰電池電池容量(kWh) 22 12.0 充電電壓(V) 110 110 充電時間(小時) 8(13A) 8(12A) 圖 1. 1 ECE R83 的 NEDC 行車型態測試 [3]

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至於 WLTC 的研究測試，則可分成四個階段：低速(Low)、中速 (Medium)、高速(High)與極高速(Extra High)，如圖 1. 2 所示[3]。測試時的取樣點與 NEDC 相同，唯測試時間較長，需在 1,800 秒測試結束後停止取樣與引擎熄火。兩種測試型態又依規定於車輛電池的完全充電與最小電量兩項測試，來比較兩測試型態所排放廢氣污染物之值，如表 1. 2 所示[3]。圖 1. 2 WLTP 的 WLTC 行車型態測試 [3] 表 1. 2 複合動力電動車廢氣污染測試說明[3] 車輛充電方式行車型態測試狀況測試時電池狀況 HEV NEDC - - WLTC - - PHEV NEDC CD 完全充電 CS 最小電量 WLTC CD 完全充電 CS 最小電量

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第二章

檢測程序

目前國內法規於 2012 年 10 月 1 日實施汽油車五期排放標準，同時接受歐盟 Euro5 或美國 Tier 2 Bin5 排放標準及相關規定，其在國內申請以歐盟檢測方式為主，而 2017 年歐盟會慢慢導入新的 WLTP 檢測程序，如圖 2. 1 所示[3]，故研究方向選擇了歐盟的 ECE R83 和 WLTP 兩種檢測程序來進行研究測試。

圖 2. 1 國外汽車污染排放管制時程 [3]

在歐盟對於車輛排放認證是由車輛製造廠委託歐盟授權的認證機構執行，排放管制架構包括：認證申請(Application for approval)、量產一致性驗證(Conformity of production，COP)及使用中一致性驗證 (In-service comformity)等三項認證或驗證，如圖 2. 2 所示。其結果符合排放標準或相關規定者，則頒與相關合格證明或驗證報告，做為廠

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商申請歐盟相關會員國之車輛排放管制的依據；相關認證、測試在認證機構監視下，須符合(EC) No 692/2008 後續相關指令之車輛製造廠實驗室或檢測機構進行。歐盟 Euro 5 行車型態測試排放標準，如表 2. 1 所示，管制汽油汽車氣態污染物(CO、THC、NMHC、NOx)及粒狀污染物排放。圖 2. 2 歐盟汽油汽車排放管制架構表 2. 1 汽油汽車 Euro 5 行車型態測試排放標準行車型態測定排放標準類別分類 CO (克/公里) THC (克/公里) NMHC (克/公里) NOx (克/公里) 粒狀污染物(克/公里) 客車無 1.000 0.100 0.068 0.060 0.0050 貨車 * N1 class I 1.000 0.100 0.068 0.060 N1 class II 1.810 0.130 0.090 0.075 N1 class III 2.270 0.160 0.108 0.082 註： * N1 class I：參考車重 1305 公斤以下 N1 class II：參考車重介於 1305 公斤(不含)至 1760 公斤(含) N1 class III：參考車重逾 1760 公斤

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美國環保署 (US EPA) 與其加州空氣資源局 (California Air Resources Board，CARB)均以聯邦測試程序(Federal Test Procedure， FTP) 及增列聯邦測試程序(Supplemental Federal Test Procedure，SFTP) 管制車輛空氣污染排放，有鑑於加州空氣污染嚴重的問題，CARB 的車輛排放標準規定比 US EPA 之聯邦排放標準來得嚴謹。

美國聯邦對車輛尾排氣管排放認證測試項目，有 FTP、SFTP、

Cold FTP、Certification Short Test、Hwy NOx Std 等標準規定，其依檢

測行車型態的不同，有所規定的檢測程序與排放標準；因美國檢測程序相當繁紮且居住環境與國內不同如 Cold FTP，為環境溫度在-7℃時測試，國內溫度不會到低溫狀態，所以沒有必要對此環境測試，國內對汽油車輛的污染排放只有 FTP-75 行車型態檢測，如圖 2. 3 所示[3]，型態中包括 505 秒的冷起動、867 秒的冷穩態、505 秒的熱起動等三個暫態循環，以及於冷穩態、熱起動中間的 600 秒的靜置時間。 FTP 測試程序車輛排放標準如表 2. 2 所示，耐久測試里程包含

50,000 或 120,000 miles，分為 11 個 Bin 級距之，NOx、NMOG、CO、

PM、HCHO 等五項空氣污染物的排放標準，提供與廠商辦理認證測

試的依據，且車隊平均 NOx排放量(Fleet Average NOx standard)應低於

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排放，故於聯邦法規 40 CFR 86.1829-01 規定，廠商若證明汽油車輛排放不會超出引擎族排放標準，則相關管制不需對 PM 檢測(GPO, 2015)[4]。圖 2. 3 歐盟汽油汽車排放管制架構[3] 表 2. 2 複合動力電動車廢氣污染測試說明標準 50000 英里污染排放限值車輛生命週期污染排放限值 (120,000 英里)a NOx (g/mi) NMOG (g/mi) CO (g/mi) PM (g/mi) HCHO (g/mi) NOx (g/mi) NMOG (g/mi) CO (g/mi) PM (g/mi) HCHO (g/mi) 聯邦 Bin 1 - - - 0 0 0 0 0 Bin 2 - - - 0.02 0.01 2.1 0.01 0.004 Bin 3 - - - 0.03 0.055 2.1 0.01 0.011 Bin 4 - - - 0.04 0.07 2.1 0.01 0.011 Bin 5 0.05 0.075 3.4 - 0.015 0.07 0.09 4.2 0.01 0.018 Bin 6 0.08 0.075 3.4 - 0.015 0.1 0.09 4.2 0.01 0.018 Bin 7 0.11 0.075 3.4 - 0.015 0.15 0.09 4.2 0.02 0.018 Bin 8 0.14 0.100/ 0.125c 3.4 - 0.015 0.2 0.125/ 0.156 4.2 0.02 0.018 Bin 9b 0.2 0.075/ 0.140 3.4 - 0.015 0.3 0.090/ 0.180 4.2 0.06 0.018 Bin10b 0.4 0.125/ 0.160 3.4 / 4.4 - 0.015/ 0.018 0.6 0.156/ 0.230 4.2/ 6.4 0.08 0.018/ 0.027

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標準 50000 英里污染排放限值車輛生命週期污染排放限值 (120,000 英里)a NOx (g/mi) NMOG (g/mi) CO (g/mi) PM (g/mi) HCHO (g/mi) NOx (g/mi) NMOG (g/mi) CO (g/mi) PM (g/mi) HCHO (g/mi) Bin11b 0.6 0.195 5 - 0.022 0.9 0.28 7.3 0.12 0.032 註：

測試包括：聯邦測試程序(Federal Test Procedure, FTP), 冷車 CO, 高速, 怠轉車型年：2004+ a：為採代替中間使用壽命標準(50,000 英里)或獲得額外的氮氧化物信用配額，製造商可以選擇 15 萬英里使用壽命的 Tier 2 排放標準。 b：Bins 9-11 的 LDV 和 LDT 在 2006 年到期，而重 LDT 與 MDV 於 2008 年到期 c：兩個數字者，第一個數值為認證標準，第二個數值則為使用中車輛的標準 2.1 ECE R83 檢測程序 在 ECE R83 檢測程序中，係採用 NEDC 測試型態，如圖 1. 1 所示。該測試型態係由 Part One (4 個市區駕駛循環)及 Part Two (一個非市區駕駛循環)所組成，其傳統引擎的檢測程序，如圖 2. 4 所示。一般檢測先作車輛檢查，並確認車輛狀況，且於預備駕駛前，先把車上的燃油抽乾，再加入法規規定之 E5 測試用油，如表 2. 3 所示，經行駛預備駕駛型態一個 Part One、兩個 Part Two 後，車輛靜置最少 12 小時後，再進行下一階段的污染排氣測試(一個 Part One、一個 Part Two)，並完成整個 NEDC 測試分析。

而 PHEV 所需執行的檢測程序比傳統引擎還複雜，分別以車輛電池的完全充電(圖 2. 5)[2]與最小電量(圖 2. 6) [2]來進行檢測程序。其中，完全充電於測試前，需分別執行放電、預備駕駛、充電(含靜置) 等三大步驟：

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圖 2. 4 ECE R83 檢測程序表 2. 3 E5 測試用油規格

參數單位規定值(1) 檢驗方法

最小值最大值

「研究法辛烷值」(Research

Octane Number, RON) 95,0 —

EN 25164 prEN ISO 5164 「馬達法辛烷值」 (Motor

Octane Number, MON) 85,0 —

EN 25163 prEN ISO 5163 15 °C 時的密度 kg/m3 ₇₄₃ ₇₅₆ EN ISO 3675

EN ISO 12185

蒸氣壓力 kPa 56,0 60,0 EN ISO 13016-1 (DVPE) 含水量 % v/v 0,015 ASTM E 1064 蒸餾： — 70 °C 蒸發 % v/v 24,0 44,0 EN-ISO 3405 —100 °C蒸發 % v/v 48,0 60,0 EN-ISO 3405 —150 °C蒸發 % v/v 82,0 90,0 EN-ISO 3405 —終餾點℃ °C 190 210 EN-ISO 3405 殘留量 % v/v — 2,0 EN-ISO 3405 碳氫化物分析： — 烯烴, % v/v 3,0 13,0 ASTM D 1319 — 芳香烴 % v/v 29,0 35,0 ASTM D 1319 — 苯 % v/v — 1,0 EN 12177 — 飽和烴 % v/v 提供報告 ASTM 1319 碳/氫比提供報告碳/氧比提供報告誘導週期 (2₎ _分鐘 ₄₈₀ _— _{EN-ISO 7536} 氧化物含量 (3₎ _{% m/m} _提供報告 _{EN 1601} 膠值含量 mg/ml — 0,04 EN-ISO 6246 含硫量 (4₎ _mg/kg _— ₁₀ EN ISO 20846 EN ISO 20884 對對銅腐蝕性性 — Class 1 EN-ISO 2160 鉛含量 mg/l — 5 EN 237 磷酸含量 (5) —

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參數單位規定值(1) 檢驗方法最小值最大值乙醇(3) % v/v 4,7 5,3 EN 1601 / EN 13132 (1) 規格所列之值為「真值」。制定 ISO 4259 之汽油類製品之最大值時 – 判定並使用檢驗方法相關之精確資料、確定最小值時，計入 0 以上 2 R 之最小誤差，確定最大值和最小值時，最小誤差為 4R (R = 還原性 )。儘管本檢測因為技術原因所必須，燃料製造商應著重於法定最大值 2R 之零位值，以及決定最大值和最小值之平均值。在釐清燃料是否符合規格時，必須依照 ISO 4259 之標準。

(2) 燃油中可添加抗氧化劑 (oxidation inhibitors)與金屬鈍化劑 (metal deactivators) ，但清潔添加劑 (detergent/ dispersive additives)與溶劑油(solvent oils)則不可添加。

(3) 符合 EN 15376 規格之乙醇，其參考燃料僅可添加氧化劑。 (4) 應報告第 1 類檢驗所用燃料之含硫量。

(5) 本參考燃料不應有人為加入之磷、鐵、錳或鉛成分。

(1) 放電：依據車輛製造商所建議的方式，於車體動力計上進行定速 80 kph 的放電程序。

(2) 預備駕駛：行駛一個完整的 NEDC，再加上一個 NEDC Part 2 的非市區駕駛循環。 (3) 靜置(含充電)：待預備駕駛程序結束後，隨即將車輛運移到靜置室，並連結該車輛的快速充電設備(圖 2. 7)，將電量充滿，並進行至少 6 小時的冷置(Soaking)；為了要讓測試車輛的電池呈現完全充電狀態，利用靜置時間充飽電池。冷置結束後，確認車輛機油溫、冷卻水溫以及測試間環境溫度互相的差值在±2 K 以內，隨即可執行一個 NEDC 的滿電測試程序；完全充電模式測試結束後，再次將車輛移回靜置室進行消耗電量的回充與記錄(e1)。接著，進行最小電量測試前的準備程序，分別為：

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的非市區駕駛循環。 (2) 放電：依據車輛製造商所建議的方式，於車體動力計上進行定速 80 kph 的放電程序。 CD 模式： (1)電池初期狀態(2)放電 (3)預備駕駛(4)靜置與充電 (5)行駛一個完整行車型態測試，或至引擎起動之 N 整個行車型態測試 (6)最後一個循環結束的 30 分鐘內，進行充電，量測消耗之電能 e1 (Wh) 圖 2. 5 ECE R83 的 PHEV 完全充電模式檢測程序[2] CS 模式： (1) 電池初期狀態(2)放電 (3) 預備駕駛(4)靜置 (5) 行駛一個完整行車型態測試，或至引擎起動之 N 整個行車型態測試 (6)充電(於 40 分鐘內量測 e2) (7) 放電 (6) 充電(於 30 分鐘內量測 e3) 圖 2. 6 ECE R83 的 PHEV 最小電量模式檢測程序[2]

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圖 2. 7 快速充電設備 (3) 靜置：待放電程序結束後，將車輛運移到靜置室，進行至少 6 小時的冷置(Soaking)。如同完全充電測試前，需再次確認車輛機油溫、冷卻水溫以及測試間環境溫度互相的差值在±2 K 以內，即可執行一個 NEDC 的最小電量測試程序；最小電量測試結束後，分析該次測試車輛因引擎啟動所排放出的污染物，並加權計算出每公里的排放量後，並再次將車輛移回靜置室，進行消耗電量的回充與記錄(e2)。最後再次進行一次放電與回充程序，並記錄下消耗電量(e3)。

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2.2 WLTP 檢測程序

WLTP 所採用的測試流程，係依據世界輕負載車輛測試程序 (World Harmonized Light-Duty Test Procedure，WLTP)進行，按照 WLTP 所規定，以 WLTC 行車型態檢測，由 Low、Medium、High、Extra high 等四個循環所組成，測試汽車依據輸出功率與車重比，分為 Class1、 2、3 共三個等級，如圖 2. 8 所示[1]。依據測試車的輸出功率與車重比選擇 <=22 W/kg 、介於 22-34W/kg 之間及>34W/kg 三種不同的駕駛循環，在 Class 3 又細分最大車速小於 120 km/h 以 Class 3a 表示；若大於 120 km/h 以 Class 3b 表示，本研究測試車輛最大車速大於 120 km/h，但在車速大於 130 km/h 時車輛的引擎會自動啟動，造成測試數據的變異，所以用 WLTC Class 3a (圖 2. 9)[1]之駕駛型態測試，而該測試型態由 Low3、 Medium3-1、High3-1 及 Extra High3 所組成。

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圖 2. 9 WLTC Class 3a 行車型態駕駛循環[1] 至於 OVC HEV(PHEV)所需執行的污染排放測試流程，分別有完全充電測試(Charge Depleting，CD)(圖 2. 10) [1]與最小電量測試 (Charge Sustaining，CS)(圖 2. 11) [1]等兩種測試模式。另行車型態駕駛污染排放測試中，CD 與 CS 又可依據四種不同的建議測試順序供選擇(圖 2. 12) [1]，Option 1：先進行耗盡充電測試，接著進行持續充電測試 (CD+CS 測試)；Option 2：先進行持續充電測試，接著進行耗盡充電測試 (CS+ CD 測試)；Option 3：僅進行耗盡充電測試，沒有後續的持續充電測試 (CD 測試)；Option 4：僅進行持續充電測試，沒有後續的耗盡充電測試 (CS 測試)。本研究為與 ECE R83 測試流程做相關比對，CD 測試結束後量測電池電量，故選擇 Option 3 與 Option 4 分別進行 CD 與 CS 的測試。

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其中 CD 測試前，需執行預備駕駛、充電(含靜置)等兩步驟： (1) 預備駕駛：至少行駛一個完整的 WLTC Class 3a 駕駛循環。 (2) 充電(含靜置)：待預備駕駛程序結束後，將車輛運移到靜置室，並連結該車輛的快速充電設備(圖 2. 7)，將電量充滿，並進行至少 6 小時，最多不超過 36 小時的冷置(Soaking)。冷置結束後，確認車輛機油溫、冷卻水溫以及測試間環境溫度互相的差值在±2 K 以內，且測試實驗室環境溫度需控制在 23±3℃、5.5

≦溼度≦12.2g H2O/kg dry air，即可執行多個 WLTC Class 3a 的滿電

測試循環(各連續的循環間，最多不可超過 30 分鐘的靜置)；CD 測試

結束後，再次將車輛移回靜置室進行消耗電量的回充與記錄(EAC)。

(29)

圖 2. 11 WLTP 的 PHEV 最小電量測試程序[1]

(30)

接著，進行最小電量測試(CS)前的準備程序，其分別為： (1) 放電：依據車輛製造商所建議的方式，於車體動力計上進行定速 80 kph 的放電程序。 (2) 預備駕駛：至少行駛一個完整的 WLTC Class 3a 駕駛循環。 (3) 靜置(含充電)：預備駕駛程序結束後，車輛運移到靜置室，並依車輛製造商建議，將電量充至適合 CS 測試的電位，同時進行至少 6 小時，最多不超過 36 小時的冷置(Soaking)。冷置結束後，確認車輛機油溫、冷卻水溫以及測試間環境溫度互相的差值在±2 K 以內，且測試實驗室環境溫度需控制在 23±3℃、5.5

≦溼度≦12.2g H2O/kg dry air，即可執行一個 WLTC Class 3a 的最小

電量測試；CS 測試結束，分析該次測試車輛因引擎啟動所排放出的污染物，並加權計算出每公里的排放量。

(31)

第三章

研究方法

為瞭解混合動力電動車之廢氣排放情況，本研究以兩輛 PHEV 車進行測試。其中，兩輛 PHEV 車分別以 A 和 B 代號來定義車型，而 A 車型配有一具 647 c.c.之傳統引擎，且搭配後輪傳動系統。同時僅對該 PHEV 車輛上的電池作發電，並不會對 PHEV 車輛提供任何動力設計。同時，該車用碳纖維複材做車體，以減少該車之重量，並增加該車之續航力(增程)；至於 B 車型則為原傳統 2,000 c.c.的汽油引擎，且搭配兩組電動馬達，分別置於該車之前後兩軸的四輪驅動系統。有關本研究檢測程序與行車型態之差異，如表 3.1、表 3.2 所示，在 ECE R83 的 NEDC 行車型態於減速時不需跟著型態之規定車速，而 WLTP 的 WLTC 行車型態與 NEDC 相反需跟型態，且型態的前後 1 秒車速不能超過 2 公里如圖 3. 1 所示。在最後計算加權時 ECE R83 是以電動行駛里程做計算，置於 WLTP 則是用實用因子，依測試時的公里數再對照 SAE J2841 係數進行計算。而行車型態部分 WLTC 測試時間、行駛距離、惰轉時間占總測試的比例及車速較長或較久。

(32)

表 3.1 ECE R83 與 WLTP 差異比較項目檢測方式 ECE R83 WLTP 行車型態 NEDC 減速時不需跟車速 WLTC 減速時需跟車速 CD 模式規定 1 個循環 N 個循環計算加權電動行駛里程(De) 實用因子(UF) 測試時間較短較長表 3.2 NEDC 與 WLTC 行車型態比較行車型態 NEDC WLTC 時間(s) 1,220 1,800 長度(km) 11.06 23.26 惰轉時間占總測試比例(%) 33 13 最高速度(km/h) 120 131.6 平均車速(km/h) 31.6 46.3 圖 3. 1 車速追蹤公差

(33)

另一方面，為瞭解兩輛 PHEV 車之檢測行車型態的差異，本研究 A 車型以 NEDC 行車型態檢測，其檢測程序依照現階段的 ECE R83 執行測試；至於 B 車型則以 WLTC 行車型態測試，其測試程序依 WLTP 檢測程序進行研究測試。至於 ECE R83 與 WLTP 檢測程序之污染物排放測試，則分別檢測車輛電池在完全充滿電(CD)和最小電量(CS) 的狀態下所測試出的各項空氣污染物排放，並依其規定計算與分析。有關其整個測試說明，分述如下： 3.1 實驗設備 大致上，本研究實驗設備可分成三大類：(1)廢氣分析設備：其主要功能為擷取汽車尾管所排放之氣體，並收集到取樣袋中，以進行各污染物分析。本研究廢氣分析設備為 HORIBA ( 型號為

MEXA-7200D)，可量測 CO、CO2、NOx、CH4、THC 等氣體，如表 3.3

所示；其主要有非發散性紅外線(Non-Dispersion Infrared，NDIR)分析

功能，可檢測項目為 CO 、 CO2。至於其化學發光檢測器

(Chemiluminescence Detector，CLD)偵測功能，可檢測項目為 NOx。

而火焰離子化檢測器((Flame Ionization Detector，FID)偵測功能，則可

檢測項目有 CH4、THC。(2)車體動力計設備：其功能係用於模擬車輛

(34)

駛輔助系統：其作用係整合分析儀系統之取樣時間及輔助測試員駕駛型態。有關整個汽車排氣測試設備分佈示意圖，如圖 3.2 所示。此外，本研究於汽車排氣測試時，其係於密閉空間進行，且車輛尾管須接上取樣系統，如圖 3.3 所示。表 3.3 有關本研究廢氣分析設備可分析方法與檢測氣體分析方式檢測項目 CO CO2 NOx CH4 TH C 非發散性紅外線(NDIR)分析儀 V V 化學發光檢測儀(CLD) V 火焰離子化檢測器(FID) V V 資料來源:工業技術研究院圖 3.2 汽車排氣測試設備分佈示意圖

(35)

資料來源:工業技術研究院圖 3.3 汽車排氣測試示意圖測試車輛於汽車排氣測試時，係由定容取樣系統取樣到取樣袋中，並以兩組袋子裝入實驗室環境背景的取樣，及車輛排氣尾管所排放的廢氣，並經廢氣分析系統進行分析檢測。至於多餘的氣體，則排出實驗室外的大氣中。至於測試車輛於汽車排氣測試，可依照其檢測程序之公式計算，其說明如下： (1) ECE R83 計算方法依 ECE R83 的規定，對執行 N 個 NEDC 行車型態測試者，其 CD 狀態測試的平均值(Mi,CD)是依下列方程式計算：

(36)



  N 1 a a , CD , i CD , i M N 1 M (3.1) 其中： i：CO、THC、NMHC、NOx、CO2、油耗、電能等項檢測。 a：行車型態循環數。

Mi,CD：CO、THC、NMHC、NOx、CO2之單位為 g/km，油

耗單位為 l/100 km，電能消耗單位為 Wh/km。依 ECE R101 附件 8 之附錄 9[5]對 PHEV 電動行駛里程測試規定，量測測試車輛的電動行駛里程(De)，並以下列方程式加權計算測試車輛。依 ECE R83 規定，行車型態排放測試結果(Mi) 為 Dav) + )/(De M Dav + M (De = M_i  _i,_CD  _i,_CS _(3.2) 其中： i：CO、THC、NMHC、NOx、CO2、油耗、電能等項檢測。 Mi,CS：CS 狀態之測試平均值，CO、THC、NMHC、NOx、 CO2之單位為 g/km，油耗單位為 l/100 km，電能消耗單位為 Wh/km。 Dav：25km (即為電池兩次充電間所估計的平均行駛距離)。

(37)

(2) WLTP 計算方法

在 WLTP 檢測程序對 PHEV 各項測試平均值或測試結果的計算，均需以電池作用係數(Utility Factor，UF)來加權計算，以測試 PHEV 車型態的不同。有關各國 PHEV 車依美國 SAE J2841 之 UF 係數執行加權計算所統計建立的係數，如圖 3.4 所示。圖 3.4 美國 SAE J2841 UF 係數對 CD 狀態測試平均值(Mi,CD)以下列方程式計算：



    _k 1 j j j , CD , i k 1 j j CD , i UF ) M UF ( M (3.3) 其中： i：CO、THC、NMHC、NOx、CO2、油耗、電能等項檢測。 k：CD 測試至 n 個循環中的第 k 個循環。 j：CD 測試至 n 個循環中的第 k 個循環之第 j 個暫態。

(38)

Mi,CD,j：CD 狀態中 j 暫態之測試值，CO、THC、NMHC、 NOx、CO2之單位為 g/km，油耗單位為 l/100 km，電能消耗單位為 Wh/km。 UFj：CD 狀態中 j 暫態之 UF 值。對 CS 狀況測試平均值(Mi,CS)則不須修訂，而車輛之測試結果值 (Mi) 則同 Mi,CD 須以 UF 加權計算，以式 (3.4) 計算： CS i, j k 1 j j CD, i, j k 1 j i = (UF M )+(1- UF) M M



_ 



_  (3.4) 至於在 WLTP 測試程序中，雖不需對 De 修正，但 De 仍為程序的檢測項目之一，且增加量測測試車輛的電動行駛里程 (Decity)的需求，進行方式與 De 方式類同，只是行車型態採 Low 及 Medium 兩個檢測循環，如圖 2. 8 所示。另外，車體動力計設備依照測試車重量對照法規之規定範圍 (查表法)，輸入相關路阻係數，亦可以用實際車輛裝載設備在道路上行駛，以得到實車滑行之路阻係數，可用之模擬車輛在實際道路行駛狀況；A 車型用的是查表法其 a 值 7.4N，b 值 0.0502 N/(km/h)2_{；B 車型則是用實際滑行得出 a 值 140.9N，b 值 0.048} N/(km/h)2_{。而駕駛輔助系統為讓測試員在測試時，能清楚瞭解車} 輛速度與行車型態之曲線，以踩放油門踏板控制車輛速度，其測

(39)

試時車速要在行車型態車速的±2 km/h 內，並整合廢氣分析系統進行取樣動作。 3.2 行車型態比較 A 車型以行車型態不同；檢測程序相同情況下進行研究測試，在 CD 也就是完全充電模式(圖 2. 5)和電池電量狀態為最小電量的 CS 模式測試(圖 2. 6)，兩種模式各以 NEDC 和 WLTC 行車型態分別進行一星期的測試，於相同檢測程序與不同行車型態之測試循環條件下，比較其對污染排氣情況。 WLTC 之 CD 狀態以一個行車型態駕駛循環進行測試，包括 Low、 Medium、High、Extra High 等四個檢測型態，如圖 2. 9 所示。因在 CD 狀態下車輛的引擎均未啟動，故各污染物及油秏均為零；在 ECE R101 附件 8 之附錄 9[5]中，其對 PHEV 電動車行駛里程測試規定，量測測試車輛的電動行駛里程(De)，測試程序和 CD 與 CS 狀態時，測試的行車型態循環相同，檢測電池充滿後行駛至引擎發動之距離。至於 CD、CS 與 De 的測試程序依照 ECE R83、ECE R101 規定，並計算該測試車輛以 NEDC 與 WLTC 行車型態，各項空氣污染物的排放量及油耗。

(40)

3.3 檢測程序比較 為了解測試車輛之各項空氣污染物的排放量及油耗，依照 ECE R83 及 WLTP 檢測程序，進行 CD、CS 與 De 的測試，以比較該兩種檢測程序的差異性。在 WLTP 檢測時，於 CD 測試程序條件下，觀察每一循環電池電量之變化。以下就 ECE R83 與 WLTP 測試狀況分別進行說明。 (1) ECE R83 測試狀況於 CD 狀態測試，選擇電池充滿後行駛一個 NEDC 行車型態循環檢測，與 CS 狀態測試值合併 De 測試加權計算。 (2) WLTP 測試狀況測試前考量本項 CD 狀況， PHEV 測試車輛(B 車型)引擎於車速 130 km/h 會啟動，加上其終止測試條件有拆解性量測問題，故依 WLTP 測試程序規定，得取消圖 2. 9 所示之 WLTC 行車型態的 Extra High 暫態檢測，因此於 CD 或 CS 狀況測試時，B 車型測試車輛均會以 Low、Medium、High 等三個暫態為一行車型態循環檢測。此外，在 CD 測試下，亦會同步監控車輛的(State Of Charge ,SOC)變化，當電池充滿後於測試車輛行駛至第四個行車型態循環車之引擎啟動階段，此行車型態循環即為第 N-1 個循環，再完成第五個行車型態循環

(41)

之後，發現最後兩循環的 SOC 變化已穩定，即判定完成 CD 狀態測試。 3.4 研究數據計算與結果 在車型 A 以不同行車型態測試時，其在 CD 模式下皆未啟動引擎，故測試結果值都為零污染。至於 CS 模式下，其在 NEDC 之污染物量： CO 為 0.0751 g/km、THC 為 0.0038 g/km、NMHC 為 0.0032 g/km、 NOx為 0.0017 g/km、CO2 為 25.227 g/km。至於 WLTC 之污染物量則： CO 為 0.4700 g/km、THC 為 0.0081 g/km、NMHC 為 0.0129 g/km、 NOx 為 0.0027 g/km、CO2 為 30.184 g/km，兩個行車型態的測試行駛總距離，NEDC(160.904 km)較 WLTC(160.841 km)為多；此外，在燃油消耗部分，NEDC 於每一公升可行駛之距離為 91.38 公里，而 WLTC 則每一公升可行駛距離為 76.41 公里，故 NEDC 較 WLTC 每一公升可多行駛 14.97 公里距離。相關不同行車型態測試結果，如表 3.4 所示。將二者所得之污染物測試階段比較後，其結果如下所述 (1) 在 CD 模式：依照 ECE R83 規範行駛 1 個行車型態測試，其目的是要得到所描述的消耗電量 e1(圖 2. 5)。於 CD 模式測試時引擎都未發動，其車輛所排放污染值皆為零污染。

(42)

表 3.4 A 車型的不同行車型態測試結果行車型態模式狀態 Cycle 距離(km) 污染排放(g/km) 油耗(km/l) 電能消耗 (Wh/km) CO THC NMHC NOx CO2 NEDC CD 1 10.822 - - - - - - 199.22 CS 1 10.781 0.4958 0.0252 0.0212 0.0112 166.497 - -41.55 De 141 _139.301 _- _- _- _- _- _- _- 測試結果 0.0751 0.0038 0.0032 0.0017 25.227 91.38 162.74 WLTC CD 1 23.130 - - - - - - 959.42 CS 1 23.153 2.6320 0.0456 0.0720 0.0150 169.030 - 0.56 De 52 _114.558 _- _- _- _- _- _- _194.30 測試結果 0.4700 0.0081 0.0129 0.0027 30.184 76.41 788.19 Euro 5 客車排放標準 1.000 0.100 0.068 0.060 - - -註: 1：以 NEDC 循環 2：以 WLTC 四個暫態為一循環 (2) CS 模式在 WLTC 之 CO 2.632g/km 污染物是 NEDC CO 0.4958g/km 的 5.3 倍；其次是 NMHC 在 WLTC 所量測的值是 NEDC 的 3.4 倍；而 THC 和 NOx在 WLTC 與 NEDC 的測試比分別為 1.8、1.3 倍的差異，如圖 3.5 所示。再以 CS 測試值分別除以最大馬力(170 hp)、最大扭力(250 Nm) 及電池容量(22KWh)來比較，馬力、扭力和電池容量部分 WLTC 的 CO 及 NMHC 值為最高，如圖 3.6 與圖 3.7 所示。

(43)

圖 3.5 A 車型的不同行車型態測試階段比較圖 3.6 A 車型-NEDC-CS 的馬力、扭力及電池比較圖 3.7 A 車型 WLTC-CS 的馬力、扭力及電池比較 0.4958 2.632 0.0751 0.47 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 NEDC-CS WLTC-CS NEDC結果 WLTC結果 THC NMHC NOx CO 最大馬力(hp) 最大扭力(Nm) 電池容量(kWh) THC 0.000148 0.000101 0.001145 NMHC 0.000125 0.000085 0.000964 NOx 0.000066 0.000045 0.000509 CO 0.002916 0.001983 0.022536 0.000000 0.020000 0.040000 0.060000 0.080000 0.100000 0.120000 0.140000 0.000000 0.000500 0.001000 0.001500 0.002000 0.002500 0.003000 0.003500 A車型-NEDC 最大馬力(hp) 最大扭力(Nm) 電池容量(kWh) THC 0.000268 0.000182 0.002073 NMHC 0.000424 0.000288 0.003273 NOx 0.000088 0.000060 0.000682 CO 0.015482 0.010528 0.119636 0.000000 0.020000 0.040000 0.060000 0.080000 0.100000 0.120000 0.140000 0.000000 0.000500 0.001000 0.001500 0.002000 0.002500 0.003000 0.003500 A車型-WLTC

(44)

此外，在檢測程序差異比較測試結果，如表 3.5 所示。NEDC 之測試結果：CO 為 0.128 g/km、THC 為 0.008 g/km、NMHC 為 0.007 g/km、 NOx為 0.002 g/km、CO2 為 44.7 g/km、油耗則為每 1 公升可行駛 51.70 km。至於 WLTP 測試部分經 UF 係數計算之後，其結果如下：CO 為 0.832 g/km、THC 為 0.028 g/km、NMHC 為 0.024 g/km、NOx為 0.002 g/km、CO2 為 162.57 g/km、油耗則為每 1 公升可行駛 25.21 km。表 3.5 B 車型的不同檢測程序的測試結果測試程序模式狀態 Cycle 距離 (km) UF 污染排放(g/km) 油耗 (km/l) SOC (%) 電能消耗 (Wh/km) CO THC NMH C NOx CO2 R83 (NEDC) CD 1 10.951 - - - 1143.00 CS 1 10.939 - 0.383 0.023 0.020 0.005 134.1 - - 4.21 De 5 49.659 - - - - 測試結果 - 0.128 0.008 0.007 0.002 44.70 51.70 - 763.40 WLTP (WLTC) CD 1 15.008 0.34 - - - 77.5 - 1 15.036 0.34 - - - 56.0 - 1 14.999 0.34 - - - 34.0 - 1* 15.029 0.34 0.718 0.023 0.019 0.003 126.48 - 31.0 - 1* 15.147 0.34 0.415 0.010 0.008 0.007 138.07 - 31.0 - 總計 75.218 - 0.227 0.007 0.006 0.002 53.07 - 0.30 CS 1 15.023 0.34 0.896 0.034 0.030 0.003 144.45 - 3.06 De 4 50.821 - - - - Decit y 8** 57.037 - - - - 25.5 - 測試結果 - 0.832 0.028 0.024 0.002 162.57 25.21 - 1.14 註：本車設定於車速 130km/h 以上引擎會啟動，須依 WLTP 規定之 CD 測試中止條件方可進行本項測試，但因充電電流與電壓量測問題，故依規範選擇，認證單位得捨棄超高速型態測試，僅以三個型態執行測試。 *：引擎啟動 **：以 Low 及 Medium 二個型態執行測試

(45)

在 De 測試部分，兩個檢測程序都很接近。NEDC 一循環為 10.9 km，共測得 5 次循環，則合計純電力行駛距離為 49.659 km；WLTC 一循環為 15km，總共測試 4 次，共計有純電力行駛距離為 50.821 km。另外，在 WLTP 中規範的 De city測試型態以 Low、Medium 為一循環 7.9km，測試 8 次循環引擎才啟動，可行駛純電力市區行駛距離為 57.037 km，與 De 測試相差 6.216km 之多。另一方面，於測試行駛到第 4 個循環時，因電池已經達到純電力行駛系統控制的界限，故啟動引擎來提供車輛的動力與電能回充。當至第 5 個循環結束後，SOC 值已趨近於 31%，因此判定為 CD 測試程序的測試第 N 個階段，而結束整個 CD 測試程序，其結果如圖 2. 10 所示。比較 WLTP 與 NEDC 之 CS 模式測試結果後得知，WLTP 之 CO 測試結果值 0.896 是 NEDC 之 CO 測試結果值 0.383 的 2.3 倍；而 WLTP 之 THC、NMHC 及 CO2約略為 NEDC 的 1-1.5 倍；而 WLTP 之 NOx測試結果值，則是與 NEDC 相當，如圖 3.8 所示。至於 WLTP 與 NEDC 之油耗，則相差 26.5 km/l 之多。

(46)

以 CS 測試值分別除以最大馬力(203 hp)、最大扭力(190 Nm)及電池容量(12KWh)來比較，馬力、扭力和電池容量部分 WLTP 的 THC、 NMHC 及 CO 值比 ECE R83 還最高，而 NOx相對比 ECE R83 低，是屬於引擎燃燒特性 THC 高相對 NOx就低，如圖 3.9 與圖 3.10 所示。圖 3.8 B 車型的不同檢測程序測試階段比較圖 3.9 B 車型 ECE R83-CS 對馬力、扭力及電池比較 0.383 0.896 0.128 0.832 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 R83-CS WLTP-CS R83-結果 WLTP-結果 THC NMHC NOx CO 最大馬力(hp) 最大扭力(Nm) 電池容量(kWh) THC 0.000113 0.000121 0.001917 NMHC 0.000099 0.000105 0.001667 NOx 0.000025 0.000026 0.000417 CO 0.001887 0.002016 0.031917 0.000000 0.020000 0.040000 0.060000 0.080000 0.100000 0.120000 0.140000 0.000000 0.000500 0.001000 0.001500 0.002000 0.002500 0.003000 0.003500 B車型-ECE R83

(47)

圖 3.10 B 車型 WLTP-CS 對馬力、扭力及電池比較假設 NEDC 的測試值套用於 WLTC 的計算公式中，則其結果如表 3.6 所示。從表 3.6 結果得知，NEDC 的污染值都往上升高，且其 CO 為 0.299 g/km、THC 為 0.018 g/km、NMHC 為 0.016 g/km、NOx 為 0.004 g/km、CO2 為 104.57 g/km、油耗比原有的值減少一半為每 1 公升可行駛 22.2 km。此外，從圖 3.11 結果可看出，於 UF 係數的計算下，會影響整個汽車污染結果值，CO、THC、NMHC 及 NOx都與原本多 2 倍之值。其需建立 UF 係數，以符合台灣當地實際道路路況，來呈現最佳測試結果資訊。最大馬力(hp) 最大扭力(Nm) 電池容量(kWh) THC 0.000167 0.000179 0.002833 NMHC 0.000148 0.000158 0.002500 NOx 0.000015 0.000016 0.000250 CO 0.004414 0.004716 0.074667 0.000000 0.020000 0.040000 0.060000 0.080000 0.100000 0.120000 0.140000 0.000000 0.000500 0.001000 0.001500 0.002000 0.002500 0.003000 0.003500 B車型-WLTP

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表 3.6 以 WLTP 計算測試結果測試程序模式狀態 Cycle 距離(km) UF 污染排放(g/km) 油耗 (km/l) CO THC NMHC NOx CO2 R83-W CD 1 10.951 0.22 - - - - CS 1 10.939 0.22 0.383 0.023 0.020 0.005 134.1 測試結果 0.299 0.018 0.016 0.004 104.6 22.2 WLTP CD 1* 15.029 0.34 0.718 0.023 0.019 0.003 126.48 - 1* 15.147 0.34 0.415 0.010 0.008 0.007 138.07 - 總計 75.218 - 0.227 0.007 0.006 0.002 53.07 - CS 1 15.023 0.34 0.896 0.034 0.030 0.003 144.45 測試結果 - 0.832 0.028 0.024 0.002 162.57 25.21 圖 3.11 以 WLTP 計算測試結果之比較

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第四章

結論與未來建議

在現行汽車污染排放測試程序中，以 ECE R83 檢測程序為主，然在 2017 年的歐盟指令中，則會增加 WLTP 檢測程序的測試選擇，而有關此兩種的測試程序結論與未來的建議，茲分述如下： 4.1 結論 從研究的數據來看，不管是檢測程序相同而行車型態的不同測試，或是檢測程序的差異測試，在 WLTP 的測試結果都比 ECE R83 的檢測數據還來的高，其原因說明如下：於不同行車型態測試下，NEDC 之 CO、THC、NMHC、CO2的值都比 WLTC 的測試值低；而油耗部分，則是 NEDC 的測試結果較 WLTC 高，如圖 4. 1 所示。在不同檢測程序測試時，發現 WLTP 之 CO、THC、NMHC 與 CO2的測試結果皆較 ECE R83 為高。至於 NOx 在兩個檢測程序的結果值均相同，而油耗則是 NEDC 的測試結果較 WLTC 高，如圖 4. 2 所示。於探討 WLTC 的行車型態時，其具有加速、減速急遽變化的曲線及在測試過程中的車輛速度都要在行車型態誤差範圍內；而 NEDC 行車型態則相對較規律、平順與在減速段是油門踏板全放，車速到達接近行車型態誤差範圍內時再加油門，使其車速跟上行車型態。上述

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二者操作模式不同，致使造成車輛的污染排放和汽油消耗量有不同的結果。一般而言，在實際道路駕駛時的習性與 WLTC 行車型態較為相似，故理論上 WLTC 測試結果會是最接近實際行駛所排放值與汽油消耗量。 A 車型的行車型態不同測試圖 4. 1 A 車型的行車型態不同測試結果比較

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B 車型的檢測程序不同測試圖 4. 2 B 車型的檢測程序不同測試結果比較

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4.2 未來研究建議 WLTP 檢測程序中對 PHEV 的測試結果需利用 UF 作加權計算，並在程序草案中的 Annex8-Appendix 5 指出，UF 值需由各國依其 PHEV 的使用特性來建立，本研究則參考美國 SAE J2841 中特定的 UF 值進行各測試結果值的計算。建議若未來台灣導入 WLTP 檢測程序時，應建立本地實際路況的 UF 值，且配合對應檢測數據的加權計算，以符合現今汽車在實際道路所排放的廢氣及汽油消耗量。

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