Development of a methodology for the determination of CO2 car emissions in the context of real driving emissions
Authors: Ζαχάρωφ Νικηφόρος-Γεώργιος 
Published: April 2024

Πολλές περιοχές σε όλο τον κόσμο έχουν εφαρμόσει υποχρεωτικούς στόχους εκπομπών CO2 τόσο για τα ελαφρά όσο και για τα βαρέα οχήματα. Οι στόχοι αυτοί παρακολουθούνται μέσω των διαδικασιών πιστοποίησης των οχημάτων, οι οποίες βασίζονται κυρίως σε εργαστηριακές μετρήσεις που πραγματοποιούνται με τη χρήση δυναμομετρικής πέδης. Ωστόσο, υπάρχει μία σημαντική απόκλιση μεταξύ των εργαστηριακά μετρημένων τιμών και των πραγματικών τιμών στον δρόμο, λόγω διαφόρων παραγόντων που επηρεάζουν την κατανάλωση καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, η Διδακτορική Διατριβή στοχεύει στην ανάπτυξη μίας μεθοδολογίας που βασίζεται στην προσομοίωση οχημάτων για την πρόβλεψη αντιπροσωπευτικών τιμών κατανάλωσης καυσίμου και ενέργειας σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, χρησιμοποιώντας περιορισμένα δεδομένα. Η προσέγγιση αυτή περιλαμβάνει την ενσωμάτωση διατάξεων της Ευρωπαϊκής Νομοθεσίας, όπως το On-Board Fuel Consumption Meter (OBFCM), για τη βελτίωση των υπολογισμών για συγκεκριμένα οχήματα. Η Διδακτορική Διατριβή διαρθρώνεται σε κεφάλαια, ξεκινώντας με την εισαγωγή που περιγράφει τους στόχους και το πεδίο εφαρμογής: τη δημιουργία ενός εργαλείου ικανού να προσομοιώνει τις εκπομπές οχημάτων χρησιμοποιώντας περιορισμένα δεδομένα εισόδου. Τα επόμενα κεφάλαια εμβαθύνουν στο υπόβαθρο των παραμέτρων κατανάλωσης καυσίμου, στις μετρήσεις οχημάτων για την επικύρωση και την επαλήθευση του μοντέλου, στην ανάπτυξη του μοντέλου προσομοίωσης, στην προσαρμογή του μοντέλου για βελτιωμένη ακρίβεια και στις πιθανές εφαρμογές της μεθοδολογίας που αναπτύχθηκε. Τα βασικά ευρήματα περιλαμβάνουν τον προσδιορισμό των παραγόντων που συμβάλλουν στην απόκλιση μεταξύ των τιμών πιστοποίησης και των τιμών στο δρόμο, όπως η μάζα του οχήματος, η αεροδυναμική αντίσταση, η αντίσταση κύλισης, η θερμοκρασία, η οδηγική συμπεριφορά και οι συνθήκες κυκλοφορίας. Η ανάπτυξη του μοντέλου προσομοίωσης περιλαμβάνει την ομαδοποίηση των οχημάτων σε κατηγορίες με βάση το σύστημα μετάδοσης κίνησης και τον κυβισμό του κινητήρα, την προσομοίωση γενικών οχημάτων υπό διάφορες συνθήκες και την επικύρωση του μοντέλου με μετρήσεις στο δρόμο. Οι στρατηγικές προσαρμογής του μοντέλου περιλαμβάνουν τη μετάβαση από μια προσέγγιση γενικού οχήματος σε μια προσέγγιση συγκεκριμένου οχήματος για τη μείωση των αποκλίσεων στους υπολογισμούς κατανάλωσης καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας. Το μοντέλο προσομοίωσης αποδεικνύει την ευελιξία και την αποτελεσματικότητά του στην ευαισθητοποίηση των χρηστών και την προώθηση ενεργειακά αποδοτικών οχημάτων μέσω της ενσωμάτωσής του στο έργο MILE21 – LIFE. Επιπλέον, έχει αποδείξει την ικανότητα να εφαρμοστεί και σε οχήματα άλλως περιοχών όπως οι ΗΠΑ. Η Διδακτορική Διατριβή ολοκληρώνεται με την αξιολόγηση των επιδόσεων του μοντέλου προσομοίωσης και με προτάσεις για μελλοντική έρευνα για την περαιτέρω ενίσχυση της ακρίβειας και των δυνατοτήτων εφαρμογής του. Τα προτεινόμενα πεδία βελτίωσης περιλαμβάνουν τη διερεύνηση του φαινομένου της ψυχρής εκκίνησης, την αξιολόγηση της επίδρασης της χρήσης των περιφερειακών συστημάτων όπως ο κλιματισμός, την ανάπτυξη εξειδικευμένων παραμέτρων υπολογισμού για κάθε όχημα με τη χρήση δεδομένων OBFCM, τον υπολογισμό επίσης των εκπομπών ρύπων και τη διερεύνηση της επικοινωνίας οχήματος-πλατφόρμας για την παρακολούθηση και την αυτόματη ενημέρωση του μοντέλου προσομοίωσης. Συνοψίζοντας, το μοντέλο προσομοίωσης εκπληρώνει με επιτυχία τους στόχους της πρόβλεψης των τιμών κατανάλωσης καυσίμου και ενέργειας σε πραγματικές συνθήκες και αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για ινστιτούτα και ερευνητικούς οργανισμούς που επικεντρώνονται στις εκπομπές CO2 και την ευαισθητοποίηση των χρηστών.