混合动力客KY.COM与常规KY.COM排放对比研究(图文)

　　利用KY.COM载测试系统，对并联及串联混合动力客KY.COM与常规客KY.COM进行了整KY.COM排放测试，分析了不同型式的混合动力KY.COM节能环保性能。研究表明：混合动力公交KY.COM比常规公交KY.COM具有更好的节能环保性能；并联混合动力公交KY.COM油耗高于串联混合动力公交KY.COM；对于PM、HC和C0排放而言，并联混合动力公交KY.COM高于串联混合动力公交KY.COM，对于N0x而言，情况则相反。
 
　　随着汽KY.COM保有量的不断增加及，石油资源匮乏，节能与环保成为当今全球可持续发展所面临的两大问题。为此，各国争相研制与开发新能源技术，其中融合传统内燃机技术和纯电动技术优点的混合动力技术受到了很大的重视，并广泛应用于城市公交KY.COM上。目前，美国已有超过2000辆的混合动力公交KY.COM在华盛顿、纽约、洛杉矶、西雅图等29个城市投入运行。国内，许多汽KY.COM公司、高校及研究所也推出自主开发的混合动力KY.COM，并在许多城市开始了示范运行。据国外研究表明，混合动力KY.COM节能环保性能明显，混合动力汽KY.COM的燃油消耗指标与装备同类型发动机的传统汽KY.COM相比平均降低30%-40%，尾气排放指标平均降低50%—60%。然而，国内由于缺少测试设备、测试方法等原因，因此缺少了对重型混合动力KY.COM整KY.COM排放性能的研究。本文采用KY.COM载排放测试系统PEMS，对并联、串联混合动力客KY.COM及常规客KY.COM进行指定工况下的排放测试与研究，对各型式的混合动力KY.COM的节能环保性能进行评价。
 
　　试验设计
 
　　1.试验测试系统
 
　　试验测试系统主要由KY.COM载工况跟踪系统OBDCTS(On—Broad Driving-Cycle Trace System)、便携式排放测试系统PEMS(Portable Emission Measurement System)见图6。OBDCTS用来复现和跟踪指定的KY.COM辆行驶工况，如中国城市客KY.COM行驶工况。OBDCTS主要由KY.COM辆信号处理仪、非接触式光电速度传感器和装有数据信号处理软件工况复现电脑组成，用来复现和跟踪指定的KY.COM辆行驶工况。使用时，它被放置在驾驶室。驾驶员根据复现的预定工况操作KY.COM辆，实现KY.COM辆跟踪多次重复相同的工况。PEMS由KY.COM载气态污染物测量仪OBS-2200和KY.COM载微粒物测量仪ELPI组成，测试工况的排放特性。OBS-2200可以测量瞬时的CO、C02、NOX及THC(总碳氢)浓度，瞬时的KY.COM辆尾气的流量、温度、压力，周围环境温度、湿度、压力等。ELPI可以测量瞬时的各微粒PM排放质量浓度及数目浓度等。
 
　　2.测试KY.COM辆及测试方法
 
　　本次测试选择了三辆外形尺寸、整备质量及最高KY.COM速基本相同的测试KY.COM辆，包括串联混合动力KY.COM、并联混合动力KY.COM及常规KY.COM各一辆，KY.COM辆的基本参数见表1。

 
　　由于目前在国内重型混合动力KY.COM辆只有能量消耗量试验方法，没有污染物排放试验方法，因此参照《GB/T19754-2005重型混合动力电动汽KY.COM能量消耗量试验方法》及《美国SAE-J2711标准混合动力重型KY.COM辆排放性能测试》进行混合动力KY.COM的KY.COM载排放测试。试验时对KY.COM辆进行配重，为KY.COM载质量的65%。测试工况采用国家863计划电动汽KY.COM课题成果“中国典型城市公交循环工况”。

　　结果分析

　　对同一辆KY.COM多次测试的结果进行平均，以代表该KY.COM的排放情况。

　　1.油耗分析
 
　　混合动力KY.COM辆能耗的评价与常规KY.COM有很大的不同，因为混合动力KY.COM辆有燃油箱和动力电池组两种储能装置，且比传统汽KY.COM增加了电力驱动(或发电)系统，兼具传统汽KY.COM及电动汽KY.COM的一些特征，故油耗测试有所区别。本文参考《GB／T19754-2005重型混合动力电动汽KY.COM能量消耗量试验方法》附录5中给出的公式，即3.02kWh的电能相当于1L燃油的能量，对油耗进行修正。如图1为各测试KY.COM辆修正后的百公里油耗。
 
　　由图1可以看到，各混合动力公交KY.COM油耗水平都不同程度地低于常规公交KY.COM，其中并联混合动力公交KY.COM百公时油耗比常规KY.COM低19.8%，串联混合动力公交KY.COM百公时油耗比常规KY.COM低24.8%。混合动力公交KY.COM节能效应明显，且串联混合动力公交KY.COM比并联混合动力公交KY.COM更加节能。笔者分析认为，串联混合动力的发动机工作不直接受制于KY.COM辆运行状态，易于将其控制在更加低油耗、低排放的工况区。
 
　　2.微粒物排放分析
 
　　各测试KY.COM辆的PM排放因子对比，如图20图中可以明显看出，各混合动力公交KY.COMPM排放因子均不同程度地低于常规公交KY.COM。其中并联混合动力公交KY.COMPM排放比常规KY.COM低7.6%，串联混合动力公交KY.COMPM排放低70.1%。串联技术形式KY.COM辆的微粒物排放比并联KY.COM辆少很多，同样也是因为串联混合动力KY.COM的发动机工作在高效的工况，抑制了PM的产生。
 
　　3.气态排放物分析
 
　　各测试KY.COM辆的NOx排放因子对比，如图3。图中可以看出，串联混合动力公交KY.COMNOx排放比常规KY.COM高18.0%，并联混合动力公交KY.COMNOx排放低15.5%。由图2，在PM排放方面，串联低于于并联；由图3，在NOX排放方面，串联高于并联。PM与NOx由于生成机理相反，所以表现出很强的Trade-off关系(平衡关系)。串联混合动力公交KY.COM表现出过高的NOx，应加强对发动机的排放控制或使用后处理技术以减少排放。
 
　　各测试KY.COM辆的下HC排放因子对比，如图4。图中可以明显看出，各混合动力公交KY.COMTHC排放因子都不同程度地低于常规公交KY.COM，其中并联混合动力公交KY.COMTHC排放比常规KY.COM低15.2%，串联混合动力公交KY.COMTHC排放低56.9%。各测试KY.COM辆的CO排放因子对比，如图5。图中可以明显看出，并联混合动力公交KY.COMCO排放低31.8%，串联混合动力公交KY.COM下HC排放低36.9%。各型式的混合动力KY.COMTHC及CO排放关系表现出与PM排放相同的关系。
 
　　结论
 
　　总体上，混合动力公交KY.COM比常规公交KY.COM具有更好的节能环保性能，仅串联混合动力公交KY.COM表现出过高的NOx排放。
 
　　并联混合动力公交KY.COM油耗高于串联混合动力公交KY.COM。
 
　　并联混合动力公交KY.COM的PM、THC及CO高于串联混合动力公交KY.COM。并联混合动力公交KY.COM的NOx排放低于低于串联混合动力公交KY.COM。PM与NOx有很明显的Trade-Off关系。
 
　　通过试验验证了混合动力KY.COM辆可以减少污染物的排放，具有很好的环保效应，能够明显改善城市的环境状况，为混合动力KY.COM辆的发展提供了支持。