中圖分類號：U462.3 收稿日期：2025-03-04 DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.06.020

Abstract：Toaddressglobalenvironmentalrequirementsandthenationaldual-carbonstrategy，aDHThybrid18tcompactiongar bagetruckhasbendeveloped.FortheDHhybridpowersystemmatchedwiththe18tcompactiongarbagetruck，theapplicationsce nariosofthecompactiongarbagetruckwerefirstanalyzed，includingthemainusesandworkingconditioncharacteristicsoftheveicle.Basedontheoverallvehicleparametersandpowersystemrequirementsofthetraditionalfuelversionofthe18tcompactingarbagetruck，theDHThybridpowersystemwasselected.Initiall，thepowerdemandforthevehicle'sdrivingconditionswasdetermined，ndthentheDHThybridsystemwasselectedaccordingtotheaboveparameters.Throughsimulationanalysesofpowerperfor manceandeconomiceficiencyforboththetraditionalfuelvehicleandtheDHThybridvehicle，itwasconcludedthatbothtypesofvehiclesmetheoverallpowerrequirementsIntermsofpowerperformance，theDHThybridvehicledemonstratesstrongerinstantaneous power comparedtothetraditionalfuelvehicle.Specifically，the maximumspeedof theDHThybrid vehicle is 7.04% higher than thatofthe traditionalfuel vehicle.The maximum climbingability，in terms of gradient at the same speed，is 21.2% higher for theDHT hybridvehicleompaedtottraditioalfuelhicleeustaidlibingbilityointesofdietatthespds34. 8% higherfortheDHThybridvehiclecomparedtothetraditionalfuelvehicle.Intermsofeconomiceficiency，theDHThybridvehicle achievesa fuel-savingrate of over 25% compared to the traditional fuel vehicle under the target operating scenario.The DHT hybrid vehiclemetsemissionreductionrequirementsandalignswiththenationaldual-carbonstrategy.IteasilysatisfiesNationalVIision standardsandthenationalfourth-stagefuelconsumptionlimits，andiswell-preparedtomeetenextstageofemissionstandards.

Key words：DHThybrid power;18 tcompaction garbage truck;Economic efficiency;Power performance

1前言

在全球氣候變暖、能源危機、環(huán)境保護和“碳達峰”的背景下，隨著燃油限值、節(jié)能減排政策的不斷加嚴[1]，整車廠和動力系統(tǒng)供應(yīng)商對新能源重型商用車的應(yīng)用場景、動力系統(tǒng)選配、成本費用等方面的探索逐漸加速。重型商用車是目前我國道路交通中柴油消耗的主體，其以 15% 左右的保有量，卻消耗了超過一半的汽柴油量[2]。電動重卡在續(xù)航里程、價格高位、二手車保值率等方面也與燃油重卡存在差距[3]。而混動重卡在這方面很好地解決了純電重卡的短板，純電技術(shù)和混合動力技術(shù)成為實現(xiàn)車輛高效、低碳和節(jié)能的關(guān)鍵措施。增程式混合動力技術(shù)，通過調(diào)整柴油機的實際運行工況，保證柴油機運行在它的高效點，能耗相對更低，這是增程式混合動力技術(shù)可以節(jié)能的根本原因。此外，混合動力系統(tǒng)能實現(xiàn)車輛的動能回收，混合動力系統(tǒng)的電機助力也可以提升車輛的加速響應(yīng)。為最大實現(xiàn)最優(yōu)化運行策略，需要測試各模式下系統(tǒng)效率，以制定扭矩分配策略，實現(xiàn)最低油耗4。壓縮式垃圾車的運行場景，行走工況載重大、啟動頻繁、怠速時間長、扭矩需求大，將會使混合動力系統(tǒng)的經(jīng)濟性優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)。

218t壓縮式垃圾車場景分析

18t壓縮式垃圾車主要用途、工況特點： 用途：市政環(huán)衛(wèi)，垃圾收集清運。

動力特點：變速箱取力供上裝液壓系統(tǒng)工作。

行駛車速：常用車速低于 60km/h 。

日均行駛里程：日均行駛 100～200km 。

行駛特征：市區(qū) + 城郊道路工況。

上裝動力來源：發(fā)動機-變速箱 -取力器 -液壓泵。

工作模式：填裝器打開，進行垃圾填裝。裝滿后刮板張開，滑板下行，將垃圾壓縮并推向車廂內(nèi)部，反復(fù)蠕動壓縮，使松散的垃圾變得緊實，密度增加，體積減小，并均勻分布在車廂內(nèi)，增大載質(zhì)量。卸料時，填裝器打開，前部的推板直接把垃圾推出車廂，實現(xiàn)垃圾傾倒。

壓縮式垃圾車作為我國常見、數(shù)量較大且使用頻率較高的生活垃圾收轉(zhuǎn)運車，如今已處于一個瓶頸階段，國內(nèi)各生產(chǎn)廠家的同類產(chǎn)品已嚴重同質(zhì)化[5]?；靹訅嚎s式垃圾車可以打破這一困境。

3整車參數(shù)及動力設(shè)計要求參數(shù)的確定

3.1整車參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)有的傳統(tǒng)純柴油車參數(shù)來進行DHT混合動力系統(tǒng)匹配的參考和對比，并根據(jù)這些參數(shù)計算出各行駛工況下的功率需求，整車參數(shù)如表1所示，發(fā)動機參數(shù)如表2所示。

市場主流18t壓縮垃圾車的發(fā)動機以4＼～6L機為主，發(fā)動機馬力在240馬力左右。

3.2動力設(shè)計要求參數(shù)的確定

整車動力性主要可由三方面的指標來評定，即最高車速、加速時間、最大爬坡度6，根據(jù)18t壓縮式垃圾車整車場景特點和使用工況確定整車的動力設(shè)計要求參數(shù)，如表3所示。

以上動力性參數(shù)，按照 18t 壓縮式垃圾車使用場景情況，車輛在城市道路上行駛時，最高車速 90km/h 能夠滿足從垃圾站到垃圾場或者垃圾發(fā)電站的遠程路途的運輸，同時在遇到緩坡時， 8% 的持續(xù)爬坡能力也足夠使用。如果車輛在路況較差的情況，如垃圾運往填埋場等場景， 20% 的最大爬坡能力使其能夠應(yīng)對一些極端的陡坡環(huán)境。

3.3整車行走工況功率需求確定

根據(jù)汽車理論動力傳遞路徑基礎(chǔ)知識及相關(guān)公式，結(jié)合實際整車參數(shù)，計算出整車動力性指標下動力系統(tǒng)所需要的功率需求（表4），從而提供動力系統(tǒng)選型依據(jù)。

3.4DHT系統(tǒng)選型確定

根據(jù)整車功率需求進行DHT混動系統(tǒng)選型，發(fā)動機選型要小于傳統(tǒng)發(fā)動機，傳統(tǒng)發(fā)動機為 6.23L 排量，功率 180kW ，而DHT混動系統(tǒng)的發(fā)動機選擇 4.3L 排量 Ω，162kW 功率的發(fā)動機即可，具體參數(shù)如表5所示。

DHT混動系統(tǒng)中選擇兩個相同參數(shù)的電機，即電機E1和電機E2，兩個電機具體參數(shù)如表6所示。

動力系統(tǒng)總功率已經(jīng)達到 392kW 以上（發(fā)動機功率 ⁺ 雙電機額定功率），從功率上來看，動力性遠超傳統(tǒng)柴油發(fā)動機車型。

DHT混動壓縮式垃圾車的整體動力傳動框架如圖1所示。

4動力性分析

4.1DHT系統(tǒng)工作原理

低車速段（ ：常使用EV模式起步，雙電機提供動力；在電池SOC較低時，則使用CVT模式起步，發(fā)動機及E2電機共同提供動力，E1電機進行發(fā)電。

中車速段（ 30～60km/hΩ ：常使用CVT模式行駛，發(fā)動機及E2電機共同提供動力，E1電機隨時調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速并進行發(fā)電，發(fā)動機可工作在最優(yōu)經(jīng)濟區(qū)；在電池SOC較高時，該車速段仍使用EV模式行駛。

高車速段（ （60～90km/h） ：常使用OD模式維持勻速行駛，發(fā)動機單獨提供動力；在電池SOC較低時，則使用CVT模式維持勻速行駛，由發(fā)動機單獨提供動力，E1電機進行發(fā)電。

滑行過程一般維持CVT模式或OD模式，發(fā)動機不輸出動力，E2電機進行少量能量回收，如圖2所示。

高速段車速 c中速段 CVT/OD模式 cv中/速D模式低速段 ③發(fā)動機直接驅(qū) 低速段EV模式 2 動驅(qū)動+E1電機 ④ EV模式發(fā)動機+ 發(fā)電 滑行能！電機 E2電機驅(qū)動 量回收 制動能量soc 行駛里程驅(qū)動 1 1 1回收小

剎車過程一般使用EV模式，E1電機及E2電機共同進行能量回收。

4.2DHT系統(tǒng)動力性計算

整車滿載最大質(zhì)量 22t ，對傳統(tǒng)純?nèi)加蛙囆团cDHT混合動力系統(tǒng)車型進行動力性分析對比，如圖3所示。

傳統(tǒng)車最大爬坡度 31.25%@8km/h ，最高車速93.8km/h ，持續(xù)爬坡度 9.89%@25km/h 。

DHT混動車型最大爬坡度 37.88%@8km/h ，最高車速 100.4km/h ，持續(xù)爬坡度2 5" k m / h" 。

綜上所述，傳統(tǒng)柴油車型和DHT混動車型均滿足動力需求，其中DHT混動車型動力性比傳統(tǒng)燃油車型更強勁。

5經(jīng)濟性分析

5.1路譜分析

18t 壓縮式垃圾車路譜采用從正在運營的實車上采集的路譜，市區(qū)垃圾收集及運往郊區(qū)垃圾場，日均往返行駛2趟，單趟 53.3km ，傳統(tǒng)車配置6L發(fā)動機，百公里油耗 38.44L/100km 。路譜情況為最高車速84.14km/h ，平均車速 15.937km/h ，怠速占比 15.88% ，如圖4所示。

傳統(tǒng)柴油車型運營的發(fā)動機平均功率及油耗占比具體情況如表7所示。

5.2經(jīng)濟性計算

根據(jù)整車需求參數(shù)和路譜，使用CRUISE仿真分析軟件對18t壓縮式垃圾車經(jīng)濟性進行仿真，分別對傳統(tǒng)燃油車型和DHT混合動力系統(tǒng)車型進行經(jīng)濟性對比分析。

整車垃圾收集運往垃圾場超載22t，返程空載 11t 傳統(tǒng)車型配置 6.23L 發(fā)動機，DHT混動車型配置 4.3L 發(fā)電機 +115/157kW 雙電機雙行星排系統(tǒng)，上裝作業(yè)功率 18.52kW ，附件功率 3kW 。

傳統(tǒng)車型：整個循環(huán)運行 106.92km ，耗油 48.36L 百公里油耗 45.23L/100km 。

DHT混動車型：整個循環(huán)運行 106.81km ，油耗36.05L ，放電 0.00kW?h ，綜合百公里油耗 33.75LI 100km ，對比傳統(tǒng)車節(jié)油率 25.38% 。

5.3節(jié)油率貢獻情況分析

經(jīng)過分析，整個車輛在行駛和作業(yè)過程中的節(jié)油情況如表8所示，其中優(yōu)于混動系統(tǒng)對行駛工況優(yōu)化的節(jié)油率最高，達到 14.64% ；駐車怠速節(jié)油率為 3.88% ；能量回收節(jié)油率 6.87% 。

6匹配DHT混動系統(tǒng)后場景提升分析

DHT混合動力車型最高車速相對傳統(tǒng)純油車提升7.04% ；最大爬坡能力相對傳統(tǒng)純油車型同車速下爬坡度提升 21.2% ；持續(xù)爬坡能力相對于傳統(tǒng)燃油車型同車速下爬坡度提升 34.8% 。

DHT混合動力車型在目標場景下，相對于傳統(tǒng)燃油車型節(jié)油率在 25% 以上。

DHT混合動力車型滿足減排要求，不依賴充電樁，無需增加充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)即可實現(xiàn)續(xù)航無憂，而且符合國家雙碳戰(zhàn)略，輕松滿足國六排放要求，輕松滿足國標第四階段油耗限值，容易滿足下一階段排放標準。

7結(jié)語

經(jīng)過對DHT混合動力18t壓縮式垃圾車使用場景的分析和討論，確定了DHT混合動力系統(tǒng)技術(shù)路線的選型，經(jīng)過對DHT混合動力車型和傳統(tǒng)燃油車型動力性和經(jīng)濟性的分析對比，得出以下結(jié)論：

a.傳統(tǒng)燃油車型、DHT混合動力車型均滿足整車動力性要求。b.DHT混合動力車型的最高車速、加速時間、最大爬坡度均優(yōu)于傳統(tǒng)燃油車型。c.DHT混合動力車型的經(jīng)濟性比傳統(tǒng)燃油車型好，更加節(jié)油。

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作者簡介：

萬子圣，男，1986年生，工程師，研究方向為新能源動力系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)。