基于NEDC和WLTC工况循环的混合动力汽车排放特性研究

以一辆先进混合动力国Ⅴ汽油车为试验对象,研究混合动力汽车在NEDC循环与WLTC循环工况下的排放特性,以及混合动力汽车在各速度区间及各加速度区间下的排放差异.研究结果表明:WLTC循环使混合动力汽车CO和PN排放因子增大,HC和NOx排放因子降低;混合动力汽车在发动机冷启动阶段CO、HC和NOx的排放污染均较为严重,应...     

国Ⅳ柴油公交车在实际道路上的排放特征

应用车载式尾气排放测试设备对北京国Ⅳ排放标准的柴油公交车在实际道路上的尾气排放特征进行实测研究,测试时间为10 645 s,行驶里程达51.3 km,共获得10 645组有效数据,测试数据能反映车辆在实际道路上的排放特征.车辆在实际道路上尾气排放NOx、CO、总碳氢化合物(total carbureted hydrogen,THC)和颗粒物(particulate matter,PM)的排放因子分别为(11.02±1.46)、(1.44±0.12)、(0.038±0.01)和(0.053±0.03)g/km.车辆的油耗、排放状况与车辆的行驶状态等因素有密切关系:车速越快,加速度越大,油耗速率越高;NOx排放随工况点分布与油耗速率的分布趋势基本相似;CO排放速率在低速和减速工况下较低,车速超过30 km/h及加速区域排放升高;THC高排放主要集中在车速低于30 km/h的加速区域。     

深圳市乘用车道路行驶工况构建

选取深圳市代表性测试路线,采用平均车流法,对测试车辆车载GPS连续20 d、每天3个采样时间段进行数据采集,累计行驶里程达6 022 km.用短行程分析法构建深圳市城区乘用车行驶工况.结果显示,深圳市城区乘用车平均车速为28.63 km/h,匀速工况占时间比例为24.4%,加速和减速工况所占时间两者之和为52.9%,与国内其他城市相比,表现出较好的车辆排放工况.与欧美日标准工况相比,深圳市的平均车速比欧洲NEDC、美国FTP75、日本Japan15标准工况分别低14.8%、16.3%和15.5%,在加速、减速和各工况所占时间比例等其他参数上也有较大的差距.     

基于扩展卡尔曼滤波的汽车行驶状态估计

在车辆行驶中,某些状态参量的准确获取对线控转向系统有着重要的作用,但状态参量测量成本高或难准确测量.因此,针对汽车线控转向系统,为了以较低成本获取准确的车辆运动状态,先建立一个三自由度的非线性车辆模型,搭建多传感器网络(转角传感器、加速度计)采集车辆行驶状态;应用扩展卡尔曼滤波理论建立信息融合算法,通过易测的车辆状态信息(转向盘转角、纵向加速度、侧向加速度)融合得出所需的难测车辆状态(横摆角速度、纵向车速);最后搭建仿真平台在双移线工况和角正弦工况下进行仿真验证,并且与无迹卡尔曼滤波算法估计结果进行对比.结果表明,该估计算法能够准确的估计出车辆行驶过程中的状态参数.     

冷热机NEDC循环工况的整车燃油经济性试验研究

选择两辆试验车在转鼓台架上分别进行热机和冷机NEDC循环工况,测试其油耗数据,发现热机循环燃油经济性明显好于冷机循环.为了分析上述现象,在汽车上布置传感器,采集车辆在冷、热机NEDC循环工况中的冷却液温度、机油温度、发电机电流、用电器耗电等参数变化情况.试验结果表明,热机循环下有较高的冷却液温度、机油温度和较低的机油压力,并且转速波动较小,发电机耗电量也较小,热机循环下机械效率效率高于冷机,可以获得好的经济性.     

在用机动车基于台架试验CO2排放因子研究

本研究选取14辆中国目前常用的在用轻型和重型机动车,利用底盘测功机,分别在WLTC (世界轻型车测试程序)和C-WTVC(中国重型商用车辆瞬态循环)工况的冷启动程序下,测试CO₂排放因子,同时研究了相应的油耗,并比较不同的影响因素.结果表明：机动车CO₂排放因子受到排量、冷热启动、燃料和驾驶路段的影响;机动车在城市路段冷启动条件下油耗最高,导致CO₂排放因子更高,比全工况冷启动和城市路段热启动条件下分别高出了26.6%～199.7%和8.3%～35.5%;高排量重型柴油货车在市区油耗更高,导致CO₂排放因子大幅增加,因此禁止大排量重型柴油货车进入市区能有效控制CO₂排放;使用液化石油气替代燃油会降低机动车CO₂的排放,液化石油气公交车和出租车在城市路段的CO₂排放分别降低37.2%和12.1%,而高速路段则分别降低51.8%和20.3%;当前更为符合道路实际的WLTC工况依旧会对中国实际道路轻型机动车CO₂排放因...     

基于AVL Cruise某纯电动MPV经济性优化设计

为缩短对某款纯电动多用途汽车(MPV)整车研发周期,提出了一种基于AVL Cruise的经济性优化设计．首先根据整车设计参数,对MPV驱动电机、动力电池、传动系统等参数进行了匹配．然后基于AVL Cruise软件搭建整车仿真模型,对模型进行动力性和经济性分析,仿真结果验证纯电动MPV满足动力经济性指标,验证了动力性和经济性分析方法的合理性．最后为了提高车辆的经济性,对MPV的减速比进行了优化,目标函数为车辆在新欧洲驾驶循环(NEDC)工况下百公里的电耗．仿真结果表明,优化前后,NEDC工况下百公里电耗降低2.4%,全球统一轻型车辆测试程序(WLTP)工况下百公里电耗降低2.5%.     

乘客载重量对柴油公交车尾气排放影响分析

基于车载尾气排放测试系统(PEMS)数据,分析柴油公交车在实际运行状态下,载重量变化对排放的影响.探究忽略乘客载重量变化是否会影响比功率(VSP)计算及进行分组.乘客数量可由车载排放测试实验记录得出,根据年龄及性别将公交车乘客分为6组.乘客载重量可以由每组乘客载重量计算系数估算相加得出.研究结果表明,在不同的速度及加速度区间,乘客载重量变化对CO2、CO、NOx、HC 4种排放物的瞬时排放率会产生不同程度的影响.对基于距离的排放因子而言,在平均速度较高的行驶区间内,乘客载重量的变化不影响4种污染物排放因子;随着乘客载重量的增加,人均排放因子逐渐减小.在低速及中速排放估算模拟中可以适当忽略公交车载重量变化对排放带来的影响,但在高速的排放估算模拟中,忽略载重量的变化会带来很大的误差,就实验测试车辆而言,计算误差最大可以达到49%.     

用发动机台架试验研究轻型车排放

研究了用发动机稳态台架模拟试验评价轻型车整车排放性能的可行性。以南京依维柯A30 1 0轻型面包车为例进行了汽车动力性模拟计算 ,得出了可用发动机台架稳态 1 2工况排放试验代替整车市区 1 5工况加市郊 1 3工况测试循环。实验证明怠速工况和中低速、中低负荷工况的加权系数达 0 9以上 ,是轻型车发动机排放控制的重点工况。     

实际道路工况下“油改气”双燃料出租车的排放特征

为研究和评估传统汽油出租车开展“油改气”对排放的影响,在唐山市选择2辆典型的国Ⅳ和国Ⅴ阶段“油改气”双燃料出租车作为测试车辆,利用车载排放测试系统(PEMS)SEMTECH-DS和ELPI开展实际道路气态污染物(CO、CO₂、NO_x)和颗粒物数量(PN)排放测试,研究分析“油改气”双燃料出租车在不同道路类型和速度工况下污染物排放特征及差异。结果表明：相比汽油燃料,以天然气为燃料时2辆测试车辆CO、CO₂和PN综合排放因子分别降低31.0%～88.6%、19.8%～23.8%和79.3%～85.7%,而NO_x综合平均排放因子分别提高4.4和1.7倍。其中CO₂、PN以及国Ⅳ测试车辆CO在不同道路类型/速度区间的排放因子均明显降低,而国Ⅴ测试车辆CO除在市区道路/低速区间(车速<50 km/h)排放因子降低外,在郊区和车速>50 km/h中高速度区间内却相对升高。“油改气”双燃料有效降低各粒径段PN排放,在粒径9 nm处PN峰值浓度下降了79.7%～82.5%。在两种燃...     

道路营运新能源汽车减碳测算

测算车辆运行碳排放,包括燃料消耗直接碳排放与电能利用间接碳排放。基于质量平衡法得出各种燃料的碳排放系数,基于火力发电煤耗量提出纯电动汽车间接CO₂排放计算方法。采集车辆运营数据与能耗数据,计算出各运输类型与各能源类型车辆CO₂年度排放量,得出电动车辆替代传统燃料车辆后的CO₂减排率。发现除大型柴油公交及中短途城际运输车辆外,电动汽车均有明显减碳效果,小型城市配送车辆减碳率最高,达48.62%。预测火电占比降低及火力发电煤耗量降低后电动汽车的碳减排量,相对于2016年,2020年将再减碳7.07%。     

车用催化剂的台架快速老化研究

基于车用催化剂的老化机理,建立车用催化剂综合性能试验台架,对催化剂进行160 h的快速老化,比较其老化前后的性能,分析催化剂台架快速老化和实车道路老化的工况法排放结果及相关性.试验结果表明：催化剂经160 h的台架快速老化后,对CO、THC、NO_x的起燃温度分别上升了38.5%、28.4%和37.3%;装有160 h台架快速老化后的催化剂相比于装有160 000 km实车老化后的催化剂的整车工况法排放,其THC、CO、NO_x和NMHC的排放结果分别增加了8.6%、11.3%、3.8%和13.7%.     

Investigation and Simulation of CNG Bus Emissions Based on Real-World Emission Measurement

The regulated gaseous emissions from 2 China-V compressed natural gas (CNG) buses and 2 China-V diesel buses were investigated using a portable emissions measurement system (PEMS) under real road driving conditions. Compared to diesel buses, CNG buses emit less NOx pollutants, but more HC and CO pollutants based on the test results obtained in this paper. In order to evaluate the pollutant emission status of CNG buses in Beijing, an instantaneous emission model as a function of vehicle speed and vehicle specific power (VSP) was developed and validated based on emission data taken from one CNG bus. The input of the instantaneous emission model consists of driving cycle, vehicle parameters, road conditions, ambient conditions and accessory use, all of which were used to calculate the instantaneous vehicle specific power (VSP). For the core model, a group of pollutant emission maps represented as functions of vehicle speed and VSP were used to calculate the second by second emission rates. Finally, the instantaneous emission rates, emission factors and fuel consumption over the selected driving cycle could be obtained as the model outputs. The predicted results for the emissions and fuel consumption of the CNG bus were very close to the tested emission data. The prediction errors for emission factors and fuel consumption varied in the range of -1.62% to -5.8%.     

混合动力汽车动力总成试验台设计与开发

为开发混合动力汽车能量管理策略,基于模块化思想,设计开发单轴并联式混合动力汽车动力总成试验台。通过整车工况分析,合理选取动力部件参数,完成试验台动力总成搭建;基于整车传动系统,分析不同工作模式下的能量流,结合车辆行驶阻力公式,建立阻力模拟模块;基于整车控制器和动力单元控制器构建控制网络,控制网络通过CAN总线与各部件进行通讯。试验结果表明,实际车速能够较好地跟随目标车速,数据采集频率和误差符合设计要求,试验台能够实现整车工况模拟与瞬时工况测量。     

并联混合动力汽车改进双参数换挡规律设计

针对目前混合动力汽车换挡规律计算中机电转矩分配规则和实际运行工况相差较大的问题,以某并联插电式混合动力汽车(PHEV)为对象,以车速、油门开度和电池荷电状态(SOC)为控制参数制定机电转矩分配规则,在传统双参数换挡规律基础上,考虑双动力源协同和电池荷电状态的影响,提出改进双参数换挡规律计算原则和方法,分别以牵引力最大和系统综合效率最高为优化目标制定动力性、经济性换挡规律.基于AVL Cruise和Matlab/Simulink软件联合仿真平台,分别将改进的双参数换挡规律与初始换挡规律的动力性、经济性进行对比,改进后,0～100 km·h-1加速时间缩短5.9%,在NEDC、WLTC循环工况下电平衡油耗分别降低10.4%、7.5%.     

混合动力系统加速工况能量流控制策略

加速工况是车辆运行的非稳定工况,传统车辆在该工况下是为了保证足够的动力性而消耗大量燃油.通过对混合动力汽车加速工况的试验测试,研究混合动力系统能量流控制策略,分析混合动力汽车在加速工况下如何保障足够动力性而又能有效控制燃油消耗,达到既有足够动力又有效控制燃油消耗的目的.结果表明：混合动力汽车加速工况下发动机仍然能保持一个相对稳定的工作状态,而又不失动力性,很好地节约燃油,减少排放.     

基于4种节油技术的整车协同节油策略与量产应用研究

为达到整车油耗目标, 各种节油技术被应用, 但是如果没有合理的协同控制策略, 会导致各项技术之间以及各项技术与整车控制策略之间不能相互融合, 达不到预期的节油目标。为此本文首先讨论开关式水泵、电子节温器、起停技术、智能发电机与发动机控制之间相互耦合产生的影响, 然后提出协同控制策略。在一款SUV匹配2.0T汽油发动机车型上应用, 通过反复试验解耦出控制策略最优参数, 使4种节油技术集成应用后发挥最大节油效果, 试验结果表明该车采用整车协同节油策略NEDC测试循节油效果达到2%。随后对整车排放性能、驾驶性能和起步加速性能进行试验验证, 均满足设计指标要求。该方法不需要增加任何硬件与软件, 是一种移植性较强的节油技术, 可推广至其他车辆开发中采用。     

基于驾驶员需求转矩预测的模型预测控制能量管理

以并联式混合动力车辆为研究对象,基于驾驶员需求转矩预测,采用线性时变模型预测控制算法对对象车辆进行能量管理控制. 根据驾驶员前一段时间内的需求转矩,可以预测下一时段内驾驶员的需求转矩. 与指数函数预测方法相比,自回归模型在预测步长200步之内的预测准确度比指数函数高. 根据纵向动力学公式,可以由预测获得的需求转矩序列计算获得预测的车速序列;采用线性化处理的方法,将具有非线性特性的车辆模型转化成线性时变模型,采用线性时变模型预测控制算法进行求解;将基于驾驶员需求转矩预测的模型预测控制算法和基于规则的控制算法、工况已知的模型预测控制算法进行对比. 对比结果表明：基于驾驶员需求转矩预测的模型预测控制算法与基于规则的控制算法相比,在NEDC、UDDS和WLTC这3个标准工况下的燃油经济性均有所提高,但是与工况已知时的计算结果相比有提升的空间.