基于先進車輛和排氣能量回收技術的重型混合動力汽車動力系統分析

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基于先進車輛和排氣能量回收技術的重型混合動力汽車動力系統分析

對未來先進重型載貨車的燃油經濟性進行了模擬分析，分析空氣阻力系數、滾動阻力系數的變化對燃油經濟性的影響，以及利用基于有機朗肯循環的余熱回收技術和混合動力技術對燃油經濟性的影響。

建立了重型載貨車的仿真模型，整體結構包含混合動力組件和余熱回收系統。余熱回收系統采用了機械余熱回收系統和電氣余熱回收系統兩種，并假設當發動機功率超過100kW或達到峰值功率時，余熱回收系統才被激活并開始工作。由于余熱回收系統所捕獲的能量與電機功率大小和電池尺寸有關，因而選取了100、200、300、400kW 4種不同功率的電機。

模擬時，由于目前還沒有針對重型載貨車設計的標準循環工況，給出了兩種不同的循環工況：第1種循環工況幾乎沒有起動和制動的行駛狀態，巡航速度不變；第2種循環工況有明顯的制動加速過程，且以兩個巡航速度行駛。模擬巡航速度為65km/h，行駛時間約1500h。通過改變空氣阻力系數和滾動阻力系數，以及配備不同的余熱回收系統和電機進行模擬，仿真結果如下。①與滾動阻力系數相比，空氣阻力系數的變化對燃油經濟性的影響更大。隨著空氣阻力系數的降低，余熱回收系統的優勢也在降低，這是由于空氣阻力系數降低使重型載貨車行駛所需要的功率也降低，因而產生的余熱較少，使回收的能量也較少。②選擇300kW和400kW的電機對余熱回收系統的影響沒有太大變化。電機功率大小會影響余熱回收系統的能量回收，但功率超過一定數值時，其對余熱回收系統的影響將不再變化。③電氣余熱回收系統對余熱回收的效果比機械余熱回收系統好。④若在重型載貨車上采用混合動力驅動系統和電氣余熱回收系統，與普通的重型載貨車相比每年約節約3182～5455L的燃油，約節約了10%燃料消耗。

Harsh Vinjamoor et al. SAE 2014-01-1808.

編譯：王祥