基于最佳碳排放与油耗最优化的行驶车速区间研究

在碳排放实验的基础上,文章研究了CO2排放比例与行车速度之间的关系,并提出最佳碳排放行驶车速区间这一概念。文章结合前人提出的油耗与车速模型,建立了高速公路最优车速区间的计算模型,车辆在此区间上行驶时,油耗低并且燃油充分,即CO2排放比例高。利用面积法确定了最优行驶车速区间的计算方法,求得了这一车速区间,从而达到经济效益与社会环境效益的最大化,同时也能够为高速公路的运营管理提供理论支撑。     

燃油经济模式的蓄电池电压控制系统研究

铅酸蓄电池通过化学能和电能的转换,能够为车辆储存电能和释放电能。如果蓄电池电量充足,在进入燃油经济模式后,可以通过控制蓄电池工作电压,使其放电为用电器供电,减少燃油消耗。本文在分析蓄电池工作原理和燃油经济模式特点的基础上,研究了基于反馈控制的蓄电池电压控制系统,设计了最优充电电压控制算法,并通过车辆在燃油经济模式的试验进行验证,进而优化参数设计,使系统和算法更加合理和稳健。     

Hydrogen refueling station networks for heavy-duty vehicles in future power systems

A potential solution to reduce greenhouse gas (GHG) emissions in the transport sector is to use alternatively fueled vehicles (AFV). Heavy-duty vehicles (HDV) emit a large share of GHG emissions in the transport sector and are therefore the subject of growing attention from global regulators. Fuel cell and green hydrogen technologies are a promising option to decarbonize HDVs, as their fast refueling and long vehicle ranges are consistent with current logistic operational requirements. Moreover, the application of green hydrogen in transport could enable more effective integration of renewable energies (RE) across different energy sectors. This paper explores the interplay between HDV Hydrogen Refueling Stations (HRS) that produce hydrogen locally and the power system by combining an infrastructure location planning model and an electricity system optimization model that takes grid expansion options into account. Two scenarios – one sizing refueling stations to support the power system and one sizing them independently of it – are assessed regarding their impacts on the total annual electricity system costs, regional RE integration and the levelized cost of hydrogen (LCOH). The impacts are calculated based on locational marginal pricing for 2050. Depending on the integration scenario, we find average LCOH of between 4.83 euro/kg and 5.36 euro/kg, for which nodal electricity prices are the main determining factor as well as a strong difference in LCOH between north and south Germany. Adding HDV-HRS incurs power transmission expansion as well as higher power supply costs as the total power demand increases. From a system perspective, investing in HDV-HRS in symbiosis with the power system rather than independently promises cost savings of around seven billion euros per annum. We therefore conclude that the co-optimization of multiple energy sectors is important for investment planning and has the potential to exploit synergies.     

不同喷射策略下CRDI柴油机燃用柴油-桐油-乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

在1台共轨直喷(CRDI)柴油机上开展了不同喷射策略下桐油、乙醇与柴油混合燃料的燃烧和排放特性研究。试验结果表明:与0号柴油相比,混合燃料的着火延迟期稍长,缸内压力峰值和放热率较高,但燃烧持续期稍短;随着桐油和乙醇体积分数的增加,有效热效率(BTE)也随之增大。在低负荷时,混合燃料的CO和HC排放较高,且随着桐油和乙醇所占体积分数的增大而增加;混合燃料的NO_x排放在低负荷时较低,在高负荷时略高;在高负荷时,混合燃料的炭烟排放大大减少。总体而言,混合燃料中乙醇对发动机性能的影响比桐油大。     

基于不同燃料下隧道火灾模型试验火源热释放速率研究

为得到不同燃料油池面积与热释放速率的数学关系式，针对国内外33起隧道火灾模型试验的火源种类、油池面积、热释放速率等数据进行系统分析，对比不同油池面积下不同火源燃料的热释放速率，以及不同醇类、烷烃和化石燃料的热释放速率，并进行小尺寸火灾试验，对90#汽油拟合的数学关系式进行验证。结果表明： 1）国内隧道火灾模型试验的火源中化石燃料约占56%，醇类燃料约占31%，国外隧道火灾模型试验的火源中烷烃和化石燃料各占29%； 2）油池面积越大，燃料燃烧速率、质量损失率及热释放速率越大，得到不同燃料的热释放速率和油池面积的线性关系计算公式及误差公式； 3）相同油池面积下燃料热释放速率由大到小依次为0#柴油、正庚烷、90#汽油、99%酒精、甲醇，油池面积越大，五者之间的差异越明显。     

基于热管理的甲醇燃料电池增程器布置分析

由于纯电动汽车动力蓄电池储能有限,所以,燃料电池以高效率、无污染、高可靠性的特点成为电动汽车增程器的研究热点。文章以市场上某款纯电动汽车为研究对象,将甲醇燃料电池增程器布置在车辆前舱内,对不同车速下燃料电池增程器三维模型的温度场分布进行仿真。仿真结果表明:车辆静止时,甲醇燃料电池以额定功率工作会影响前舱部件正常工作,当车辆以超过30 km/h的速度行驶,可以忽略燃料电池增程器对前舱部件的影响。试验结果验证了仿真结果的准确性,对于实车燃料电池增程器的布置和控制策略的制定具有一定的参考价值。     

大型货运车辆生态驾驶及节油潜力评估

改善驾驶行为、推广生态驾驶是未来降低机动车辆燃油消耗和污染排放的重要潜在方式.分析由车辆远程在线监控技术(OBD)获取的199辆大型货车在观测的4 d内的位置、速度、油耗等微观运行状态的逐秒数据，提出判定急加速、过急加速、急减速、过急减速和超长怠速等5种不良驾驶行为的统计方法，并建立面板数据固定效应回归模型分析5种不良驾驶行为对大型货车油耗的影响，进而定量评估改善不良驾驶行为的节油潜力.研究结果表明，超长怠速和过急减速行为会显著增加大型货车的油耗，减少超长怠速时间和过急减速行为的节油潜力分别可达2.6%和3.8%.     

燃油添加剂对汽车排放性能影响分析研究

国内对于燃油添加剂效果的分析研究较少,文章为了探讨某型燃油添加剂对在用车排放和性能的影响,依据GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法》,针对不同行驶里程的汽车,选用双怠速法检测汽车使用某型号燃油添加剂前后的排放变化,并对油耗和动力性进行简单测评。结果表明,使用燃油添加剂和选择合适标号燃油能有效降低汽车污染物排放及油耗,对车辆使用节能减排具有较为重要意义。     

甲醇—柴油混合燃料在共轨发动机上的燃烧和排放特性研究

在1台电控高压共轨增压发动机上,不改变原机结构,采用甲醇—柴油混合燃烧的方式,进行燃烧排放特性分析。结果表明:在相同转速下,发动机的当量燃油消耗率随负荷的增加而降低;随着甲醇含量增加,发动机的最高燃烧压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度都逐渐升高;中低负荷时,发动机的CO和HC排放随着负荷的升高而减小,燃用混合燃料时较燃用柴油略有升高,且甲醇含量越高升高越多;燃用混合燃料时发动机的NO_x和炭烟排放较燃用柴油时有所降低,且随着负荷的升高而增大。     

汽油机燃用2,5-二甲基呋喃的试验研究

分析比较了2,5-二甲基呋喃(DMF)与商用汽油的理化性能,研究结果表明,DMF的一些理化性能与汽油很接近。在1台单缸四行程汽油机上对DMF、汽油—DMF混合燃料以及汽油进行了试验研究,结果表明:在不改变汽油机点火提前角特性和供油系统规律的试验条件下,燃用DMF的动力性稍差于汽油,最大功率下降了10.5%,最大扭矩下降了2.3%;燃用DMF的燃油消耗率稍高于汽油,平均上升了18.6%;燃用DMF的HC和CO排放远远低于汽油,分别比汽油平均下降了31.9%和95.5%,但NOx和CO2排放则明显增加,分别比汽油平均上升了97.1%和28.1%;燃用DMF10和DMF30混合燃料的动力性能以及排放特性一般都是介于DMF和汽油之间。