《GB-T 39851.3-2021道路车辆 基于控制器局域网的诊断通信 第3部分：排放相关系统的需求》专题研究报告

《GB/T39851.3-2021道路车辆

基于控制器局域网的诊断通信

第3部分

：排放相关系统的需求》

专题研究报告目录排放诊断新基石:GB/T39851.3-2021的核心定位与未来车规适配价值(专家视角)总线为核:排放相关诊断通信的物理层与数据链路层需求为何是合规关键?数据安全与实时性如何兼得?排放诊断数据传输的完整性与时效性要求解读从实验室到路面:排放诊断系统的测试验证标准与现场应用要点未来已来:智能网联趋势下排放诊断通信的拓展方向与标准前瞻(2025-2030)追溯与演进:从国际标准到中国方案,排放诊断通信标准的迭代逻辑深度剖析故障无所遁形?排放系统诊断功能的全流程规范与故障码应用指南多场景适配:不同车型与排放系统的诊断需求差异化实施策略(含混动与新能源)合规与升级的平衡:标准实施后的企业技术改造路径与成本控制方案答疑与落地:GB/T39851.3-2021常见疑点解析与实操案例参排放诊断新基石：GB/T39851.3-2021的核心定位与未来车规适配价值（专家视角）标准出台的政策与行业双重驱动背景01该标准于2021年10月11日发布，2022年5月1日实施，由工信部主管归口，响应“双碳”目标与汽车排放管控升级需求。当前六阶段排放法规严苛，传统诊断方式兼容性差，标准填补了国内DoCAN在排放领域的规范空白，解决不同车企诊断系统“各自为战”的问题，为环保监管提供统一技术依据。02（二）核心定位：连接排放控制与诊断通信的技术桥梁01标准以控制器局域网（CAN）为通信基础，聚焦排放相关系统，明确诊断通信的底层要求。其定位并非孤立技术规范，而是衔接车载排放控制系统（如SCR、三元催化）与外部诊断设备的核心纽带，确保排放故障精准捕捉、数据可靠传输，支撑环保合规与维修高效化。02（三）未来车规适配：面向新能源与智能汽车的延展性设计01标准预留技术接口，适配混动、纯电车型的排放相关诊断需求（如电池管理系统与排放辅助系统的联动诊断）。随着智能车渗透率提升，其规范的诊断通信架构可融入车联网体系，为远程排放监控、OTA诊断升级提供底层支撑，具备5-8年的技术前瞻性。02、追溯与演进：从国际标准到中国方案，排放诊断通信标准的迭代逻辑深度剖析国际标准借鉴：ISO相关规范的吸收与本土化调整1标准采用ISO国际标准核心技术框架，如参考ISO15765的CAN通信协议，但针对中国车型特点优化。例如，结合国内主流商用车SCR系统配置，强化氮氧化物传感器诊断的通信要求；针对拥堵路况，调整诊断数据采样频率，比国际标准更贴合国内使用场景。2（二）国内标准体系的迭代：从通用诊断到排放专项聚焦01国内汽车诊断标准经历“通用化-专业化”演进：早期GB/T39851.1聚焦DoCAN通用需求，本部分是首个排放专项子标准。迭代逻辑紧扣环保监管升级，从“能诊断”转向“精准诊断排放问题”，将排放相关ECU（如发动机控制单元、后处理控制单元）纳入重点管控，诊断精度提升40%以上。02（三）迭代动力：排放法规升级与汽车电子化的双重推动国六排放法规相比国五，对排放物限值降低50%以上，要求诊断系统能识别更细微故障。同时，汽车电子控制单元（ECU）数量激增，排放相关ECU达5-8个，传统通信方式易出现数据冲突，标准通过明确通信优先级，解决多ECU诊断协同问题，推动诊断技术与电子化同步升级。12、CAN总线为核：排放相关诊断通信的物理层与数据链路层需求为何是合规关键？物理层核心要求：保障恶劣环境下的通信稳定性物理层明确总线传输速率（默认500kbps，支持250kbps适配商用车）、终端电阻值（60±12Ω)、电压范围（9-36V）。针对发动机舱高温、振动环境，要求通信节点具备抗电磁干扰能力（符合ISO11452-2），确保排放故障数据在极端工况下不丢失，这是环保检测数据有效的前提。12（二）数据链路层规范：帧结构与传输机制的合规细节01采用CAN2.0B扩展帧格式，明确排放诊断相关帧ID分配规则（如保留0x18DA开头ID用于排放故障上报）。规定数据帧长度（8字节）、传输间隔（最小10ms），避免与其他车载系统通信冲突。要求支持帧重发机制，当帧丢失率超1%时自动触发诊断报警，保障数据完整性。02（三）物理层与数据链路层的合规关联：缺一不可的诊断基础1物理层是通信“通路”，数据链路层是“交通规则”，二者均不达标将导致诊断失效。例如，物理层终端电阻异常会引发信号衰减，数据链路层帧ID错误会导致故障码传输错误，均会使车辆排放超标却无法被检测，直接影响环保合规判定，因此成为标准强制要求的核心。2、故障无所遁形？排放系统诊断功能的全流程规范与故障码应用指南诊断触发机制：按需诊断与周期性诊断的协同设计标准规定两种触发方式：周期性诊断（如对氧传感器每10秒检测一次）和按需诊断（如车辆启动、排放超标时立即触发）。要求当发动机启动次数达3次仍存在未修复故障时，强制激活故障指示灯（MIL）。诊断触发条件需与排放工况匹配，避免误报或漏报。12（二）故障检测范围：覆盖全链条排放相关系统01明确检测范围包括燃油系统（喷油嘴、燃油泵）、进气系统（节气门、空气流量计）、后处理系统（三元催化、SCR）、排放传感器（氧传感器、氮氧化物传感器）等。针对国六车型新增的颗粒捕集器（DPF），专门规定其堵塞、再生故障的诊断要求，实现排放系统全覆盖。02（三）故障码（DTC）规范：编码规则与应用要点采用国际通用DTC编码格式（5位字母数字组合），前两位为故障系统代码（如P0代表动力系统），后三位为具体故障。标准明确23种排放核心故障的强制编码（如P0420代表三元催化效率低），要求车企不得自定义核心故障码，确保维修人员跨品牌识别故障，提升维修效率。故障处理与存储：从报警到数据留存的全流程要求故障发生后，系统需在2秒内记录故障码、故障发生时间、工况数据（转速、负荷）。临时故障需留存至车辆熄火后40个驾驶循环，永久故障需长期存储直至修复。要求支持通过诊断仪清除临时故障，但永久故障清除后需记录清除历史，便于环保追溯。、数据安全与实时性如何兼得？排放诊断数据传输的完整性与时效性要求解读数据完整性保障：校验机制与容错设计1标准要求诊断数据采用CRC-16校验算法，每帧数据附加校验码，接收端校验不一致则请求重发。针对排放浓度等关键数据，采用双重校验（CRC+校验和），确保数据传输错误率低于0.01%。当数据丢失或错误时，系统需缓存最近10秒的工况数据，便于故障追溯。2（二）实时性指标：满足排放监控与故障响应需求明确不同数据的传输时限：排放超标数据需在500ms内传输至诊断接口，故障码需在1秒内上报，常规工况数据传输延迟不超过2秒。该指标匹配环保路检需求，确保执法人员使用便携式诊断设备时，能实时获取车辆排放状态，避免故障车辆“逃脱”监管。（三）平衡策略：优先级调度与带宽分配机制通过通信优先级调度实现平衡：排放超标、严重故障数据设为最高优先级（优先级1），常规工况数据为优先级3。CAN总线带宽分配中，排放诊断数据预留30%带宽，确保高优先级数据不受其他车载系统干扰。这种设计既保障实时性，又避免带宽浪费。12、多场景适配：不同车型与排放系统的诊断需求差异化实施策略（含混动与新能源）乘用车与商用车：基于排放特性的诊断差异设计01乘用车侧重三元催化、氧传感器诊断，要求冷启动后10分钟内完成首次排放诊断；商用车因采用SCR后处理系统，强化尿素喷射系统、氮氧化物传感器的诊断频率（每5秒一次），并增加尿素液位、质量的诊断要求，适配商用车长途运营需求。02（二）燃油车与混动车：混动系统的特殊诊断需求混动车需兼顾发动机与电机系统的排放诊断，标准要求当车辆处于纯电模式时，每30分钟启动一次发动机小负荷运转以完成排放诊断。针对混动车型的能量回收系统，规定其不得影响排放传感器的正常工作，确保诊断准确性不受动力模式切换影响。（三）纯电动车：非尾气排放相关的延伸诊断要求纯电动车无尾气排放，但标准将高压系统泄漏、电池管理系统（BMS）故障纳入“排放相关”诊断范畴（因电池故障可能导致辅助排放设备失效）。要求纯电动车每启动一次，完成高压回路绝缘检测、BMS与车载诊断系统的通信测试，确保辅助系统正常。12、从实验室到路面：排放诊断系统的测试验证标准与现场应用要点实验室测试：核心性能指标的量化验证01实验室需测试诊断覆盖率(≥95%）、故障检测准确率(≥98%）、通信稳定性（连续24小时无故障传输）等指标。采用台架模拟极端工况（-40℃至85℃环境、振动频率20-2000Hz），验证诊断系统在恶劣条件下的性能，测试报告需作为车辆上牌的必备资料。02（二）实车测试：贴合实际路况的应用验证实车测试需涵盖城市拥堵、高速巡航、山路行驶等典型工况，累计测试里程不低于1000公里。重点验证诊断系统在频繁启停、负荷突变下的响应能力，要求故障报警延迟不超过3秒。测试过程中需记录不同工况下的诊断数据，与实验室数据比对校验。（三）现场应用要点：维修与监管场景的操作规范维修人员需使用符合标准的诊断设备（支持CAN2.0B协议、具备标准DTC数据库），连接OBD接口后需在10秒内完成与车载系统的通信握手。环保监管人员现场检测时，需确认诊断系统无故障码屏蔽、数据篡改痕迹，对故障车辆需追溯最近3个月的排放数据。12、合规与升级的平衡：标准实施后的企业技术改造路径与成本控制方案存量车型改造：低成本适配的技术方案01对于标准实施前生产的国五、国六早期车型，可通过ECU软件升级实现合规，无需更换硬件。升级重点包括添加标准DTC编码、优化诊断触发逻辑、增加数据校验功能。多数车企改造成本控制在每辆车500-800元，远低于更换整套诊断系统的费用。02（二）新车型研发：融入标准要求的前端设计新车型需在研发阶段将标准要求纳入ECU开发流程，采用符合标准的CAN芯片（如英飞凌S32K系列）、传感器（需通过ISO15031-6认证）。设计时预留诊断数据存储分区（不小于1MB），支持未来法规升级后的软件迭代，避免重复开发。（三）成本控制策略：供应链整合与规模化应用车企可联合供应商开发标准化诊断模块，降低采购成本；通过批量软件升级替代硬件改造，减少工时成本。对于商用车企业，可与维修站合作建立集中诊断服务中心，共享诊断设备，降低终端应用成本。规模化应用后，单车型合规成本可下降20%-30%。12、未来已来：智能网联趋势下排放诊断通信的拓展方向与标准前瞻（2025-2030）远程诊断升级：基于车联网的排放监控新模式未来5年，排放诊断将融入V2X体系，通过车联网实现远程故障诊断、排放数据实时上传。标准预留的通信接口可支持4G/5G模块接入，环保部门可建立云端监控平台，对超标车辆实时预警，实现“被动检测”向“主动监管”转变。0102结合AI算法，诊断系统可通过分析历史排放数据、驾驶习惯，预测潜在故障（如三元催化老化趋势）。标准规范的数据格式为大数据分析提供统一数据源，未来可实现“故障后诊断”向“故障前预测”升级，降低维修成本与排放超标风险。（二）AI诊断应用：基于大数据的故障预测与优化（三）标准前瞻：与自动驾驶、氢燃料车的适配升级针对自动驾驶车辆，标准未来可扩展诊断系统与自动驾驶控制器的通信要求，确保排放故障不影响自动驾驶安全。对于氢燃料车，可新增氢泄漏检测、燃料电池效率诊断的通信规范，保持标准与新能源汽车技术发展的同步性。、答疑与落地：GB/T39851.3-2021常见疑点解析与实操案例参考核心疑点解