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在燃油模式與電動(dòng)模式切換過(guò)程中,混合動(dòng)力車(chē)的顆粒物(PN)排放呈現(xiàn)顯著特征:電動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)幾乎零排放,但燃油模 excerpt …

在燃油模式與電動(dòng)模式切換過(guò)程中,混合動(dòng)力車(chē)的顆粒物(PN)排放呈現(xiàn)顯著特征:電動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)幾乎零排放,但燃油模式啟動(dòng)瞬間及頻繁啟停工況下,PN排放可能較傳統(tǒng)燃油車(chē)更高,需通過(guò)后處理技術(shù)優(yōu)化排放表現(xiàn)。河南萬(wàn)國(guó)科技股份有限公司從不同模式下的排放特征、關(guān)鍵影響因素及優(yōu)化策略三方面展開(kāi)分析:
電動(dòng)模式
零排放特性:純電驅(qū)動(dòng)時(shí),車(chē)輛完全依賴(lài)電能,無(wú)燃油燃燒過(guò)程,因此顆粒物(PN)排放為零。
適用場(chǎng)景:城市擁堵路況、低速行駛或短途出行時(shí),電動(dòng)模式可顯著減少顆粒物排放。
燃油模式
啟動(dòng)瞬間的排放峰值:燃油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),由于燃燒不充分,PN排放會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)高峰。例如,某混合動(dòng)力車(chē)型在冷啟動(dòng)階段,PN排放濃度可達(dá)正常工況的10倍以上。
頻繁啟停的累積效應(yīng):混合動(dòng)力車(chē)在模式切換(如電動(dòng)轉(zhuǎn)燃油)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停會(huì)導(dǎo)致PN排放累積。研究顯示,未安裝顆粒物過(guò)濾器(GPF)的混合動(dòng)力車(chē),PN排放因子可能比傳統(tǒng)燃油車(chē)高20%-30%。
混合模式
發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷優(yōu)化:在高速或大負(fù)荷工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)協(xié)同工作,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率提高,燃燒效率改善,PN排放較純?nèi)加湍J浇档?。例如,某混合?dòng)力SUV在高速巡航時(shí),PN排放較傳統(tǒng)燃油車(chē)減少40%。
后處理系統(tǒng)的作用:配備GPF的混合動(dòng)力車(chē),可通過(guò)過(guò)濾減少90%以上的顆粒物排放,使PN排放滿(mǎn)足國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)(6×1011個(gè)/km)。
發(fā)動(dòng)機(jī)啟停頻率
混合動(dòng)力車(chē)在電動(dòng)與燃油模式間頻繁切換,發(fā)動(dòng)機(jī)啟停次數(shù)增加,導(dǎo)致燃燒室溫度波動(dòng),促進(jìn)顆粒物生成。例如,某城市工況測(cè)試中,混合動(dòng)力車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停次數(shù)是傳統(tǒng)燃油車(chē)的3倍,PN排放相應(yīng)增加。
后處理系統(tǒng)配置
GPF的必要性:未安裝GPF的混合動(dòng)力車(chē),PN排放難以滿(mǎn)足嚴(yán)苛法規(guī)。德國(guó)要求所有寶馬混合動(dòng)力車(chē)型標(biāo)配GPF,以符合歐洲6d-TEMP標(biāo)準(zhǔn)。
再生策略的影響:GPF主動(dòng)再生(高溫燃燒顆粒物)需特定工況支持,若混合動(dòng)力車(chē)長(zhǎng)期低速行駛,再生不充分可能導(dǎo)致GPF堵塞,反而增加排放。
燃料類(lèi)型與噴射技術(shù)
直噴汽油機(jī)(GDI)的挑戰(zhàn):GDI發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放較進(jìn)氣道噴射(PFI)高5-10倍?;旌蟿?dòng)力車(chē)若采用GDI技術(shù),需通過(guò)GPF或改進(jìn)噴射策略(如多次噴射)降低PN排放。
燃油品質(zhì)的影響:低硫燃油可減少硫酸鹽顆粒物生成,對(duì)混合動(dòng)力車(chē)PN排放控制至關(guān)重要。
后處理技術(shù)升級(jí)
GPF普及化:車(chē)企應(yīng)強(qiáng)制為混合動(dòng)力車(chē)配備GPF,并優(yōu)化其再生策略(如利用電機(jī)輔助提高排氣溫度)。例如,豐田普銳斯通過(guò)GPF將PN排放降低至國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的1/5。
SCR系統(tǒng)協(xié)同:結(jié)合選擇性催化還原(SCR)技術(shù),減少氮氧化物(NOx)與顆粒物的協(xié)同排放。
動(dòng)力系統(tǒng)控制策略?xún)?yōu)化
減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟停:通過(guò)算法優(yōu)化,避免在低速或短途行駛時(shí)頻繁啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。例如,本田i-MMD系統(tǒng)在時(shí)速低于70km/h時(shí)優(yōu)先使用電動(dòng)模式,減少PN排放。
負(fù)荷率管理:在混合模式下,提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率至30%以上,改善燃燒效率,降低PN生成。
用戶(hù)使用習(xí)慣引導(dǎo)
充電設(shè)施完善:鼓勵(lì)用戶(hù)頻繁充電,延長(zhǎng)純電行駛里程,減少燃油模式使用。例如,比亞迪DM-i車(chē)型在滿(mǎn)電狀態(tài)下,可實(shí)現(xiàn)80%以上工況的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
定期維護(hù)提醒:通過(guò)車(chē)載系統(tǒng)提示用戶(hù)定期更換GPF或進(jìn)行再生操作,避免后處理系統(tǒng)失效。
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