混合動力汽車的廢熱回收熱力學分析

混合動力汽車的廢熱回收熱力學分析

對于混合動力汽車而言，在純電動模式下，電池組冷卻系統回路余熱是唯一的廢熱源；而在內燃機運行時，其排出的廢氣可作為廢熱源。針對兩種采用R134a制冷劑的蒸汽噴射式制冷系統和溴化鋰水吸附式制冷系統，利用上述兩種廢熱源，通過對其熱能和放射性能分析，研究基于上述廢熱源的兩種冷卻系統冷卻性能。根據兩個冷卻系統的制冷原理，建立了相應的熱能和放射能分析模型，采用EES軟件對兩種制冷系統在相同熱源輸入情況下的熱力學性能進行分析，同時研究了在一定余熱輸入條件下，制冷系統不同的設計參數對冷卻能力的影響。分析結果表明，在同一時間內，利用循環礦物基礎油提取來自于內燃機廢氣的熱量，并將廢熱傳遞給蒸汽噴射式制冷系統和吸附式制冷系統，或者直接利用熱廢氣加熱冷卻系統的集熱器或發生器。其中，前者可以提供約為7.23kW的冷卻效果，分析得到的熱能和放射能利用率分別為0.48和0.2；而后者可以提供約為7.93kW的冷卻效果，分析得到的熱能利用率為0.53。可見，與蒸汽噴射式制冷系統相比，吸附式制冷系統具有更好的熱能利用性能和更高的冷卻性能。一般在市區行駛工況，車輛可以提供15.4kW的廢熱，所以兩種冷卻系統均可以采用，以實現降低汽車能耗的目的。此外，分析指出，在純電動模式下，從電池組冷卻系統回路獲取的熱能低于2kW，所以無法提供足夠的余熱用于冷卻系統運行。

刊名：Energy（英）

刊期：2012年第46期

作者：N.Javani et al

編譯：吳濤