弗吉尼亚大学Clark:重型混合动力卡车技术

2010中国（长春）国际汽车论坛暨中国汽车工程学会年会于2010年7月15日-18日在长春香格里拉大饭店举行。

　　
[现场实录]

　　
致辞嘉宾 美国西弗吉尼亚大学机械与航天工程系教授 Nigel N.Clark

　　
Nigel N.Clark：大家下午好，我的演讲是关于重型的混合动力汽车技术，我这里要讲几个不同的领域，最后一部分再强调一下重型的混合动力汽车的一些技术应用情况。

　　
首先我先带来我们学校的高层给大家的祝福，首先我们有3万5千名学生，有很多活跃的计划也做了很多工作，都是在能源排放以及在交通方面的。大家可以看到我们有两个校园，在下面这一行的图上展示出我们在柴油机测试以及一些底盘测试方面的工作，我们大多数的测试都是在重型的汽车方面，包括卡车、大型巴士以及一些汽车的动力效率等等这方面的工作。

　　
下面给大家简单介绍一下我们替代驱动系统，特别是对一些重型汽车的发展情况。在美国，之前我们是汽油燃料方面的使用重点，而且我们也使用了很多进口的石油，因为我们知道美国进口石油量是超过了整个石油使用的50%。其中很大一部分的原油都是用于交通业当中，当然这存在着气侯变化所带来的挑战，这就使得我们需要能够考虑到整个重型汽车方面燃油效率的问题。在一些替代燃料方面，我们还是可以看到有一些燃料与传统燃料有相通性，比如生物制燃油和乙醇、汽油，还有就是混合型的汽油和乙醇进行混合等等。

　　
另外我们还有一些新的属性，比如说可能他们不太符合传统的汽油和柴油的引擎的情况，当然还有其他的一些低ME等等，这一类的燃料也是新的发展，但是他们在美国的使用也不是特别多，其实就是在加利福尼亚通勤的大巴上也会稍微使用一下，但是生物燃油在加州使用相对来说受到一些阻碍。另外我们还可以看到对于推动方面的有效性的推进，包括像一些在驾驶的阻力方面的减少等等。

　　
那么我们大部分的工作都会在新的项目，也就是在通勤大巴的项目当中，当然他是一些政府和公众融资的基础上所建立的一些车队，我们希望能够把他作为我们测试新技术的基准。而且我们这些大巴就会走遍各个地区，主要是在一些城市地区进行驾驶。所以我们认为他们会消耗非常大的一部分的燃油，所以我们希望能够对他们的低速驾驶，对于燃油的使用进行良好的调研。

　　
可能大家都知道主要有三大混合驱动架构，包括串联的、并联的以及复杂性的混合型架构。在美国，包括串联和并联的两种架构，在12米和18米的大型大巴上都会使用。还有一些是安装在校车当中。所以说他们的架构大多数都可以放在一些混合动力技术上使用。

　　
那么下面我们非常快速的讲一下如何来获取这些数据。实际上我们有一个可移动的实验室，他是跟随着整个卡车车队，或者是大巴的车队的。我们是使用底盘的测力计，我们寻找这种已经使用了很长时间的大型车，对于所有者来讲他们是非常珍视这种古董车的，所以我们需要跟他们讨论使用这种车。然后我们在车上安装了底盘的测力计，大家可以看到汽车的轮胎当中会有功率输出，而且我们还可以进行实时的数据的获取，我们还可以监测他们在重量的基础上的燃油消耗，这实际上也是我们在获得实时的大巴数据方面最重要的方法。另外我们还可以衡量他们的主要排放的指标，包括颗粒物的排放等等。

　　
下面我们看到这组数据是我们最后获得的一个终端的数据，在这个数据当中你可以看到的是柴油、电力混合汽车在整个驾驶循环当中，还有这种压缩的天然气当中的情况。我们还使用三种催化剂的情况，当然你可以看到使用催化剂的情况Nox的指数比较低，获得的数据最后我们会同时获取他们燃油的数据。因为我们有不断持续的数据，所以说我们能够获得非常好的信息，来开发一些排放方面的模式以及燃油经济性方面的模式。

　　
当我们开始考虑混合的动力汽车技术的优势的时候，我们先观察了他们的燃油经济性，当然非常关键的一点就是我们要了解这个汽车是怎样进行运行的。总体来讲，当一个汽车有比较平均的速度的时候，整个的循环或者说运行的循环是有很多的起步和停车，有不断的速度的改变。换句话说，如果这个车是在高速运转的话，他们整个的循环当中有更加顺畅的驾驶，当然速度也比较恒定。我们使用的方式就是衡量他们的燃油经济性，当然我们的燃油经济性也是取决于不同的工况循环的。大家可以看到的这个情况是同一个汽车，或者是一两辆汽车在不同的工况循环当中的一些表现。下一张幻灯片会给大家更好的展示。

　　
你可以看到高混合的大巴在不同的工况循环当中的表现，你可以看到他们的燃油经济性，在每加仑英里的指标上，随着循环速度的提高，数据也越来越高。这当然也是非常重要的一些数据，待会儿会给大家再看一下这种重型混合的动力汽车在整个工况循环当中的一些具体表现。这里也是同样的一个大巴，这里是Nox的排放数据，你可以看到他们的Nox的每英里的排放数据，我们把他除以1.6的话，那么我们可以看到这个循环速度越快，这个数据就越低。

　　
下面我想给大家再展示一个例子，也是一个速度时间的驾乘情况。我们知道在加利福尼亚，特别是在洛杉矶，每小时驾乘11.5英里的速度。你可以看到另外一个工况的情况，是在华盛顿，那么华盛顿这个地区的工况速度相对来说比较低一些，这里有另外两个循环，我们把它看作是非常慢的，一个是在纽约城，另外一个是在Paris，这是我们看到的动力汽车的理想状态，因为有很多的助车和起步。

　　
刚才我们讲到了一些循环的情况，但是很有可能的就是当有人可以进行一些配置或者是系统集成的时候，他们要进行控制系统的研究，而且他们也是要基于客户所需要的循环进行制定。而且非常重要的一点是他们要了解到客户的需求到底是怎样的，尤其是在车辆的活动，以及他们对车辆驾驶的预计。