基于物理模型的汽車輕量化生命周期評估

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基于物理模型的汽車輕量化生命周期評估

輕量化是用于改善車輛燃油經(jīng)濟性的一種關(guān)鍵策略。使用更輕的材料（如鋁、鎂和復(fù)合材料）代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料（如鋼），減少了車輛使用時的能量消耗和溫室氣體（GHG）排放，但輕質(zhì)材料在生產(chǎn)和車輛制造中通常會增加能量消耗和溫室氣體排放。對車輛使用期間質(zhì)量減輕的生命周期引起的燃油消耗進(jìn)行定量評估。提出了一種新的基于物理方法來評估由質(zhì)量引起的燃油消耗（MIF）。基于美國環(huán)境保護(hù)局對2013年車輛燃油經(jīng)濟性試驗的106條記錄，在0.2～0.5L/（100km·100kg）范圍內(nèi)通過使用公開可用的數(shù)據(jù)來計算MIF值，說明了該方法的實用性。當(dāng)輕量化應(yīng)用到高燃油消耗和高功率的車輛上時，效果更加顯著。使用所提到的基于物理的模型，為未來的車輛輕量化生命周期評估研究打下了堅實的基礎(chǔ)。

在車輛零部件生命周期評估（LCA）中，對于階段存儲分析，建議使用MIF值來計算由質(zhì)量引起的MIF。MIF值等于燃油消耗減少量（FRV）除以總機械效率。該模型的優(yōu)勢是，在一個輕量化的實際范圍中，有、無動力系統(tǒng)調(diào)整下的總機械效率幾乎相等，可以使用無動力系統(tǒng)調(diào)整下的MIF值代替有動力系統(tǒng)調(diào)整下的MIF值。該模型關(guān)鍵的策略含義是輕量化取決于車輛燃油經(jīng)濟性和功率。具有先進(jìn)傳動系統(tǒng)的車輛，如混合動力電動汽車（HEV）、電池電動汽車（BEV）和燃料電池汽車（FCV）等，會有不同范圍的效率參數(shù)（如熱力學(xué)效率和機械效率）。

刊名：Environmental Science & Technology（英）

刊期：2013年第47期

作者：Hyung Chul Kim et al

編譯：王欣欣