外文翻译7000公斤级柴油混合电动汽车排放特性模拟.docx

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外文翻译7000公斤级柴油混合电动汽车排放特性模拟

第1章外文翻译

1.1外文译文

7000公斤级柴油混合电动汽车排放特性模拟

摘要：

电动马达和电池相混合的内燃机技术可结合起来，减少燃料消耗和废气排放。

本文介绍了混合动力电动汽车的概念（混合电动汽车）适用于柴油发动机的卡车或货车车辆。

从先进的汽车驾驶模拟器的仿真结果表明，所需要的功率可以适当与内燃机引擎及电动机共享。

仿真也可以用来证明该技术对在驾驶性能方面的改进有用；此外，是适用于混合动力汽车并具有良好的燃油经济性和低排放性能的技术。

关键词：

中央商务驾驶巴士时间表（CBDBUS）高燃料经济性测试驱动周期（FWFET），串联式混合动力电动汽车，并行式混合动力电动汽车。

1.介绍

石油燃料的消耗和环境污染的问题促使科学家开发混合动力电动汽车，如高级的汽车和燃料电池汽车。

在这些方面努力中的很多研究人员已将其注意力集中到混合领域，有一种可以把电动汽车和内燃机的好处结合起来的切实可行的汽车类型。

很多国家已经参与到改善环境问题和发展高效燃料经济性的混合动力研究中。

混合动力电动汽车有两个以上的来源电力，但是通常使用内燃机和电动机的组合。

为防止能源浪费造成的不必要的操作或停止了的引擎，混合动力汽车电机的输出连接到电动源用生成的电力为电池充电。

"混合"一词是指在需要时使用此生成的电力驱动电机。

而混合动力汽车通常是指由内部燃烧发动机与发电机组合成的，电动马达是由安装在该的车辆内部的高电压电池给与电力供应。

当车辆移动时电池被充电。

混合动力被列为串联或并联混合动力汽车基于电动马达在汽车上的使用。

混合系列作为一个发电机使用引擎，并将生成的电力存储在一个电池中。

混合动力车辆的控制的发动机和电动机根据车速电源驱动效率最大化。

混合动力汽车使用电动机启动引擎；但是，当车辆是在运动或加速，引擎提供了大部分的动力而电机作为补充的电源。

踩刹车时要减速导致动能转换为存储在电池里的电能。

此外，该车辆停止时引擎和马达也同时停止；因此，当车辆停止甚至在运行时，没有任何能源被浪费即使发动机还在旋转。

因为混合动力电动汽车的引擎可以只在特定的条件下旋转控制，燃料费用及排放可以同时减少。

本研究的目标是七千千克引擎级中型柴油车辆系列（SHEV）,。

并行（混合动力汽车）插入式系列（pSHEV），或插件并行（pPHEV）混合动力电动汽车。

使用模拟来比较燃料经济性和废气排放的这些车辆，这项研究旨在为有关柴油的混合动力电动汽车的发展，提供必要的资料。

2、模拟柴油混合动力电动汽车

本文利用由国家开发的软件可再生能源，作为分析的手段。

混合系统设计中使用的标准中型柴油车是一个加州图2公路燃油经济性测试驾驶循环

大学戴维斯分校（UCD）的客货车。

重约7000公斤的中型柴油车。

一些符合这种混合电力设计的要求的中型柴油车辆是经常制动的车辆。

例如，穿梭巴士、垃圾卡车、运载工具和邮政运载工具。

来分析这些中型柴油车辆驾驶模式的联邦测试程序（FTP），若要分析这些中型柴油车辆，则要使用由美国环境保护署（EPA）规管的联邦测试程序（FTP）驾驶模式。

CBDBUS的目标是通过市中心驾驶和美国环保局分析燃料经济和排放量中型柴油混合动力汽车，哪些目标公路驾驶，使用了（驾驶模式图1和图2所示）。

组成中型柴油系统混合动力电动汽车的部件。

如表1所示表2列出了满足FTP的组件设计混合动力电动汽车的驾驶模式。

对于本研究中大众汽车TDI发动机，采用由橡树岭国家实验室和国家可再生能源实验室

（NREL）提供的数据。

电池使用的是从奥氏的EV电池系统，它的重量为3.6公斤，具有6v额定电压。

额定174瓦的能量，最大瞬时功率为1.6千瓦。

并联混合的电动汽车使用了、高负载的ZF5HP590转换器和一个森B400液力变矩器。

系列混合动力电动汽车，使用的第图1中央商务驾驶巴士时间表一个齿轮箱使用了96%传输效率。

表1组件规范综述

图3不同的驾驶方式燃料经济和发动机功率的比较

图4不同的驾驶方式燃料经济和发动机功率的比较

该系列产品和并联混合动力系统均维持一个免费的（SOC）的范围70±1％的目标。

当模拟每个引擎的重量、电池容量为40千瓦使用；确定优化引擎的重量，之后在电池容量中根据变化来进行模拟试验

模拟结果与分析

图3采用近似根据发动机功率不同的驾驶模式。

如图所示，在图中，根据中型柴油车需要的发动机功率改变车辆的行驶模式。

在CBDBUS驾驶模式下，只需要100千瓦的发动机功率，同时要在FTP或HWFET模式驾驶下行驶必须最低有230千瓦的发动机功率。

在尽可能使用较小的发动机功率仍能提供满足必要的动力的驾驶模式可以提高燃油经济性。

图4中型柴油发动机总排放量的浓度显示了引擎动力的变化

表3根据燃油经济性和驾驶的距离的驾驶模式比较清晰的反应了，一氧化碳、氮氧化物、PM，总的排放量。

正如图所示，浓度总排放量增加的CBDBUS模式，其中有许多快速加速和减速。

因为CBDBUS模式产生的排放量相当于美国环保局规定排放量的两至三倍，因此一个减少排放量的计划对于城市来说是必要的，用一个给定的驾驶模式去减少发动机的功率将是个好办法。

表3。

根据两个常规驾驶模式得出的模拟结果。

图5不同驾驶方式下HC排放量和发动机功率的比较

图5，6，7，8根据中型柴油发动机发动机功率的变化，显示HC的浓度，一氧化碳，PM和NOx排放的排放浓度。

表4常规AT和混合动力汽车的CBDBUS系统的模拟结果

图6不同驾驶方式CO排放量和发动机功率的比较

图7对于不同的驾驶模式PM排放量和发动机功率的比较

图8对于不同的驾驶模式氮氧化物排放量和发动机功率的比较

图9不同车辆系统总排放量与电池能力的比较

图10不同车辆系统HC排放量与电池能力的比较

图11不同车辆系统CO排放量与电池能力的比较

仿真结果表明，发动机的负荷越大，产生的co越多，转换温度越高，排放量越大。

因此，如果发动机功率小，发动机负荷增加，氮氧化物排放量就会增加。

混合动力汽车通常使用更少的发动机功率，并用数字显示，当氮氧化物排放量增加，一氧化碳，HC和PM排放将会减少。

这些与图4所示的总排放量的结果类似。

氮氧化物与CO、HC或PM相比显示了一种不同的排放模式。

这是因为转换气体的温度与氮氧化物的排放量是成正比的，在发动机负荷大的情况下转换气体的温度是越高，从而产生更多的排放量。

因此，如果发动机功率小，发动机负荷增加，氮氧化物排放量也会增加。

混合动力汽车通常使用更少的发动机功率，并作为数字显示，当氮氧化物排放量增加，一氧化碳，HC和PM排放将减少。

图9显示了根据总排放量的变化混合动力电动汽车和传统的发动机在CBDBUS模式下不同类型的电池容量的变化。

表4显示了传统的柴油发动机和混合动力电动车的碳氢化合物，一氧化碳，氮氧化物，PM，总排放量，行驶距离，以及燃油经济性。

此外，为了测试各个系统，满足FTP方式，分配了一个最小发动机尺寸。

传统的柴油发动机，串联式混合动力，并联混合动力，插电混合动力电动系列，和插件用于并联式混合动力电动汽车的一个230千瓦，70千瓦，150千瓦，70千瓦，150千瓦的发动机。

此外，比较传统的中型柴油和混合动力电动汽车的排放浓度，如在图9和表4所示PM，氮氧化物，HC，CO的排放量和总排放量显示混合动力电动汽车的的排放要少50%。

总体而言，排放浓度没有显著影响电池容量的变化。

但是，随着电池容量的增加插入式混合动力电动汽车越来越趋向于采用纯电力驱动，排放浓度呈下降趋势。

图12PM排放量和不同的车系统的电池容量比较

图13氮氧化物排放量和不同的车系统的电池容量比较

随着电池容量的增加碳氢化合物和氮氧化物的排放浓度趋向于减少，图10，11，12和13显示的HC，CO的结果，PM和NOx的排放量，分别是按在不同的电池混合动力电动车辆和在CBDBUS模式传统发动机下测得的数据。

HC浓度类似于如图9所示总的排放浓度而CO排放量减少超过80%。

此外，图12所示的混合系统PM排放量浓度减少，但不同系统之间存在重大差异。

此外，图13所示，由于排放量浓度取决于气体的转换温度和混合动力电动汽车的引擎体积小，对于插入式混合动力电动汽车氮氧化物排放浓度实际上可能增加。

如果电池容量超过100150千瓦，氮氧化物排放量增加浓度下降的水平比常规柴油车少。

因此，在城市和中心区一个插件系统是一个特别有效的混合电动汽车驱动系统。

混合动力汽车包括非插入式和插入式混合动力车辆，这两个类型的不同显然是比较大的。

插件的混合动力汽车不只发展到实现更高的效率或较低的燃油消耗率也都设计成绿色车辆。

插件式车辆在电池容量上比非插入式车辆大，在较短距离运行是可以只靠电力来驱动。

插入式混合动力汽车的排放气体，可以迁往城市的郊区—电厂位于的地方。

不是使用热或核的能源，作为电力的来源，插件电车辆的混合燃料可以由风力发电或生物能源提供。

因此，

非插入式混合动力汽车，特别是有利于环境。

4结论

在不同的车辆系统系列上进行模拟试验，并行、插件系列和插件要转换7000公斤柴油平行混合动力汽车到混合动力电动汽车。

它被发现在CBDBUS模式下对燃料经济性和燃料排放量减少是有效的。

（2）混合动力电动汽车的CO，HC，颗粒物浓度和排放总量相比传统的中型柴油发动机下降超过50％。

电池容量的变化对排放浓度并没有产生显著影响。

在另一方面，插件系列混合电动的排放浓度车辆在电池容量增加是反而减少。

（3）除了对氮氧化物插件混合电动车常规混合动力电动汽车的排放量相比传统的柴油发动机来说实际是增加的。

在如果电池容量增加多100150千瓦插件混合电车辆相对于传统的引擎可以减少氧化物排放浓度。

因此，使用一个插件混合动力系统在城市和市区驾驶电动车地区尤为有利。

1.2外文原文：

EMISSIONSSIMULATIONINA7000KG-GRADEDIESELHYBRIDELECTRICVEHICLE

ABSTRACT：

Hybridscombineacombustionenginewithanelectricmotorandbattery.Thetwotechnologiescanbecombinedtoreducefuelconsumptionandexhaustemissions.Thispaperpresentstheconceptofhybridelectricvehicles（HEVs）appliedtotruckorvanvehicleswithdieselengines.Thesimulationresultsfromtheadvancedvehiclesimulator（ADVISOR）demonstratethattherequiredpowermaybeproperlysharedbetweentheinternalcombustionengineandelectricmotor.Thesimulationcanalsobeusedtoprovethatthetechniqueisusefulforimprovementsindrivingperformance;additionally,thetechniqueissuitableforhybridelectricvehicles,allowingforgoodfueleconomyandlowemissionsperformance.

KEYWORDS:

Centralbusinessdrivingbusschedule（CBDBUS）,Highwayfueleconomytestdrivingcycle（FWFET）,Serieshybridelectricvehicle,parallelhybridelectricvehicle

1.INTRODUCTION

Thedepletionofpetroleumfuelsandcontaminationoftheenvironmenthavemotivatedscientiststodevelopadvancedautomobilessuchashybrid,electric,andfuelcellautomobiles.Inthemidstoftheseefforts,manyresearchershavefocusedtheirattentiononhybrids,apracticalandfeasiblevehicletypethathasthebenefitsofanelectricvehicleandaninternalcombustionengine.Manycountrieshavetakenpartinhybridresearchtoameliorateenvironmentalproblemsanddevelopanefficientfueleconomy.Hybridelectricvehicleshavemorethantwosourcesofpower,butusuallyuseacombinationofaninternalcombustionengineandanelectricmotor.Topreventenergywastecausedbyunnecessaryoperationorstoppingoftheengine,hybridvehiclesconnecttheoutputofthemotortoanelectricsourceandchargethebatterywiththegeneratedelectricpower.Theword“hybrid”meansusingthisgeneratedelectricitytodrivethemotorwhenneeded.Whilehybridvehiclesusuallycombineanelectricmotorwithinternalcombustionengine,theelectricmotorissuppliedwithelectricpowerbyahigh-voltagebatterythatisinstalledinsidethevehicle,whichisrechargedwhenthevehiclemoves.

Hybridsareclassifiedasseriesorparallelhybridsbasedtheiruseofthemotor.Serieshybridsusetheengineasanelectricgeneratorandstorethegeneratedelectricityinabattery;thiselectricityisusedtodrivethemotor.Ontheotherhand,thedrivingpowerinaparallelhybridcomesfromtheside-by-sidearrangementofthemotorandengine.

Hybridvehiclesmaximizedrivingefficiencybycontrollingthepoweroftheengineandmotoraccordingtovehiclespeed.Hybridvehiclesignitetheengineusinganelectricmotor;however,whenthevehicleisinmotionoraccelerating,theenginesuppliesmostofthepowerandthemotoractsasasupplementarypowersource.Steppingonthebraketoreducespeedcauseskineticenergytobeconvertedintoelectricenergy,whichisstoredinthebattery.Furthermore,stoppingthevehiclestopstheengineandmotor;therefore,whenthevehiclestops,evenintraffic,noenergyiswastedtowardsrotationoftheengineInaddition,becausetheenginesofhybridelectricvehiclescanbecontrolledtorotateonlyundercertainconditions,fuelexpensesandexhaustemissionscanbothbereduced.

Thetargetengineofthisresearchisa7000kg-grademediumdieselvehiclesuchasseries（SHEV）,parallel（PHEV）,plug-inseries（pSHEV）,orplug-inparallel（pPHEV）hybridelectricvehicles.Usingsimulationstocomparethefueleconomiesandexhaustemissionsofthesevehicles,thisstudysoughttoprovideessentialinformationrelevanttothedevelopmentofdieselhybridelectricvehicles.

2.SIMULATIONOFDIESELHYBRIDELECTRICVEHICLES

ThispaperusedADVISOR,softwaredevelopedbyNationalRenewableEnergy,asthemeansofanalysis.ThestandardmediumdieselvehicleusedindesigningthehybridsystemwasaUniversityofCaliforniaDavis（UCD）van,amediumdieselvehicle

Figure2.Highwayfueleconomytestdrivingcycle.

thatweightsabout7000kg.Somemediumdieselvehiclesthatmeettherequirementsforthishybridelectricdesignarevehiclesthatstopfrequently,suchasshuttlebuses,garbagetrucks,deliveryvehicles,andpostaldeliveryvehicles.

Toanalyzethesemediumdieselvehicles,thedrivingmodeoftheFederalTestProcedure（FTP）,regulatedbytheUnitedStates

EnvironmentProtectionAgency（EPA）,wasused.Toanalyzethefueleconomiesandemissionsofmediumdieselhybridelectricvehicles,CBDBUS,whichtargetsdowntowndriving,andHWFET,whichtargetshighwaydriving,wereused（drivingmodesshowninFigures1and2）.

ThepartsthatmakeupthesystemsofamediumdieselhybridelectricvehicleareshowninTable1.Table2showsthecomponentsthatsatisfytheFTPdrivingmodefordesigningahybridelectricvehicle.Forthisresearch,theVolkswagensTDIFigure1.CentralbusinessdrivingBUSschedule.

Enginewasused,withdataprovidedbyORNLOakRidgeNationalLaboratory（ORNL）andNationalrenewableEnergyLaboratory（NREL）.ThebatteryusedwasanOvonicfromtheEVBatterySystemthatweighs3.6kgandhasaratedresistanceof6V,aratedenergyof174Wh,andamaximuminstantaneouspowerof1.6kW.Fortheparallelhybridelectricvehicle,aZF5HP590converterforhighloadandanAllison’sB400torqueconverterwereused.Fortheserieshybridelectricvehicle,afirstgearboxwitha96%transmissionefficiencywasused.fordifferentdrivingmodes.Figure1.CentralbusinessdrivingBUSschedule.

Table1.Summaryofcomponentspecifications.

Figure3.Comparisonoffueleconomyandenginepowerfordifferentdrivingmodes.

Figure4.C