基于熱電發電機系統的混合電動重型車的能量恢復評估

傳統內燃機的效率在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定的駕駛循環中對于混合動力電動車輛使用熱電發電機的好處，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動機運行參數作為發動機仿真模型的輸入。然后使用MATLAB/Simulink軟件對虛擬熱電發電機進行建模，根據發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省大量燃料。研究結果表明，基于方鈷礦的熱電發電機系統的平均熱效率約為6.99%，燃料經濟性為38.33L/100km，節省7.2%的燃料，CO2排放量相應減少7.58%；基于硅鍺的熱電發電機系統的平均熱效率約為5%，燃油經濟性為38.6L/100km，節省6.5%的燃料，CO2排放量相應減少6.82%。還觀察到熱電發電機系統的額外重量對燃料消耗的影響可以忽略不計。此外，使用更加優異的熱電材料或優化TEG系統內的傳熱過程，回收的能量和由此產生的燃料節約將進一步增強。