这篇文章为类型a，即一项单一原创性研究的报告。以下为基于该研究生成的全面中文学术报告：

《基于车道坡度对两款欧五柴油车实际行驶排放影响的研究》学术报告

作者与发表信息

该研究的主要作者为Maria Antonietta Costagliola、Marianeve Costabile和Maria Vittoria Prati，作者所在机构为意大利国家研究委员会（Istituto Motori, Italian National Research Council），研究发表在《Applied Energy》期刊（Elsevier出版社）上，文章编号为“Applied Energy 231 (2018) 586–593”，在线发布日期为2018年9月22日。

学术背景

本研究聚焦于道路坡度对柴油车辆实际行驶排放（Real Driving Emissions, RDE）的影响，科学领域涵盖环保能源与交通运输工程。道路运输仍是全球特别是城市地区空气污染的主要来源，特别是氧化氮（NOx）和颗粒物（PM2.5），其中柴油车辆是主要贡献者。本研究旨在研究不同坡度条件下的尾气排放特性，补充实验室测试中未充分考虑的实际道路因素。

近年来，“欧六”（Euro 6）法规引入更严格的排放限值和RDE测试程序，以更真实地评估车辆在实际条件下的排放。然而，大量研究表明，实验室获得的排放结果与实际行驶中显著不同，尤其是柴油车在实际驾驶时的NOx排放通常远高于实验室标准。本研究的目标是分析道路坡度对NOx和二氧化碳（CO2）排放的具体影响，通过实测提供更可靠的排放模型输入数据。

研究的工作流程

车辆测试与实验阶段

1. 研究对象与实验车辆：
两款来自不同制造商的欧五柴油车辆作为测试对象。
- 车辆A：发动机排量为1968 cm³，最大功率81 kW，重量1700 kg，配备停启系统（Start & Stop, S&S）；启动里程为50 km。 - 车辆B：发动机排量为2000 cm³，最大功率118 kW，重量1470 kg，无停启系统；启动里程为5500 km。

1. 实验室排放测试

在实验室中使用底盘测功机（chassis dynamometer）对两辆测试车进行了新欧洲驾驶循环（NEDC, New European Driving Cycle）和全球统一轻型车测试循环（WLTC, Worldwide Harmonized Light-Duty Test Cycle）测试。测试条件符合现行认证法规（环境温度20-30°C），并设置滚动阻力与惯性符合车辆实际的行驶状态。

底盘测功过程采用稀释抽样（Constant Volume Sampling, CVS）系统采集废气样本，并通过Horiba Mexa 7200H气体分析仪实时监测CO、CO2、NOx及总碳氢化合物（THC）的浓度。

2. 实际道路排放测试

为了遵循欧盟RDE法规，两辆测试车在意大利那不勒斯市的城市道路、乡村道路和高速公路环境下分别进行两轮实际测量。每轮测试持续约为90分钟，行程长度约60 km，并配备可携式排放测试系统（Portable Emission Measurement System, PEMS），用于监测瞬时排放、车辆动力学及环境参数。PEMS包括：
- 气体分析仪，用于测量CO、CO2、NOx浓度； - 尾气流量计（Exhaust Flow Meter, EFM），用于测量排气流速； - GPS设备，用于确认车辆速度、海拔等信息。

相关实验参数如“道路坡度”通过GPS数据和地图校准逐段解析并记录。研究路径设计确保涵盖了符合RDE要求的都市、乡村及高速驾驶比例。

3. 数据分析与模型建立

研究通过车辆比功率（Vehicle Specific Power, VSP）方法分析数据，量化瞬时排放与车辆动力学（包括速度、加速度）及坡度对排放的综合影响。同时，研究特别分析CO2和NOx排放与正负坡度变化之间的关联性。

主要研究结果

1. 实验室与实际排放对比

• 实验室排放结果表明，两辆柴油车均符合欧五认证限值（CO < 0.500 g/km，NOx < 0.180 g/km）。
• 实际行驶测试中，NOx与CO2排放显著高于实验室值。车辆A的NOx排放超标283%，车辆B则为166%。特别是在城市路段，排放值达峰值，甚至是实验室值的5倍。
• CO2排放增加幅度中，车辆A比NEDC高18.6%，车辆B高13.2%；空调使用额外导致CO2排放增加48.2%。

2. 道路坡度对排放的影响

• 在乡村路段的测试中，正负坡度范围内的CO2排放随坡度变化呈现线性对称关系：±1%坡度将导致约10%的CO2变化，而+5%坡度较基准值增加100%，-4%坡度则减少70%。
• 此外，NOx排放与坡度的相关性使用二次多项式拟合，结果表明坡度对不同车辆有不同程度的影响。车辆A的NOx排放在+5%坡度时增加了5倍，而车辆B仅增加2倍。
• 实验数据还表明下坡对NOx排放影响较小，而上坡负载引起的NOx排放增幅较大。

3. VSP分析与局部结论

• 研究发现，负道路坡度占总VSP贡献比大于40%，但正坡度中，VSP的主要来源是车辆速度与加速度。
• 高负载动力学条件（如高速与加速段）是NOx和CO2排放的主要贡献者。

研究结论

研究首次系统性地揭示了道路坡度对实际行驶排放的显著影响，并通过实验数据建立了两种主要污染物（CO2与NOx）与坡度的数学关系模型。此结果为预测现实条件下的车辆排放以及优化能量效率提供了强有力的数据支持。

研究还突出了当前实验室测试标准（如NEDC）的局限性，即未能充分考虑真实世界中的坡度等环境因素。这一研究为创新“低碳交通”规划及建立更科学的排放法规（如建设坡度校正模型）提供了宝贵参考。

研究亮点

1. 深入探讨道路坡度的独立影响，将其引入RDE背景中的定量化模型中。
2. 数据来自实际驾驶，结合了GPS与PEMS两种高精度实地采集方法。
3. 提供了通用的CO2坡度模型，并揭示不同车辆间NOx排放行为的显著差异性。
4. 强调道路坡度对RDE排放建模的重要性，填补相关文献空白。

学术与应用价值

本研究对评估车辆排放环境影响具有重要意义。其成果可用于发展更精确的排放因子预测模型，为立法机构与汽车产业制定政策和设计更高效的燃料利用策略提供科学依据。同时，研究对电动车及混动车的坡度适应性分析等未来扩展研究方向具有启发性意义。