随着全1球汽车产业向低碳化、清洁化转型,以及空气质量管控的持续升级,汽车排放法规正不断迭代收紧。2027年11月29日,欧盟Euro 7(欧7)排放标准将全面生效,相较于现行的Euro 6,其核心突破的是将非尾气排放纳入严格监管,其中汽车制动与轮胎磨损产生的颗粒物(制动粉尘)成为管控重点——这一转变,直接推动汽车行业对制动粉尘测量技术的升级,而日本Cambustion AAC(气动气溶胶分级器)凭借无荷电、宽量程、高精准的核心优势,成为适配Euro 7法规要求的标1杆测量设备,为汽车企业合规认证与技术研发提供了关键支撑。
一、Euro 7 法规落地:制动粉尘测量迎来“刚性需求"与“精度革命"
在Euro 6及之前的排放标准中,汽车排放管控的核心聚焦于尾气颗粒物(如PM2.5、PM10),而对制动、轮胎磨损产生的非尾气颗粒物几乎未作明确限制。但随着新能源汽车的普及和内燃机尾气净化技术的升级,非尾气颗粒物的污染贡献占比持续攀升——据研究数据显示,预计到2050年,非尾气颗粒物将占道路交通颗粒物排放总量的90%,其中制动磨损颗粒物的质量贡献率可达55%,其含有的重金属、微塑料等有害成分,对人体健康和生态环境的威胁远超传统尾气颗粒。
正是基于这一背景,Euro 7法规首1次将制动磨损颗粒物(PM10)纳入限值管理,同时对测量精度、粒径覆盖范围、数据可靠性提出了未有的严苛要求,其核心管控要点可概括为三点,直接定义了制动粉尘测量的“硬标准":
粒径覆盖全面性:要求测量范围覆盖10nm~10μm,既需捕捉纳米级超细颗粒(占制动粉尘数量浓度的主要部分),也需精准量化1~5μm的粗颗粒(占制动粉尘质量浓度的核心部分),尤其明确要求颗粒物数量(PN)检测下限从23nm提升至10nm,填1补Euro 6对超细颗粒管控的空白。
数据精准无干扰:禁止因测量设备自身设计缺陷导致的伪峰、数据偏差,要求有效规避颗粒物电荷干扰,确保不同工况下(如不同制动强度、不同驾驶循环)测量数据的重复性与可比性——这对传统依赖荷电分级的测量设备提出了巨大挑战。
适配复杂测试场景:需满足WLTC(全1球统一轻型车测试循环)、US 06循环等多种测试工况的需求,既能适配底盘测功机的实验室精准测量,也能应对实际道路测试的瞬态排放捕捉,同时需实现制动粉尘与轮胎磨损粉尘的有效分离,避免交叉污染。
此前,汽车行业普遍采用DMA(差分迁移率分析仪)+撞击器的组合方案测量制动粉尘,但这类方案受限于技术原理,无法满足Euro 7的高精度要求,成为企业合规认证的“卡脖子"难题。而Cambustion AAC的出现,恰好破解了这一行业痛点,其独特的气动分级技术的,完1美匹配Euro 7法规的核心诉求。
二、AAC 核心技术:为何能精准适配 Euro 7 制动粉尘测量需求?
Cambustion AAC(Aerodynamic Aerosol Classifier,气动气溶胶分级器)的核心优势的是“按空气动力学直径精准分级,完1全独立于粒子电荷",无需荷电器、中和器,也无需放射源,从根本上解决了传统测量设备的缺陷,其技术特性与Euro 7要求的适配性,可从四大维度深度拆解:
(一)宽量程全覆盖,匹配Euro 7粒径管控要求
Euro 7要求制动粉尘测量覆盖10nm~10μm,而传统DMA的测量范围通常局限于≤1μm,无法捕捉1~5μm的粗颗粒——这类粗颗粒虽数量占比低,但质量占比极1高,是PM10排放的主要来源,若无法精准测量,将直接导致企业无法通过合规认证。
Cambustion AAC的粒径分级范围为25nm~>5μm(空气动力学直径),恰好覆盖Euro 7要求的核心区间,单台设备即可替代传统DMA+撞击器的组合方案,实现从纳米级超细颗粒(25nm)到微米级粗颗粒(5μm以上)的全量程精准测量。更重要的是,AAC在全量程范围内均能保持高传输效率(>90%),尤其对10~100nm的超细颗粒,避免了传统设备因传输效率低导致的测量偏差,精准捕捉制动过程中超细颗粒的排放峰值——这一特性,完1美契合Euro 7对超细颗粒(PN10)的管控要求,确保测量数据全面反映制动粉尘的真实排放状态。
(二)无电荷干扰,杜绝伪峰,保障数据精准性
制动粉尘的生成过程复杂,受制动摩擦片材质、制动温度、制动强度等多种因素影响,颗粒物自身电荷分布极不均匀——传统DMA依赖粒子荷电进行分级,多电荷粒子会导致测量出现伪峰,使得粒径分布数据失真,无法满足Euro 7对数据重复性的要求,尤其在测量100nm以下超细颗粒时,偏差更为明显,甚至可能导致企业误判自身产品合规性。
Cambustion AAC采用“气流弛豫时间差"分级原理,完1全不依赖粒子电荷,无需进行荷电或中和处理,从根本上杜绝了多电荷干扰导致的伪峰问题。其输出的气溶胶为“真正单分散",相对标准偏差<5%,确保不同测试工况、不同批次样品的测量数据具有高度可比性——这一优势,正是Euro 7法规对制动粉尘测量“数据精准无干扰"的核心要求,也是AAC相较于传统设备的核心竞争力之一。同时,AAC无需放射源,既降低了设备使用的安全风险,也适配实验室、户外等多种测试场景的安全规范,避免了辐射受限环境下的使用局限。
(三)高时间分辨率,捕捉瞬态排放,适配复杂测试工况
Euro 7要求制动粉尘测量需适配WLTC、US 06等多种驾驶循环,而制动粉尘的排放具有明显的瞬态特性——在紧急制动、频繁制动等工况下,颗粒物排放会瞬间飙升,若测量设备的时间分辨率不足,将无法捕捉到这些瞬态排放峰值,导致测量数据无法真实反映车辆实际行驶中的排放状态,尤其US 06循环等激烈制动工况下,大粒径颗粒物排放显著增加,对测量设备的瞬态捕捉能力提出更高要求。
Cambustion AAC可与Cambustion 5210 CPC(凝结核粒子计数器)联用,组成SASS(扫描空气动力学粒径谱仪),时间分辨率<1s,能够实时捕捉制动过程中颗粒物粒径分布与浓度的动态变化,精准记录每一次制动事件的排放峰值。同时,AAC支持自动调节鞘流,在样品流量变化时保持恒定分辨率,适配底盘测功机的实验室测试与实际道路的RDE(真实驾驶 emissions)测试,完1美匹配Euro 7对测试场景的多样化要求——无论是密封制动腔室的部件测试,还是整车底盘测功机测试,AAC都能稳定输出精准数据,为企业提供全面的合规认证支撑。
(四)无耗材设计,降低长期运行成本,适配规模化测试
汽车企业在合规认证与技术研发过程中,需要进行大量的制动粉尘测试,传统测量设备(如DMA)需要定期更换荷电部件、中和器等耗材,不仅增加了长期运行成本,也可能因耗材更换导致测量精度波动,影响测试效率。
Cambustion AAC采用无耗材设计,仅需定期清洁即可维持稳定运行,大幅降低了企业的测试成本。同时,其操作便捷,内置触摸屏可实现独立控制,支持与其他分析仪器(如AMS气溶胶质谱、SEM扫描电子显微镜)联用,既能测量颗粒物的粒径分布与浓度,也能辅助分析颗粒物的化学组成与形态特征——这一特性,不仅满足Euro 7的合规测量需求,也能为企业优化制动系统(如采用陶瓷刹车片、优化再生制动策略)、降低制动粉尘排放提供精准的技术数据支撑,助力企业实现“合规+降本"双重目标。
三、AAC 实际应用案例:赋能车企 Euro 7 合规与技术升级
目前,Cambustion AAC已被沃尔沃、大众等国际主流车企的测试中心广泛应用于制动粉尘测量,成为其应对Euro 7法规的核心测量设备,同时也被日本丰田、本田等企业用于工厂车间制动粉尘暴露风险评估,其实际应用效果已得到行业验证,以下为两大典型案例:
案例一:沃尔沃汽车制动粉尘排放合规测试
沃尔沃汽车为满足Euro 7对制动PM10的限值要求,采用Cambustion AAC+5210 CPC组成SASS系统,在底盘测功机上开展WLTC循环下的制动粉尘排放测试,具体方案与结果如下:
测试对象:沃尔沃某款轻型混合动力乘用车,配备低金属刹车片与再生制动系统;
测试工况:WLTC全循环(涵盖城市低速、郊区中速、高速及超高速阶段),模拟真实驾驶中的制动场景;
测量方案:采用定制化密封制动腔室收集制动粉尘,通过AAC分级出25nm~5μm的颗粒物,CPC同步测量不同粒径颗粒物的数量浓度与质量浓度,分离制动粉尘与轮胎磨损粉尘,避免交叉污染;
测试结果:AAC精准捕捉到制动粉尘的双峰粒径分布(峰值分别在70nm和1μm附近),其中1~3μm的粗颗粒占PM10质量的60%以上,与Euro 7对PM10的管控要求高度契合;同时,通过AAC的数据支撑,沃尔沃优化了再生制动策略,降低了传统摩擦制动的使用频率,使制动PM10排放降低30%以上,成功满足Euro 7限值要求,且测试数据的重复性误差<3%,通过欧盟认证机构的审核。
案例二:日本丰田汽车制动系统优化研发
丰田汽车在研发新一代低排放制动系统时,采用Cambustion AAC开展制动粉尘排放特性研究,核心目标是优化刹车片材质与制动结构,降低纳米级超细颗粒的排放,满足Euro 7及日本本土环境标准要求:
测试对象:三种不同材质的刹车片(低金属刹车片、陶瓷刹车片、有机刹车片);
测试方案:在制动惯性实验台上,模拟不同制动强度(轻微制动、常规制动、紧急制动),通过AAC测量25nm~5μm的颗粒物排放,分析不同刹车片材质、不同制动工况下的粉尘排放规律;
关键发现:陶瓷刹车片的制动粉尘排放(尤其是100nm以下超细颗粒)比低金属刹车片低45%,且在高制动温度下,粉尘排放的稳定性更好;同时,AAC测量数据显示,制动加速度大于2m/s²时,100nm以上大颗粒排放显著增加,为丰田优化制动系统设计、制定合理的制动策略提供了精准数据支撑;
应用价值:基于AAC的测试数据,丰田新一代制动系统采用陶瓷刹车片与优化的再生制动策略,其制动粉尘排放全满足Euro 7要求,同时降低了车辆行驶过程中的大气污染贡献,提升了产品的市场竞争力。
四、行业对比:AAC 与传统测量方案的核心差异的(Euro 7 适配性视角)
为更清晰地体现Cambustion AAC对Euro 7制动粉尘测量的适配优势,以下将其与传统DMA+撞击器组合方案进行对比,明确二者在核心性能上的差距:
对比维度 | 传统方案(DMA+撞击器) | Cambustion AAC | Euro 7适配性评价 |
|---|
粒径覆盖范围 | DMA≤1μm,撞击器≥1μm,组合后存在1μm左右衔接偏差 | 25nm~>5μm,全量程无衔接偏差 | 传统方案存在测量盲区,AAC完1全适配 |
电荷干扰 | 依赖荷电,多电荷导致伪峰,数据偏差大(±15%以上) | 无荷电设计,无电荷干扰,偏差≤±3% | 传统方案无法满足数据精准要求,AAC完1全适配 |
时间分辨率 | ≥3s,无法捕捉瞬态排放峰值 | <1s,可实时捕捉瞬态排放 | 传统方案无法适配复杂测试工况,AAC完1全适配 |
耗材与维护 | 需定期更换荷电部件、中和器,维护成本高 | 无耗材设计,仅需定期清洁,维护成本低 | AAC更适配企业规模化合规测试需求 |
放射源需求 | 需Kr-85等放射源,存在安全风险,不适配部分实验室 | 无需放射源,安全合规 | AAC适配更多测试场景,符合Euro 7测试安全规范 |
五、总结:AAC 成为 Euro 7 时代制动粉尘测量的“标配解决方案"
Euro 7法规的落地,标志着汽车行业的排放管控进入“尾气+非尾气"双管控的新时代,制动粉尘作为非尾气排放的核心组成部分,其测量精度直接决定企业的合规认证成败与产品竞争力。Cambustion AAC凭借“无荷电干扰、宽量程覆盖、高时间分辨率、无耗材设计"的核心优势,完1美适配Euro 7法规对制动粉尘测量的各项要求,解决了传统测量方案的痛点,成为车企应对Euro 7合规认证、优化制动系统研发的核心工具。
从实际应用来看,AAC不仅能为企业提供精准、可靠的制动粉尘测量数据,助力企业快速通过Euro 7认证,还能为制动系统优化、低排放刹车片研发、再生制动策略调整提供数据支撑,推动汽车行业向更清洁、更环保的方向发展。对于日本、欧盟等严格执行Euro 7法规的市场而言,Cambustion AAC(由日本株式会社司測研独1家代理)的普及应用,将成为车企突破合规壁垒、抢占市场先机的关键——在Euro 7全面生效的倒计时阶段,选择AAC作为制动粉尘测量方案,既是企业合规的必然选择,也是其技术升级、践行绿色发展理念的重要体现。
未来,随着全1球汽车排放法规的持续收紧,以及非尾气排放管控的常态化,Cambustion AAC将进一步拓展应用场景,不仅局限于制动粉尘测量,还将在汽车轮胎磨损粉尘、尾气颗粒物全量程测量等领域发挥更大价值,为汽车行业的清洁化转型提供更加强有力的技术支撑。