driving enjeux et défis emissions -...
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Adrian CLENCI 05/04/2018 1/68
Real
Driving
Emissions
Adrian ClenciUniversité de Pitesti, Département Automobiles et Transports, Romania
Le Cnam de Paris, France
RDE Enjeux et défis
Adrian CLENCI 05/04/2018 2/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
• faire un bilan rétrospectif des réglementations concernant les émissions
But de cet exposé
• présenter une brève analyse des cycles de conduite utilisés pour
homologation, en précisant les avantages et les inconvénients des essais en
laboratoire
• introduire les essais RDE
• présenter une étude de cas concernant les essais RDE
• conclure sur la méthodologie RDE
Mention: présentation concentrée uniquement sur les Véhicules Particuliers ou LDV
• mettre en évidence le manque d’homogénéité des règlementations au niveau
global
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
Introduction. Contexte. Homologation
• présentation générale; extrait du règlement
• étude de cas
F
Conclusions
Real Driving Emissions
Structure de la présentation
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
INTRODUCTION. Que signifie mobilité routière? Quelles sont les implications?…
Mobilité routière
Liberté de mouvement
Agglomération
Accidents routiers
Sécurité routière
Impact sur l’environnement
et sur la santé
Mobilitédurable
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INTRODUCTION. Leviers pour le développement des véhicules…
Demande du client
TCOAgrément de
conduite
Législation
WLTPQuelle technologie?
FCEV
BioICE
HEV
EV
ElectrificationTransmissionM.C.I Véhicule
Real Driving Emissions : enjeux et défis
compromis
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INTRODUCTION. Effet de serre et CO2…
http://www.caremissionstestingfacts.eu
Réduction des émissions de CO2 des VP
L’UE a imposé les cibles plus contraignantes de réduction de CO2 des VP
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Réglementation EC No 443/2009 pour les véhicules particuliers (VP)
130 g CO2/km by 2015
95 g CO2/km by 2020
Adrian CLENCI 05/04/2018 7/68
EmissionEU-1 EU-2 EU-3 EU-4 EU-5 EU-5+ EU-6d
1992 1996 2000 2005 2009 2011 2017
CO
Moteurs à
allumage
commandé
2720 2200 2300 1000 1000 1000 1000
HC 200 100 100 100 100
NMHC 68 68 68
HC + NOx 970 500
NOx 150 80 60 60 60
PM 5 4.5 4.5
PN 6E12
mg/km
mg/km
mg/km
mg/km
mg/km
mg/km
#/km
2720 1000 640 500 500 500 500
970 560 300 230 230 170700
500 250 180 180 80
140 80 50 25 5 4.5 4.5
6E11 6E11
COMoteurs à
allumage
par
compression
HC + NOx
NOx
PM
PN
mg/km
mg/km
mg/km
mg/km
#/km
NOx trap / SCR Source: AVL
GPF /FàP nécessaire uniquement pour les GDI / iDE?
INTRODUCTION. Pollution. Historique de réglementation en Europe. Homologation…
L’UE a aussi imposé des objectifs très durs de réduction des émissions polluantes des VP
80 000 Km 100 000 Km 120 000 Km 160 000 KmLongévité du respect de la norme
Real Driving Emissions : enjeux et défis
EOBD
MIL
FàP / DPF ok ?
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INTRODUCTION. Homologation. Comment et où ?...
Comment sont mesurées les émissions?
Donc, en conditions de laboratoire…
Real Driving Emissions : enjeux et défis
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INTRODUCTION. Homologation. Cycles normalisés de conduite sur banc à rouleaux
ButMesure des rejets de gaz polluants (CO, NOx, PM, PN, HC, NMHC) et de CO2 dans des
conditions rigoureusement identiques en terme de vitesse, d’accélération, de changement de
rapports de boîte de vitesses (cette dernière sur NEDC mais pas sur WLTC) et de
paramètres atmosphériques (température et humidité).
Avantage
Possibilité de comparaison entre différents VP.
InconvénientsManque de réalisme, Optimisation des véhicules au cycle, “Defeat devices”…
Real Driving Emissions : enjeux et défis
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INTRODUCTION. Homologation. Manque d'homogénéité au niveau mondiale…
Cycles normalisés de conduite au banc à rouleaux
EU NEDC
US HWFET introduit en 2008US FTP75 introduit en 1978 et actualisé en 2008
Cold start
transient phaseStabilized phase Hot start
transient phase Stabilized phase
Japan JC08, introduit en 2005
Real Driving Emissions : enjeux et défis
CAFE = US FTP75 + US HWFET
4 x UDC (introduit en 1973)
EUDC
(rajouté en 1992)
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INTRODUCTION. Homologation. Manque d'homogénéité au niveau mondiale…
Cycles normalisés de conduite au banc à rouleaux
WLTC (Worlwide harmonized Light-duty Test Cycle) par UN ECE, GRPE
Low Medium High Extra High
Classe 1: P/M ≤ 22 kW/kg
Classe 2: 22 < P/M ≤ 34 kW/kg
Classe 3: P/M > 34 kW/kg
Introduit en septembre 2017 en Europe pour l’homologation de nouveaux VP
A partir de 2018, il sera aussi utilisé au Japon pour les nouveaux VP
A partir de 2020, il sera aussi utilisé en Chine pour les nouveaux VP
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Adrian CLENCI 05/04/2018 12/68
Criteria NEDC WLTCDistance [km] 11.013 23.141Durée [s] 1180 1800Vitesse moyenne [km/h] 33.6 46.3Vitesse max. [km/h] 120 131Accélération max. [m/s2] 1.04 1.88Décélération max. [m/s2] -1.39 -1.52Temps à l’arrêt [s] 280 227Proportion du temps à l’arrêt [%] 23.7 12.6Proportion du déplacement en stabilisé [%] 39.3 3.4Proportion du déplacement en transitoire [%] 36 84
NEDC vs. WLTC
INTRODUCTION. Homologation. Manque d'homogénéité au niveau mondial…
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Adrian CLENCI 05/04/2018 13/68
NEDC WLTC
Le fonctionnement sur WLTC implique l’extension de la plage de fonctionnement du MCI
Effort supplémentaire pour la mise au point du MCI
NEDC vs. WLTC
INTRODUCTION. Homologation. Manque d'homogénéité au niveau mondiale…
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Adrian CLENCI 05/04/2018 14/68
INTRODUCTION. Homologation. Manque d'homogénéité au niveau mondiale…
Dispersion d’émissions de CO2
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Les moteurs à essence émettent le plus sur WLTC
Le comportement des véhicules diesel est différent à cause des différences de MaP énergétique
des 2 types de moteurs
+18% +15% +13%
Source: ICCT, www.theicct.org
DEVELOPMENT OF TEST CYCLE CONVERSION FACTORS AMONG WORLDWIDE LIGHT-DUTY VEHICLE CO2 EMISSION STANDARDS
White Paper, sept. 2014
Adrian CLENCI 05/04/2018 15/68
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel vs. émissions sur cycle de conduite
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Les émissions réelles de NOx et CO2 des moteurs diesel sont plus grandes que
les émissions mesurées sur banc à rouleaux
Sourc
e:
Institu
te o
f T
ransport
Econom
ics
Norw
egia
nC
entr
e f
or
Tra
nsport
Researc
h
ww
w.toi.no
Moteurs Diesel
@ +230C @ -7 0C
+ 1088 %+ 338 %
+ 86 %+ 59 %
- 92 %- 94 %
Adrian CLENCI 05/04/2018 16/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Sourc
e:
TN
O,
the N
eth
erlands O
rganis
ation
for
applie
d s
cie
ntific r
esearc
h
ww
w.tno.n
l
Grâce aux FàP/DPF, les émissions réelles de PM des moteurs diesel sont plus bas que les
émissions mesurées sur banc à rouleauxP
M
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel vs. émissions sur cycle de conduite
Adrian CLENCI 05/04/2018 17/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Sourc
e:
TN
O,
the N
eth
erlands O
rganis
ation
for
applie
d s
cie
ntific r
esearc
h
ww
w.tno.n
l
Malgré la sévérisation des normes, les émissions réelles de NOx des moteurs diesel
sont restées presque inchangéesN
Ox
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel vs. émissions sur cycle de conduite
Diesel RW
Essence RW
Adrian CLENCI 05/04/2018 18/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Pourquoi ces différences?
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel vs. émissions sur cycle de conduite
Optimisation des véhicules au cycle
Manque de réalisme du cycle de conduite par rapport au trafic réel
(e.g. y compris loi de route mal interprétée…)
Intervalle de températures favorable aux émissions réduites sur banc à rouleaux
Durée réduite du test sur banc à rouleaux
…… ou
Adrian CLENCI 05/04/2018 19/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
NOx
Limite Euro 6
Conduite normale Conduite normale
Conduite
homologation
Emissions réduites
uniquement pour la
conduite d’homologation
Emissions élevées en
conduite dite normale,
e.g., accélérations
agressives, froid
Pourquoi ces différences?
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel vs. émissions sur cycle de conduite
« defeat devices » ?…… ou
en trafic réel en trafic réel
« Defeat device » Boolean:
ON pour la conduite d’homologation
Style de conduite
Adrian CLENCI 05/04/2018 20/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
« Mind the Gap »
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel vs. émissions sur cycle de conduite
Prendre la route sur le BàR Prendre le BàR sur la route
RDE via PEMSNEDC → WLTC
↓In-Service Conformity (EU) / In-Use Compliance Testing (US) with Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) → In-Use Legislation
↓Homologation = Essais standardisés et répétables au BàR + Real Driving Emissions (RDE)
Adrian CLENCI 05/04/2018 21/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel (RDE). Les 4 paquets législatifs
1st package
Voted on May 2015
Published in March 2016
Defined RDE procedure via PEMS
EU regulation 2016/427
2nd package
Voted on October 2015
Published in April 2016
Deadlines, finalize technical parameters + CF NOx
EU regulation 2016/646
3rd package
Voted in December 2016
To be published in 2018
CF PN, cold starting included
HEV testing, details about regeneration events
4th package
Rules for independentRDE testing
O
RE
AL
DR
IV
IN
G
E M I S S IN S
RDE: du test d’homologation répétable vers probabilité statistique.
Changement de paradigme dans le développement
en Europe
Adrian CLENCI 05/04/2018 22/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
b
6 d temp
Source: AVL
INTRODUCTION. Emissions en trafic réel (RDE) au niveau global?
Le grand enjeu: les risques sanitaires → la santé humaine
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
Introduction. Contexte
• présentation générale; extrait du règlement
• étude de cas
F
Conclusions
Real Driving Emissions
Structure de la présentation
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Drivingstyle
(EU) 2016/427
RDE = “Emissions en conditions de conduite/utilisation réelle/normale”
𝑁𝑇𝐸𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑎𝑛𝑡 = 𝐹𝐶𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑎𝑛𝑡 ∙ 𝐹𝑇(𝑝1, 𝑝2, … ) ∙ 𝐸𝑈𝑅𝑂6
Emissions réglementés RDE = PN, CO, NO, NO2
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Facteur de non-dépassement:
http://w
ww
.care
mis
sio
nste
stingfa
cts
.eu
(non CO2)
Adrian CLENCI 05/04/2018 25/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
http://www.caremissionstestingfacts.eu
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 26/68
𝑁𝑇𝐸𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑎𝑛𝑡 = 𝐹𝐶𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑎𝑛𝑡 ∙ 𝐹𝑇(𝑝1, 𝑝2, … ) ∙ 𝐸𝑈𝑅𝑂6
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Facteur de non-dépassement:
FC
ONG
Législateurs
Politique
FC
IndustrieCONSENSUS
1
Les ONG, Législateurs, Politiques
s’opposent aux FT qui
permettent attribuer
de FC différents en fonction de
différents paramètres pi
Em
issio
ns [g/k
m]
Style de conduite
Inferieur
WLTC
Supérieur
WLTC
Conduite
très légère
Conduite
très agressive
Emissions
Mesurées (raw)
Emissions après l’application
des outils d’évaluation RDE
Emissions après l’application
des fonctions de transfère (FT)
EU6
limite
Adrian CLENCI 05/04/2018 27/68
NO
x[m
g/k
m]
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Avri
l 2
01
6
Se
pte
mb
re 2
01
7
FC
tem
pora
ire x
Euro
6 =
2.1
x 8
0 =
168
FC
fin
al x E
uro
6
1.5
x 8
0 =
120
sans FC
𝑁𝑇𝐸𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑎𝑛𝑡 = 𝐹𝐶𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑎𝑛𝑡 ∙ 𝐹𝑇(𝑝1, 𝑝2, … ) ∙ 𝐸𝑈𝑅𝑂6Facteur de non-dépassement:
1 + 0.5
Marge d’erreur
Adrian CLENCI 05/04/2018 28/68
Boundary conditions ou Conditions limites
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Boundary conditions = normalisation des conditions du test RDE
RDE = du test d’homologation répétable vers probabilité statistique
Changement de paradigme dans le développement
Adrian CLENCI 05/04/2018 29/68
Conditions limites. Critères de validation: conditions atmosphériques
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
1 + 0.5
Marge d’erreur
Euro Moderate
Euro Extended
China Extended
FULL
Emissions plus grandes
(valeurs mesurés divisées avec ext = 1.6)
Adrian CLENCI 05/04/2018 30/68
Conditions limites. Critères de validation: trajet
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
vitesse < 60km/h
60 km/h < vitesse < 90 km/h
vitesse > 90km/h
Adrian CLENCI 05/04/2018 31/68
𝑅𝑃𝐴𝑘𝑚
𝑠2 ,𝑘𝑊∙𝑠
𝑘𝑔∙𝑘𝑚=
σ𝑗 ∆𝑡∙ 𝑣∙𝑎𝑝𝑜𝑠 𝑗,𝑘
σ𝑖 𝑑𝑖,𝑘, 𝑗 = 1 𝑡𝑜 𝑀𝑘 , 𝑖 = 1 𝑡𝑜 𝑁𝑘 , 𝑘 = 𝑢, 𝑟, 𝑚,
Relative Positive Acceleration (RPA):
where:RPAk is the relative positive acceleration for urban (u), rural (r) and motorway (m),Δt, , time difference equal to 1 second,Index i refers to time; index j refers to range; index k refers to the category of RDE tripMk the sample number for u, r and m,Nk the total sample number for u, r and m.
Product between actual vehicle speed and positive acceleration greater than 0.1 m/s2
in time step j, considering the u, r and m shares:
𝑣 ∙ 𝑎𝑝𝑜𝑠 𝑗,𝑘
𝑚2
𝑠3,
𝑊
𝑘𝑔
95th percentile of the product between actual vehicle speed and positive acceleration greater than 0.1 m/s2 in time step j, considering the u, r and m shares:
𝑣 ∙ 𝑎𝑝𝑜𝑠 ሿ𝑘_[95
𝑚2
𝑠3 ,𝑊
𝑘𝑔
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: dynamique de conduite online
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 32/68
ҧ𝑣𝑘 ≤ 74.6𝑘𝑚
ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑣 ∙ 𝑎𝑝𝑜𝑠 ሿ𝑘_[95
> 0.136 ∙ ҧ𝑣𝑘 + 14.44 or ҧ𝑣𝑘 > 74.6𝑘𝑚
ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑣
∙𝑎
𝑝𝑜𝑠 𝑘_[95ሿ> 0.0742 ∙ ҧ𝑣𝑘 + 18.966
IF
THEN
INVALID RDE TRIP
“Aggressiveness” of the driving
“Slowness” of the driving
IF
ҧ𝑣𝑘 ≤ 94.05𝑘𝑚
ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑅𝑃𝐴𝑘 < −0.0016 ∙ ҧ𝑣𝑘 + 0.1755 or ҧ𝑣𝑘 > 94.05
𝑘𝑚
ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑅𝑃𝐴𝑘 < 0.025
THEN
INVALID RDE TRIP
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: dynamique de conduite online
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 33/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: trajet et dynamique de conduite
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
OK
NOK (pas encore)
Trajet RDE finalisé et validé
Trajet RDE en déroulement
Adrian CLENCI 05/04/2018 34/68
EMROAD Moving Average Windows (MAW) developed by JRC
(méthode de recalcule basée sur les résultats du véhicule au BàR-WLTC )
ou
CLEAR power binning developed by TU Graz
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: dynamique de conduite post-processing
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Outils de normalisation
(évidemment, avec un impact différent sur les émissions)
Adrian CLENCI 05/04/2018 35/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: dynamique de conduite post-processing
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
t[s]
mCO2 [g]
cumulé
1 2 3 4 5
Définition d’une fenêtrea) A chaque 1 Hz, une nouvelle fenêtre de mesure est créée/ouverte
b) Cette fenêtre se ferme quand on a ½ de masse de CO2 émise par le véhicule sur le WLTC
Le principe du calcul est le suivant: les émissions massiques ne sont pas calculées pour l'ensemble des données complet mais
pour des sous-ensembles (fenêtres de calcul de moyenne) de ce dernier, la longueur de ces sous-ensembles étant déterminée de
manière à correspondre à la masse de CO2 émise par le véhicule sur le cycle de référence en laboratoire. Les calculs de moyenne
mobile sont effectués avec un incrément de temps correspondant à la fréquence de prélèvement des données.
EMROAD Moving Average Windows (MAW) ou fenêtres mobiles de calcul de moyenne (méthode de recalcule basée sur les résultats du véhicule au BàR-WLTC)
Durée d’une fenêtre mC
O2
≥ m
CO
2 r
ef
mC
O2 r
ef=
½ .
mC
O2 W
LT
C
Adrian CLENCI 05/04/2018 36/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: dynamique de conduite post-processing
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
ÉVALUATION DES FENÊTRES AVEC LA COURBE CARACTÉRISTIQUE DU CO2
EMROAD Moving Average Windows (MAW) ou fenêtres mobiles de calcul de moyenne (méthode de recalcul basée sur les résultats du véhicule au BàR-WLTC: P1, P2, P3)
MC
O2[g
/km
]
ҧ𝑣[𝑘𝑚/ℎ]
URBAINE RURAL AUTOROUTE
+50%
-50%
+25%
-25%
45 85 145
MCO2,j
ҧ𝑣𝑗
Fenêtre j(ഥ𝒗𝒋, 𝑴𝑪𝑶𝟐,𝒋)
P1
19
P2
56,6
P3
92,3
Adrian CLENCI 05/04/2018 37/68
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conditions limites. Critères de validation: dynamique de conduite post-processing
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
ÉVALUATION DES FENÊTRES AVEC LA COURBE CARACTÉRISTIQUE DU CO2
EMROAD Moving Average Windows (MAW) ou fenêtres mobiles de calcul de moyenne (méthode de recalcule basée sur les résultats du véhicule au BàR-WLTC: P1, P2, P3)
L'essai est complet lorsqu'il comprend au moins 15 % de fenêtres de conduite urbaine, de conduite rurale et de conduite sur autoroute, sur le nombre total de fenêtres
L'essai est normal lorsqu'au moins 50 % des fenêtres de conduite urbaine, de conduite hors agglomérations et de conduite sur autoroute sont dans les limites de
la tolérance primaire (± 25%) définie pour la courbe caractéristique du CO2
ok
EMROAD
Adrian CLENCI 05/04/2018 38/68
Gas PEMS & PN PEMS de l’Université de Pitesti, Roumanie
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Source: AVL
𝐶𝑂2
𝑔
𝑘𝑚= 103 ∙
𝐶𝑂2[%ሿ ∙ 10−2 ∙ 𝐸𝐹𝑀𝑘𝑔ℎ
𝑣𝑘𝑚ℎ
𝐶𝑂𝑔
𝑘𝑚= 103 ∙
𝐶𝑂[%ሿ ∙ 10−2 ∙ 𝐸𝐹𝑀𝑘𝑔ℎ
𝑣𝑘𝑚ℎ
𝑁𝑂𝑥
𝑔
𝑘𝑚= 103 ∙
𝑁𝑂𝑥[𝑝𝑝𝑚ሿ ∙ 10−6 ∙ 𝐸𝐹𝑀𝑘𝑔ℎ
𝑣𝑘𝑚ℎ
𝑃𝑁#
𝑘𝑚=
𝑃𝑁#
𝑚3 ∙ 𝐸𝐹𝑉𝑚3
ℎ
𝑣𝑘𝑚ℎ
Adrian CLENCI 05/04/2018 39/68
Source:
Renault Technologie Roumanie
&
Université de Pitesti
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Gas PEMS & PN PEMS de l’Université de Pitesti, Roumanie
Adrian CLENCI 05/04/2018 40/68
Procedure RDE(étapes obligatoires)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Pré-test
• Leak-check (vérification fuites)
• Démarrage et stabilisation du PEMS
• Calibration des analyseurs de gaz (zéro et span avec gaz de calibration)
Test Emissions
• L'échantillonnage, la mesure et l'enregistrement des paramètres doiventcommencer avant le démarrage du moteur et se poursuivre pendant l'essaisur route du véhicule,
• La fin de l'essai est atteinte lorsque le véhicule a terminé le voyage et que lemoteur est arrêté.
Post-test
• Evaluation de la dérive de la réponse des analyseurs par rapport àl'étalonnage pré-test
• Donc, la recalibration des analyseurs de gaz: c'est-à-dire le zéro et le spandes analyseurs doivent être revérifiés en utilisant des gaz d'étalonnageidentiques à ceux qui ont été appliqués lors de la procédure de pré-test
La l
inéari
té d
es a
naly
seurs
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az (
CO
, C
O2,
NO
, N
O2),
des c
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PN
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tre
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ectu
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oin
s t
ou
s l
es 3
mo
is
Adrian CLENCI 05/04/2018 41/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
L’écart <CO2 Absolu> BàR vs. PEMS L’écart <CO2 Relatif> BàR vs. PEMS
Adrian CLENCI 05/04/2018 42/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Graph limites
Ecart relatif
±15%
Ecart absolu, ±15mg/km
23
Adrian CLENCI 05/04/2018 43/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 44/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 45/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 46/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 47/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 48/68
Procédure RDE. Validation du PEMS sur WLTC(recommandée mais pas obligatoire)
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Présentation générale. Extrait du règlement
Adrian CLENCI 05/04/2018 49/68
Le trajet
vitesse < 60km/h 60 km/h < vitesse < 90 km/h
vitesse > 120 km/h
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: influence du style de conduite sur les émissions RDE
Adrian CLENCI 05/04/2018 50/68
La dynamique de la conduite
Eco-driving / pied léger
sport-driving / PIED LOURD
REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: influence du style de conduite sur les émissions RDE
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Adrian CLENCI 05/04/2018 51/68
800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400 4800 5200Speed [rpm]
To
rqu
e [
Nm
]
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Magenta points = “eco-driving” style
REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: influence du style de conduite sur les émissions RDE
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Les émissions gazeuses et solides
800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400 4800 5200Speed [rpm]
To
rqu
e [
Nm
]
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Red points = “sport-driving” styleRed points = “sport-driving” style
Magenta points = “eco-driving” style
CO2
CO
NOx
NO
PN
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REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: l’ampleur du nuage des points
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Même véhicule EU6, conducteurs différents, conditions atmosphériques différentesNB. tous les 9 essais RDE ont été validés d.p.d.v. trajet, dynamique de conduite, EMROAD, CLEAR
Durée moyenne
5960 s = 99.3 min
860 s
Distance moyenne
88.2 km
17.6
km
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REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: l’ampleur du nuage de points
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Température moyenne
11.7°C
21.9
°C
Même véhicule EU6, conducteurs différents, conditions atmosphériques différentesNB. tous les 9 essais RDE ont été validés d.p.d.v. trajet, dynamique de conduite, EMROAD, CLEAR
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REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: l’ampleur du nuage de points
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Emission moyenne+
34 %
Emission moyenne140 %
Même véhicule EU6, conducteurs différents, conditions atmosphériques différentesNB. tous les 9 essais RDE ont été validés d.p.d.v. trajet, dynamique de conduite, EMROAD, CLEAR
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REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: l’ampleur du nuage de points
Real Driving Emissions : enjeux et défis
PN moyenne800 %
Même véhicule EU6, conducteurs différents, conditions atmosphériques différentesNB. tous les 9 essais RDE ont été validés d.p.d.v. trajet, dynamique de conduite, EMROAD, CLEAR
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REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: l’ampleur du nuage de points
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Conclusion: très grande variété de scenarios de conduite sous les limites RDE, donc variations
importantes des émissions à l’échappement
Sourc
e:
FE
V
Donc, il faut veiller à ce que les véhicules soient testés non seulement dans les conditions les plus
favorables, mais aussi dans toute une gamme de conditions limites possibles.
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Extension de la plage de fonctionnement pour WLTC & RDE
NEDC WLTC RDE
Real Driving Emissions : enjeux et défis
REAL DRIVING EMISSIONS. Etude de cas: influence du style de conduite sur les émissions RDE
Effort supplémentaire pour la mise au point du MCI
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
Introduction. Contexte
• présentation générale; extrait du règlement
• étude de cas
F Conclusions
Real Driving Emissions
Structure de la présentation
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
Coucher de soleil à Pékin… sur l'écran…
Les enjeuxCiel clair à Pékin… sur écran…
CONCLUSIONS
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
Les enjeux
CONCLUSIONS
Risques sanitaires / Santé humaine
« Yong Xiaoyan porte un masque nasal alors qu'elle travaille à son bureau à Pékin le 11 décembre 2014. L'employée de bureau dit qu'elle a utilisé le
masque tous les jours depuis qu'elle a découvert qu'elle était enceinte et craignait que la pollution de l'air de Pékin puisse nuire à son bébé… »
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
2020 – pas de moteurs Diesel à Paris ?
Les enjeux
CONCLUSIONS
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Real
world
RDE
WLTC
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Comment amener le trafic réel dans la procédure d’homologation, donc, comment
maîtriser le caractère non-répétable du monde réel?(RDE couvre une large part du fonctionnement normal dans le monde réel mais évidemment pas tout)
NEDC
Les défis
CONCLUSIONS
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PEMS
incertitudes de mesure
Conclusions
Real Driving Emissions : enjeux et défis
Les défis
CONCLUSIONS
Comment prendre le BàR sur la route d’une manière efficace, donc, comment maîtriser
les incertitudes de mesure du PEMS?Le PEMS est un équipement complexe!
BàR
incertitudes
de mesureIncertitudes issues de la
variabilité de
l’échantillon analysé
Incertitudes issues de
l’analyse physico-chimique
et du calcul
Source: Bielaczyc, P. and Szczotka, A., "Analysis of Uncertainty of the Emission Measurement of Gaseous Pollutants on Chassis Dynamometer," SAE Technical Paper 2007-01-1324
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Real Driving Emissions : enjeux et défis
Les défis
CONCLUSIONS
Impact du
RDE
MCI
MàP
Mécanique
et
Energétique
(λ = 1)
Carburants alternatifs
GNC, GPL, synthetic fuels…
Post-traitement
gaz d’échappement
SCR ou LNT? GPF?
DOC, DPF…
Adrian CLENCI 05/04/2018 65/68
BàR Banc à Rouleaux (Chassis dynamometer)
CAFE Corporate Average Fuel Economy
CARB California Air Resource Board
CF Conformity Factor
CO Carbon Monoxyde
CO2 Carbon Dioxide
DPF Diesel Particulate Filter
ECE European Commission for Europe (UNECE)
EOBD European On-Board Diagnostic
EPA US Environmental Protection Agency
EUDC Extra Urban Driving Cycle
EV Electric Vehicle
FàP Filtre a Particule
FC Facteur de Conformite
FCEV Fuel Cell Electric Vehicle
FT Fonction de Transfer
FTP Federal Test Procedure
GDI Gasoline Direct Injection
GRPE Working Party on Pollution and Energy (UNECE)
HC Unburnt Hydrocarbons
HEV Hybrid Electric Vehicles
HWFET High-Way Fuel Economy Test
ICE Internal Combustion Engine
JRC EU Joint Research Council
NTE Not-to-Exceed
PEMS Portable Emissions Measurement System
PM Particulate Matter/Mass
PN Particulate Number
RDE Real Driving Emissions
RW Real World
TCO Total Cost of Ownership
TF Transfer Function
UDC Urban Driving Cycle
US United States of America
WLTC Worldwide harmonized Light-duty Testing Cycle
MaP Mise au Point
MAW Moving Average Window
MIL Malfunction Indicator Light
NEDC New European Driving Cycle
NMHC Non-Methane HC
NO Nitrogen monoxide
NO2 Nitrogen dioxide
NOx Nitrogen oxides
Abréviations
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Bibliographie sélective
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=CELEX:32016R0427 (Règlement UE 2016/427)
http://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=CELEX:32016R0646 (Règlement UE 2016/646)
http://www.aecc.eu (Association for Emissions Control by Catalyst)
http://www.acea.be/publications/article/access-to-euro-6-rde-monitoring-data (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles)
http://erwin.volkswagen.de, http://erwin.audi.com, http://erwin.seat.com, http://erwin.skoda-auto.cz
https://group.renault.com/rde/
https://rde.mercedes-benz.com/en/rde_en.html
https://www.groupe-psa.com/fr/actualites/corporate/le-groupe-psa-publie-les-emissions-de-polluants-de-ses-vehicules-en-usage-reel/
www.epa.gov (U.S. Environmental Protection Agency)
www.theicct.org (The International Council on Clean Transportation)
www.tno.nl (The Netherlands Organisation for applied scientific research)
www.toi.no (Institute of Transport Economics. Norwegian Centre for Transport Research)
https://ww2.arb.ca.gov (California Air Resources Board - for In-Use regulation of HDV in USA)
http://www.caremissionstestingfacts.eu
http://wltpfacts.eu/
www.fev.com
https://ww2.frost.com/frost-perspectives/real-driving-emissions-implementation-and-its-impact-current-technology/
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/252/1/012084/meta (Assessment of RDE via PEMS, CAR2017, www.car2017.ro)
Constructeurs PEMSwww.avl.com (MOVE PEMS)
www.horiba.com (OBS ONE)
http://www.sensors-inc.com (SEMTECH PEMS)
http://www.3datx.com (SYNC PEMS)
http://www.aip-automotive.de (MAHA PEMS)
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Producteurs de PEMS
www.aip-automotive.de www.horiba.com www.sensors-inc.comwww.avl.com
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ContactAdrian CLENCI, MdC HDRUniversité de Pitesti, RoumanieDépartement Automobiles et TransportsE-mail: [email protected], [email protected]
[kg carburant/heure]
PM
[mg/km]
PM [mg/s]
Université de Pitesti & Renault Technologie Roumanie