不同模式混合动力公交车节能环保效益分析与研究

摘要

能源和环保问题已经成为当今世界发展最为突出的问题，也是影响我国可持续发展战略的最重要的因素之一。随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，节能新能源汽车逐渐成为业界关注的焦点。当前混合动力汽车技术日臻成熟，产业化已经临近。然而，混合动力电动汽车相对于传统的内燃机汽车性能如何，它的燃油经济性究竟有多大的提高，尾气污染物排放有多大改善，在实际运行过程中真正能够带来多大的节能环保效益等等这些方面的研究还不深入，还是很模糊亟待解决的问题。
　　 目前现行的重型车辆排放评价是采取某种行驶工况(ETC或ESC)，通过台架试验来评价发动机排放水平。而重型混合动力车辆是在常规车辆发动机的基础之上，增添配置了一套辅助动力装置，这种装置被设计成根据车辆的实际行驶工况，采取有针对性的控制策略，实现车辆节能和降低排放的目的。这样发动机的实际运行工况分布与实验室相差很大，仅仅依据发动机排放和油耗水平来评价混合动力车辆很明显是不合理、不科学的。
　　 本研究借鉴GB/T19754-2005《重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》，采用中国汽车技术研究中心的车载排放测试系统(PEMS)对在实际行驶工况条件下的4类城市公交车(3类不同模式混合动力城市公交车和1类常规柴油公交车)进行整车能量消耗和污染物排放测试。在中国典型城市公交循环工况下，对3类不同模式(包括并联、串联和混联)混合动力城市公交车和1类常规柴油车的能量消耗和污染物排放进行对比研究。不仅分析了不同模式混合动力公交车之间的能量消耗和污染物排放的差异性，而且将混合动力与常规柴油车进行对比分析，深入研究混合动力较常规柴油车的节油率和排放削减率，探讨混合动力在节能减排方面的优势。在项目研究后期，将这4类车辆投入北京市121公交线路中进行实际载客运营，并对在实际运营过程中的成本进行分析，最终将能量消耗和污染物排放与运营成本结合起来进行比较，从而对混合动力城市公交车的实际节能环保效益进行评估。研究结果表明：混合动力城市公交车具有良好的节能环保效益。
　　 本文利用车载尾气检测设备和GPS所收集整理的公交车实际道路行驶和瞬时排放数据，并引入VSP变量，利用外部设备易于获得的参数(包括速度和加速度)建立污染物排放预测方法，将车辆的瞬时运行状态与排放紧密联系起来，并以此来更真实的反映不同行驶状况对污染物排放的影响，对混合动力公交车的实际运行和排放特征进行了分析。经研究发现，较高的速度和加速度都将是导致车辆瞬时排放率迅速增加的主要原因。
　　 最后，针对我国国情提出新能源汽车推广应用工作和提高混合动力节能环保综合效益的具体建议，进一步促进新能源汽车的发展。