基于能量分解分析方法提高動力總成效率的研究

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基于能量分解分析方法提高動力總成效率的研究

車輛傳動系統可被看作一個能量轉換鏈，鏈內每個元件的最大特征即是其效率。對于傳統的動力總成，由于其能量控制不是最優且存在能量耗散，因此其能量傳輸效率很低。如果能辨識出系統能量分解，即區分每個動力總成部件的能量損失，則將會實現能源節約，顯著提高整個系統效率。在這種情況下，針對每個部件能量損失的預防措施才能獲得應用。

基于上述觀點介紹了柴油商用車動力總成的仿真研究。此項研究的目的是區分不同工況下系統內所涉及的能量流，并提出相應的技術解決方案，旨在減少燃料的消耗。采用Matlab/Simulink仿真模擬器（VECTRA）再現了車輛整個動力總成。基于能量分解分析方法，研究了動力總成能量流的辨識，從仿真的角度評估了一系列與動力總成控制邏輯相關的燃料節約措施，而這些措施則可減小發動機能量損失、在減速和制動工況中增加逆向功率的回收以及消除無用熱機循環等。此外，還研究了一些特定案例，如修正傳統的動力總成，引入新的架構實現一些常規功能（智能變速器+超速傳動）；靜態停車和起動；滑行控制；滑行狀態下的動態停車和起動；基于能量回收的電池充電。

在真實環境（市區、市郊和高速公路）下進行了測試。測試的結果顯示，相較于傳統的動力總成，新的技術方案可使燃油消耗（市區、市郊和高速公路上燃油消耗的平均值）降低23%，減少了CO2的排放量。

給出的動力總成控制器主要有以下特點：①電子技術與智能控制相結合；②避免了在正向熱機循環中發電，傳統混合動力車輛動力總成效率降低的一個顯著特征就是在正熱機循環中發電；③采用了輕量化的硬件。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2014年第121卷

作者：Lorenzo Damiani et al

編譯：張振偉