基于熱電發(fā)電機系統(tǒng)的混合電動重型車的能量恢復評估

傳統(tǒng)內燃機的效率在30%-40%的范圍內，剩余能量的很大一部分作為廢熱消散，其中一些可以使用熱電發(fā)電機回收以減少燃料消耗和二氧化碳排放。目前的研究只評估了在規(guī)定的駕駛循環(huán)中對于混合動力電動車輛使用熱電發(fā)電機的好處，未對混合動力電動客車進行評估，本文主要進行這項研究,SOC平衡的分析方法見文中Fig.4。首先，對城市駕駛循環(huán)上混合動力電動客車進行建模，提取諸如扭矩和速度之類的發(fā)動機運行參數作為發(fā)動機仿真模型的輸入。然后使用MATLAB/Simulink軟件對虛擬熱電發(fā)電機進行建模，根據發(fā)動機仿真模型的輸入來評估可以恢復的能量值。

Fig.4.Methodology of ensuring SOC Balancein theanalysis

本文分別使用不同的熱電材料進行仿真試驗，即硅鍺和方鈷礦，這兩種材料在車輛中使用時均可節(jié)省大量燃料。研究結果表明，基于方鈷礦的熱電發(fā)電機系統(tǒng)的平均熱效率約為6.99%，燃料經濟性為38.33L/100km，節(jié)省7.2%的燃料，CO2排放量相應減少7.58%；基于硅鍺的熱電發(fā)電機系統(tǒng)的平均熱效率約為5%，燃油經濟性為38.6L/100km，節(jié)省6.5%的燃料，CO2排放量相應減少6.82%。還觀察到熱電發(fā)電機系統(tǒng)的額外重量對燃料消耗的影響可以忽略不計。此外，使用更加優(yōu)異的熱電材料或優(yōu)化TEG系統(tǒng)內的傳熱過程，回收的能量和由此產生的燃料節(jié)約將進一步增強。