轻混车电池SOC对油耗与排放性的影响分析



轻混车电池SOC对油耗与排放性的影响分析

以丰田普锐斯汽车为例，分析电池SOC对燃油消耗和尾气排放的影响。SOC值的估算影响整车电控系统运行，通过车载诊断系统接口采集车辆的车速信号、发动机状态信号，同时分析燃油喷射状态、GPS信号和大气压力信号。试验中，将电池的SOC值分成40%～50%、50%～60%、60%～70%、70%～80% 4个等级，发现在不同SOC下系统的尾气排放区别很大。以车辆的平均燃油消耗或尾气排放量为基准，在SOC值处于40%～50%状态下，燃油消耗高出56%，CO2、CO和NOx的排放也均比基准高。而当SOC值处于70%～80%时，燃油消耗比平均低39.9%，CO2、CO和NOx分别低38%、33.9%和61.4%。因此，在控制系统中要注意将电池的SOC值尽量维持在较高水平。

电池的电量来自发动机燃烧燃油后的能量转化，在这个过程中包含着能量损失，因此电池中能量的使用相对于发动机能量，其成本更高。但是，发动机存在一个功率高效区间，如果工作过程中不处于这个高效工作区，同样也会具有很高的能量损失。把电池的电量作为发动机动力的补充，可以减小发动机工作范围的波动。采用的测试车型普锐斯，其发动机主要参数为排量1.8L、压缩比13、最大功率73kW、最大扭矩142N·m。电机为永磁同步电机，电池容量为6.5 A·h，镍氢电池，电机与发动机最大混合功率为100kW，整车整备质量为1725kg。电池主要在发动机处于低功率工况行驶中进行充电，而在高速与急加速状态下进行放电操作。

在分析过程中，采用车辆特定功率法分析，在考虑了车辆的车速、道路阻力、加速度的条件下，分析车辆的需求功率，进而以功率为基准分析电池SOC的最佳状态。

网址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S0378775313013128

作者：G.O.Duarte et al

编译：张聪