用于2030年的车用动力系统的研究与开发

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用于2030年的车用动力系统的研究与开发

为了使车辆满足降低CO2排放的目标,汽车制造商需对多种动力系统和不同车型进行分别研究,从而得出最佳的组合方式并将其转化成实际产品。德国IAV公司目前已开发出一种开发系统,通过对车辆动力性的要求的分析就能推断出合适的动力系统模块。

1 对未来车用动力系统的挑战

未来,混合动力汽车将主要用于降低CO2和有害物排放。为了满足全球CO2和有害物的排放目标,研究人员需重点考虑用户的需求,从而使车用动力系统呈现出多样性。

至2030年,欧洲市场汽车的CO2排放指标很大程度上可通过法规来进行调节,研究人员对其设定的排放限值约为50~70 g/km。该目标通过电气化措施就可实现,这是目前通过油箱至车轮(TtW)系统而计算出的降低CO2排放的方式。就目前而言,只有在储备了充足的可再生能源时,到2050年才能逐步实现降低CO2排放的目标。除了降低排放之外,还要注意在进行能量回收利用时系统对环境的影响,如温室效应等现象。研究人员为了对车用动力系统方案进行准确评价,从而需依照全生命周期(CtG)而对车辆进行全面研究。

此外,车辆在降低CO2排放的发展进程中还会面临其他挑战,如需对某些车型进行电气化调整,从而在经济层面和在技术层面上均会存在一系列问题。因此对于有着较高功率需求的移动设备(重型载货汽车、建筑机械等)而言,在未来仍会主要以内燃机(ICE)为动力来源,由此可大力推行合成燃料(E-Fuel)的应用,该类燃料是通过CO2与可再生的氢而合成的。由于该类燃料的制取效率较低,在从油井到油箱(WtT)模式下,该指标仅为45%~65%,因此针对可再生燃料的需求得以相应提升。

除了CO2排放法规之外,生产成本和用户的接受程度对于车辆动力系统的开发也会造成一定影响。此外,车辆动力系统应具有较高的灵活性,以便能稳健地面对随时可能出现的法规调整,同时也应扩大可再生能源开发及用户状况的不确定性(图1)。

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