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基于能量分解分析方法提高動(dòng)力總成效率的研究

車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)可被看作一個(gè)能量轉(zhuǎn)換鏈，鏈內(nèi)每個(gè)元件的最大特征即是其效率。對(duì)于傳統(tǒng)的動(dòng)力總成，由于其能量控制不是最優(yōu)且存在能量耗散，因此其能量傳輸效率很低。如果能辨識(shí)出系統(tǒng)能量分解，即區(qū)分每個(gè)動(dòng)力總成部件的能量損失，則將會(huì)實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，顯著提高整個(gè)系統(tǒng)效率。在這種情況下，針對(duì)每個(gè)部件能量損失的預(yù)防措施才能獲得應(yīng)用。

基于上述觀點(diǎn)介紹了柴油商用車(chē)動(dòng)力總成的仿真研究。此項(xiàng)研究的目的是區(qū)分不同工況下系統(tǒng)內(nèi)所涉及的能量流，并提出相應(yīng)的技術(shù)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(xiàn)了車(chē)輛整個(gè)動(dòng)力總成?；谀芰糠纸夥治龇椒ǎ芯苛藙?dòng)力總成能量流的辨識(shí)，從仿真的角度評(píng)估了一系列與動(dòng)力總成控制邏輯相關(guān)的燃料節(jié)約措施，而這些措施則可減小發(fā)動(dòng)機(jī)能量損失、在減速和制動(dòng)工況中增加逆向功率的回收以及消除無(wú)用熱機(jī)循環(huán)等。此外，還研究了一些特定案例，如修正傳統(tǒng)的動(dòng)力總成，引入新的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)一些常規(guī)功能（智能變速器+超速傳動(dòng)）；靜態(tài)停車(chē)和起動(dòng)；滑行控制；滑行狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)停車(chē)和起動(dòng)；基于能量回收的電池充電。

在真實(shí)環(huán)境（市區(qū)、市郊和高速公路）下進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試的結(jié)果顯示，相較于傳統(tǒng)的動(dòng)力總成，新的技術(shù)方案可使燃油消耗（市區(qū)、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(dòng)力總成控制器主要有以下特點(diǎn)：①電子技術(shù)與智能控制相結(jié)合；②避免了在正向熱機(jī)循環(huán)中發(fā)電，傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)輛動(dòng)力總成效率降低的一個(gè)顯著特征就是在正熱機(jī)循環(huán)中發(fā)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