傳統(tǒng)內燃機的效率在30%-40%的范圍內,剩余能量的很大一部分作為廢熱消散,其中一些可以使用熱電發(fā)電機回收以減少燃料消耗和二氧化碳排放。目前的研究只評估了在規(guī)定的駕駛循環(huán)中對于混合動力電動車輛使用熱電發(fā)電機的好處,未對混合動力電動客車進行評估,本文主要進行這項研究,SOC平衡的分析方法見文中Fig.4。首先,對城市駕駛循環(huán)上混合動力電動客車進行建模,提取諸如扭矩和速度之類的發(fā)動機運行參數作為發(fā)動機仿真模型的輸入。然后使用MATLAB/Simulink軟件對虛擬熱電發(fā)電機進行建模,根據發(fā)動機仿真模型的輸入來評估可以恢復的能量值。
Fig.4.Methodology of ensuring SOC Balancein theanalysis
本文分別使用不同的熱電材料進行仿真試驗,即硅鍺和方鈷礦,這兩種材料在車輛中使用時均可節(jié)省大量燃料。研究結果表明,基于方鈷礦的熱電發(fā)電機系統(tǒng)的平均熱效率約為6.99%,燃料經濟性為38.33L/100km,節(jié)省7.2%的燃料,CO2排放量相應減少7.58%;基于硅鍺的熱電發(fā)電機系統(tǒng)的平均熱效率約為5%,燃油經濟性為38.6L/100km,節(jié)省6.5%的燃料,CO2排放量相應減少6.82%。還觀察到熱電發(fā)電機系統(tǒng)的額外重量對燃料消耗的影響可以忽略不計。此外,使用更加優(yōu)異的熱電材料或優(yōu)化TEG系統(tǒng)內的傳熱過程,回收的能量和由此產生的燃料節(jié)約將進一步增強。