混合动力汽车的废热回收热力学分析

混合动力汽车的废热回收热力学分析

对于混合动力汽车而言，在纯电动模式下，电池组冷却系统回路余热是唯一的废热源；而在内燃机运行时，其排出的废气可作为废热源。针对两种采用R134a制冷剂的蒸汽喷射式制冷系统和溴化锂水吸附式制冷系统，利用上述两种废热源，通过对其热能和放射性能分析，研究基于上述废热源的两种冷却系统冷却性能。根据两个冷却系统的制冷原理，建立了相应的热能和放射能分析模型，采用EES软件对两种制冷系统在相同热源输入情况下的热力学性能进行分析，同时研究了在一定余热输入条件下，制冷系统不同的设计参数对冷却能力的影响。分析结果表明，在同一时间内，利用循环矿物基础油提取来自于内燃机废气的热量，并将废热传递给蒸汽喷射式制冷系统和吸附式制冷系统，或者直接利用热废气加热冷却系统的集热器或发生器。其中，前者可以提供约为7.23kW的冷却效果，分析得到的热能和放射能利用率分别为0.48和0.2；而后者可以提供约为7.93kW的冷却效果，分析得到的热能利用率为0.53。可见，与蒸汽喷射式制冷系统相比，吸附式制冷系统具有更好的热能利用性能和更高的冷却性能。一般在市区行驶工况，车辆可以提供15.4kW的废热，所以两种冷却系统均可以采用，以实现降低汽车能耗的目的。此外，分析指出，在纯电动模式下，从电池组冷却系统回路获取的热能低于2kW，所以无法提供足够的余热用于冷却系统运行。

刊名：Energy（英）

刊期：2012年第46期

作者：N.Javani et al

编译：吴涛