汽車行駛工況對城市道路

1、學(xué)校代碼：10128學(xué) 號：200820302080本科生科研訓(xùn)練-項目申請表項目名稱： 汽車行駛工況對城市道路 及環(huán)境的影響分析與研究 項目負責(zé)人： 所在學(xué)院： 班 級： 聯(lián)系電話： 指導(dǎo)教師： 2011 年 12 月 22 日成績考核表項目名稱汽車行駛工況對城市道路及環(huán)境的影響分析與研究成 績完成人姓名尹春龍班 級交通運輸08-4班評閱內(nèi)容評閱要求得 分資料調(diào)研完成相關(guān)科研資料的調(diào)研。撰寫項目概述。 （10分）立項意義研究現(xiàn)狀選題是否緊密結(jié)合生產(chǎn)實際或貼近學(xué)科前沿。撰寫項目研究意義和課題研究現(xiàn)狀。（40分,各20分）創(chuàng) 新 性創(chuàng)新點是否明確，創(chuàng)新性與實用性是否兼?zhèn)?。不作評價成果預(yù)見性所研究

2、項目的成果應(yīng)用前景是否看好，撰寫項目應(yīng)用前景預(yù)測。 不作評價研究內(nèi)容研究內(nèi)容是否按照項目名稱、技術(shù)路線及目標任務(wù)等要求來設(shè)置。只寫項目研究內(nèi)容。 （10分） 技術(shù)路線技術(shù)路線是否科學(xué)、合理，思路是否正確完整。不作評價研究方法研究方法是否先進可行，校內(nèi)條件是否可以達到。不作評價研發(fā)能力研發(fā)隊伍的合作精神，知識積累及指導(dǎo)老師的相關(guān)科研項目的資助力度是否有利于本項目的開展。不作評價完成情況本次科研訓(xùn)練作業(yè)是否按期完成；撰寫內(nèi)容、撰寫格式是否規(guī)范。 （20分）格式規(guī)范撰寫內(nèi)容、撰寫格式是否規(guī)范。 （20分）得分合計綜合評語一、項目概況項目名稱：汽車行駛工況對城市道路及環(huán)境的影響分析與研究英 文：Aut

3、omotive driving cycle on urban roads and environmental impact analysis and research項目概述：（400字以內(nèi)，五號字，行距16磅）車輛行駛工況又稱為汽車運轉(zhuǎn)循環(huán)，是針對某一類型車輛(如乘用車、公交車、重型車輛等)指定用來代表特定環(huán)境(如城區(qū)，快速等)的車輛行駛速度一時間歷程。行駛工況是對車輛的實際行駛狀況進行調(diào)查，并對試驗數(shù)據(jù)進行分析，運用統(tǒng)計學(xué)方法建立起來的。選擇北京、上海、廣州等幾個典型城市，調(diào)查研究典型城市的車輛實際行駛工況。項目的目標是制訂我國典型城市乘用車、公交車的實際行駛工況。其成果為我國電動汽車續(xù)駛

4、里程、排放、能耗試驗方法及定型試驗規(guī)程的“工況”提供來源。借鑒國內(nèi)外同類研究的方法成果，結(jié)合我國具體實際探討車輛實際行駛工況的開發(fā)方法，并將自行開發(fā)的工況與國際標準工況進行對比研究，通過試驗室和道路環(huán)境的具體應(yīng)用修正代表性工況。使其適合于車輛的設(shè)計和檢測。關(guān)鍵詞車輛行駛工況 數(shù)據(jù)調(diào)查分析 實際行駛工況 車輛的設(shè)計和檢測類 別 A.自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 B.科技發(fā)明制作A類 C.科技發(fā)明制作B類注：科技發(fā)明制作A類：指科技含量較高、制作投入較大的作品；科技發(fā)明制作B類：投入較少，為生產(chǎn)技術(shù)或社會生活帶來便利的小發(fā)明、小制作。申請資助金額大 寫： 十萬元整小 寫：100000.00 項目起止時間20

5、12-012014-01結(jié)題形式（打） A、論文 B、著作 C、報告 D、軟件申請人情況姓 名尹春龍性 別男民 族漢族出生年月1990-01-21專 業(yè)交通運輸班 級交運08-4學(xué) 號200820302080所在學(xué)院內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能動學(xué)院項目組主要成員姓 名性別學(xué)歷院系、專業(yè)、年級項目分工簽名尹春龍男本科能動學(xué)院交通運輸08-4班調(diào)查、研究、分析尹春龍二、項目可行性分析1項目研究意義：隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展 ,汽車數(shù)量還將迅速增加。特別是我國政府已將汽車工業(yè)列為發(fā)展其他工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)【1】。為了有效地控制城市汽車排放污染 ,必須掌握汽車的排放量 ,制定出排放削減量 ,從而確定污染控制技術(shù)。單車的排

6、放因子是機動車排放狀況的最基本參數(shù) ,也是確定機動車排放總量及其環(huán)境影響的重要依據(jù) ,而建立汽車行駛工況模式是測試單車排放因子最基礎(chǔ)的工作【2】。目前我國實施了電動汽車重大專項研究，研制符合環(huán)保法規(guī)的電動車輛。在環(huán)保車輛設(shè)計開發(fā)過程中，對車輛行駛工況的分析是電動車輛以及混合動力車輛設(shè)計的基礎(chǔ)，決定著控制策略的優(yōu)劣，經(jīng)過充分的工況分析才能對部件提出合理的參數(shù)要求，設(shè)計出適合使用條件的電動車輛。由于不同的城市車輛保有量、道路交通特征以及交通流分布各不相同，其實際車輛行駛工況存在一定的差異，與國際標準工況也很難一致。我國所采用的ECE(Economic Commission for Europe)工

7、況是根據(jù)歐洲國家的交通 狀況、城市結(jié)構(gòu)等解析出的，其制訂的目的是為歐洲國家提供滿足其實際行駛狀況的車輛行駛工況。近年來的研究初步表明，我國交通狀況、城市結(jié)構(gòu)甚至交通規(guī)則等與歐洲國家均有很大差異，因此ECEl5工況并不能完全反映我國車輛的實際行駛狀況。研究開發(fā)基于我國交通特征的車輛行駛工況，制定適合我國特色的車輛設(shè)計、試驗評價方法在我國汽車工業(yè)發(fā)展中具有重要意義。我國輕型車排放測試規(guī)程采用歐共體的 ECE 15工況 ,該工況屬于新車型式認證和產(chǎn)品一致性檢查采用的測試工況。若用該工況去測試在用車 ,由于各城市不同的道路特征、交通流量分布、地理特征、自然環(huán)境等等 ,均會影響到汽車的行駛速度 ,而車速

8、是影響能耗和排放的重要因素 ,據(jù)此 ,采用 ECE 15 工況難以真實地得到城市在用車的實際排放因子和排放量。因此 ,開展對城市汽車行駛工況的研究是十分必要的。參考文獻：1 國家環(huán)境保護總局中日友好環(huán)境保護中心,日本J ICA專家組.“中日技術(shù)合作汽車工業(yè)發(fā)展與城市環(huán)境問題研討會”論文集C . 北京:中日友好環(huán)境保護中心,1995.2 世行貸款中國環(huán)境技術(shù)援助項目B-9-3課題組.中國機動車排放污染控制戰(zhàn)略研究綜合報告 R . 北京: 國家環(huán)境保護總局污染控制司大氣處,1997.2項目研究現(xiàn)狀 當前世界的車輛行駛工況被分成三組：美國行駛工況、歐洲行駛工況和日本行駛工況，并且以美國FTP(Fed

9、eral Test Program)為代表的瞬態(tài)工況(Transient Driving Cycle)和以ECE(Economic Commission for Europe)為代表的模態(tài)工況(Modal Driving Cycle)廣為采用【1】。世界各國采用的行駛工況主要來自汽車工業(yè)發(fā)達國家，同時這些國家仍不斷地對車輛行駛工況修正和補充【2-5】。（1）歐洲研究現(xiàn)狀 歐洲各國之間經(jīng)濟、交通等聯(lián)系密切，歐洲國家排放控制法規(guī)始于1970年，1972年開始實行歐洲統(tǒng)一的工況試驗法，1974年出現(xiàn)了歐洲的綜合法規(guī),即聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會的ECERl5，至1984年修訂為ECERl5-04【6】。我

10、國的排放測試規(guī)程中引用了歐洲工況【7】.目前歐洲使用的是ECE+EUDC工況。ECE+EUDC(Extra Urban Driving Cycle)工況可以分為兩部分。第一部分為傳統(tǒng)的城市道路行駛工況，是城市行駛過程的一個簡化代表。該部分由15種行駛方式組成，通常稱為“十五工況法”，共進行4個十五工況循環(huán)，測試時間持續(xù)780s，總行駛里程為4.052km，平均車速187km/h。第二部分為一個附加的市郊行駛工況(EUDC)，代表市郊車輛運行過程，測試時間為400s，行駛里程6955km,平均車速626 km/h，該部分最高速度為120km/h。歐洲由于開發(fā)新型動力車輛的需要，也開展了許多工況的

11、研究，最著名的成果之一就是Modemhyzem行駛工況.（2）美國工況20世紀60年代，研究人員發(fā)現(xiàn)美國加州洛杉磯市的空氣質(zhì)量很差，這主要是人們上下班所用汽車廢氣排放造成的。經(jīng)過調(diào)查，構(gòu)造了一條具有代表性的上下班路線(簡稱LA4)，這條道路上車輛的速度一時問的解析結(jié)果，在1972年被美國環(huán)保局用作認證車輛排放的測試程序(簡稱FTP72)即LA一4C工況。按照LA一4c工況來控制車輛排放削減，可以認為考慮了最嚴格的情形。 1975年在FTP72基礎(chǔ)上加上600S熱浸后和熱態(tài)過渡工況(重復(fù)冷態(tài)過渡工況)三個階段構(gòu)成即FTP75工況，該工況持續(xù)2475s，最高速度912km/h，平均速度3l.4km

12、/h?！?】 由于交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，道路出現(xiàn)許多主干線和高速道路?；贔TP修訂事項，洛杉磯地區(qū)研究者們開發(fā)了許多更加反映真實交通狀況的循環(huán)，而且一些主要成果作為補充的FTP(即Supplementary FTP)應(yīng)用于2001年度后生產(chǎn)車型的排放鍘試。高速工況(Highway Cycle)主要用于高速公路上行駛的車輛。SFTPUS06工況就反映了主干線和高速公路真實的行駛工況，因而被FTP追加為一個附加的工況。為了考核車輛開空調(diào)滿負荷運行的車輛排放情況，還開發(fā)了SFTP SC03工況(Start control 03)?！?】另外美國還有車輛維護檢查的排放試驗循環(huán)IM240，紐約城市工況以及O

13、BD工況。（3）日本工況日本1991年前使用的車輛行駛工況是Japanl0T況。Japanl0工況相當于車輛在城市中心的行駛狀況，車輛在進行Japanl0工況試驗之前，需要進行熱車，即車輛以不低于40km/h的速度最少行駛15min。日本Japan11工況用于模擬車輛由郊外駛?cè)氤菂^(qū)或在郊外的行駛狀況。由于Japan11工況是一個在冷起動狀態(tài)下使用的行駛工況，故車輛在實際測試之前，需要在2030的環(huán)境下至少放置6小時【10】。上個世紀70年代，由于城市結(jié)構(gòu)、交通流量等的變化，日本開始對Japanl0工況加以修改，目前日本使用的就是經(jīng)Japanl0改進后的Janpanl015工況。Japanl01

14、5工況運行時間是660s，最高速度為70km/h，平均速度為227km/h，由三個10工況循環(huán)和一個15工況循環(huán)構(gòu)成。近年來，由于交通狀況的改變，日本正在開發(fā)新的工況(CD3)； 同時，開發(fā)方法和最終的的表現(xiàn)形式均有變化，預(yù)計在2008年得到應(yīng)用。（4）其他形式工況 由于各城市有著不同的道路特征、交通流量分布等，其實際行駛工況和標準行駛工況有所差異，而且實際行駛工況對車輛的影響要比認證工況在排放、燃油消耗等方面嚴厲一些【11】，因此除了上述三種為世界先進國家廣為采用的車輛行駛工況外，尚有許多地方型或城市型的代表性車輛行駛工況的研究和應(yīng)用。這類行駛工況稱為實際工況，實際工況為瞬態(tài)工況。如1978

15、年開發(fā)的澳洲雪梨行駛工況，1982年開發(fā)的墨爾本行駛工況，1989年開發(fā)的法國行駛工況，日本的大城市(東京都、大阪市等)通過以對象干線道為中心調(diào)查后制作的各自獨有的行駛工況、紐約城市工況、紐約公交車工況等。依據(jù)我們統(tǒng)計，用于各種不同用途的工況大約有70種，這些工況的存在極大地促進和豐富了車輛的設(shè)計與開發(fā)。（5）國內(nèi)車輛行駛工況的研究 在法規(guī)采用的行駛工況中，我國現(xiàn)行的國標GB 183522-2001輕型汽車排放污染物測試方法和GBIT 18368-2001電動汽車一能量消耗率和續(xù)駛里程一試驗方法都是基于ECEl5工況的。GBT 125452001乘用車輛燃料消耗量試驗方法中模擬城市工況循環(huán)燃料

16、消耗量試驗也使用ECEl5工況。 在開發(fā)和研究方面上海市環(huán)境保護科學(xué)研究院在1994年曾建立了一個簡單的上海典型工況。在1996年1998年，中國環(huán)境科學(xué)研究院用兩年多的時間進行過中國城市汽車行駛工況和污染物排放系數(shù)測定的研究。近幾年來，中國環(huán)境科學(xué)研究院、中國汽車技術(shù)研究中心、深圳環(huán)保研究所、重慶汽車研究所等科研單位以及清華大學(xué)、天津大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校等在一些經(jīng)濟發(fā)達、環(huán)保要求高的城市如北京、天津、大連、廣州、深圳、香港等城市進行了這方面的研究工作，形成了各自的實際行駛工況，取得了一定的成果，為在這方面的后繼研究積累了一定的經(jīng)驗?！?0，11，12】參考文獻：【1】 Michel An

17、dreDriving Cycles Development：Characterization of the Methods.SAE961112 【2】 Andre，M，AJHickman，DHassel，R.JoumardDriving cycles for emissions measurements under European ConditionsSAE Technical Paper Series 950926 【3】 Beckley,Smith F，Meyer，JL and WAP(Gulf ResearchDevelpoment Co)，Ayres， RU(internationa

18、l researchTechnology Corp1A statistical Approach to Describelng Vehicular Driving CyclesSAE690212 【4】 Bata，Reta1HeavyDuty Testing Cycles：Survey and Comparision，SAE986082 【5】 Watson，HCVehicle driving patterns and measurement methods for energy and emissions assessmentBureau of Transport EconomicsAust

19、ralian Government Publishing Service，Canberra，Australie1978【6】 詹興泉車用催化轉(zhuǎn)化器評價技術(shù)及耐久試驗方法間相關(guān)性研究；【碩士學(xué)位論文】 武漢：武漢理工大學(xué)汽車學(xué)院，2002 【7】 歐盟理事會汽車排放控制指令70220EEC(9869EC)大眾汽車(中國)投資有限 公司與中國汽車技術(shù)研究中心聯(lián)合出版，20017 【8】 王建昕，傅立新，黎維彬編著汽車排氣污染治理及催化轉(zhuǎn)化器北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20005，42 【9】 李興虎編著汽車環(huán)境保護技術(shù)北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20042，159 【10】中國環(huán)境科學(xué)研究院中國城市汽

20、車行駛工況和污染物排放系數(shù)測定研究國家環(huán)保總局科技發(fā)展計劃項目研究報告96309，19993 【11】趙麓張鎮(zhèn)順熊永達香港城區(qū)汽車行駛工況的研究環(huán)境科學(xué)學(xué)報20003 【12】何仁舒昌洪汽車行駛工況的統(tǒng)計分析，江蘇理工大學(xué)學(xué)報，1998，第6期：13本項目的創(chuàng)新點在車輛行駛工況的研究中，無論是在交通流調(diào)查、試驗路線的選擇和試驗實施，還是在數(shù)據(jù)的解析、工況開發(fā)及驗證，均和國外先進水平相當，并取得了許多有價值的方法。但是仍然有不少問題需要深入研究，本文將把對這些問題進行突破性研究作為技術(shù)創(chuàng)新點。持續(xù)改進 我國城市的發(fā)展在處在一個轉(zhuǎn)型期，城市規(guī)劃和建設(shè)都不太穩(wěn)定。通過對工況的深入研究，我們發(fā)現(xiàn)行駛工

21、況具有典型的道路交通流特征。研究表明，城市內(nèi)不同的道路等級對應(yīng)著不同的交通流量、平均車速，在不同的道路等級上，車輛的行駛狀況各有特點；在每一道路等級中，不同的交通強度必然對應(yīng)著不同的行駛工況。城市建設(shè)以及車輛保有量的增加改變著車輛的實際行駛工況，需要對真實的車輛行駛狀況持續(xù)評估并加以修正。 如何應(yīng)用 最終的工況反映的是車輛在道路運行中所有的運動學(xué)水平以及這些水平所占的比例，表達的型式是車速一時間曲線。其最終目的可能是多方面的；確定污染物排放量和燃油消耗量；對新車型進行驗證和校準，評估各種技術(shù)，甚至測定在交通控制方面的風(fēng)險等。除了計算機仿真外，都需要進行實用化處理，形成可實際操作的測試規(guī)范，這就

22、需要深入開展實用化覿范化研究，對檔位、誤差等進行科學(xué)界定。目前國內(nèi)測試大客車關(guān)鍵性能的技術(shù)設(shè)備尚不完善，比較可行而有效的測試是在試驗場地進行，這樣如何使用工況以及進行測試評價就出現(xiàn)一系列的問題(如工況的復(fù)現(xiàn)、測試方法、測試數(shù)據(jù)的處理和結(jié)果的表現(xiàn)形式等)。 國際交流 國際上正在進行混合動力標準的修訂，但是關(guān)于大客車尚沒有統(tǒng)一的認定，正在處于整合之中。隨著汽車工業(yè)世界市場的發(fā)展，車輛的認證和檢測都需要和國際接軌，作為車輛行駛工況同樣也需要與國際標準銜接。4項目研究的應(yīng)用前景預(yù)測通過對符合我國城市交通特征的車輛行駛工況的研究，進一步研發(fā)適合我國車輛行駛工況的節(jié)能型汽車動力系統(tǒng)，以下是前景預(yù)測：1、節(jié)

23、能汽車優(yōu)化現(xiàn)有以石油和內(nèi)燃機為基礎(chǔ)的車用能源動力系統(tǒng)，發(fā)展節(jié)能汽車，重點發(fā)展直噴式內(nèi)燃機及其混合動力系統(tǒng)。利用現(xiàn)有液體燃料基礎(chǔ)設(shè)施，實施汽柴油清潔化戰(zhàn)略，逐步與國際燃油規(guī)范接軌；大力發(fā)展各種合成燃料，尤其是符合中國國情的煤基合成燃料，并與汽柴油混合，形成新型清潔燃料。關(guān)鍵的節(jié)能汽車能源動力技術(shù)如下：（1）高效柴油發(fā)動機技術(shù)轎車柴油機節(jié)能效果與汽油混合動力不相上下。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心分析預(yù)測，如果2020年我國柴油轎車發(fā)展到乘用車的20，則當年可節(jié)約燃料1880萬噸。為此應(yīng)當在我國發(fā)展先進的柴油轎車，但是必須解決好排放控制關(guān)鍵技術(shù)問題。主要包括：柴油機電控技術(shù)，排氣后處理技術(shù)和清潔柴油與代用柴

24、油技術(shù)；柴油機電控高壓燃油噴射系統(tǒng)和智能化發(fā)動機電子管理系統(tǒng)，是綠色高效柴油機核心關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)當大力發(fā)展；柴油機排放控制可采取如下應(yīng)對策略：EGR（廢氣再循環(huán)）技術(shù)成熟，效果顯著，應(yīng)盡快推廣使用；DPF（微粒捕捉器）技術(shù)2010年前將會在歐洲柴油轎車普及，我國需加快應(yīng)用速度；NOx（氮氧化物）催化轉(zhuǎn)換器技術(shù)路線需要慎重選擇，SCR在商用車中的應(yīng)用應(yīng)當引起重視；發(fā)展合成柴油和生物柴油對解決柴油的數(shù)量和質(zhì)量都具有重大意義，要大力發(fā)展代用柴油技術(shù)，力爭在2020年，將生產(chǎn)能力提高到1000萬噸以上。根據(jù)2002年統(tǒng)計，我國農(nóng)用車所消耗的柴油總量與常規(guī)柴油車的柴油消耗總量不相上下。開發(fā)節(jié)能、經(jīng)濟的新型

25、農(nóng)用車并逐步采用農(nóng)業(yè)能源作為燃料對于汽車節(jié)能以及環(huán)境保護具有重要意義。（2）節(jié)能汽油發(fā)動機技術(shù)當前，我國的轎車基本上是汽油轎車，目前采用的轎車汽油發(fā)動機還有20以上的節(jié)能潛力。汽油發(fā)動機節(jié)能技術(shù)的發(fā)展呈如下趨勢：缸內(nèi)直噴技術(shù)、電輔助增壓、電動氣門、可變壓縮比、停缸控制技術(shù)等將在今后五年規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。世界各國正在對直噴汽油發(fā)動機技術(shù)開展深入研究。以日本為代表的非均質(zhì)直噴技術(shù)面臨燃燒穩(wěn)定性和后處理等問題，以歐洲為代表的均質(zhì)直噴技術(shù)正在興起。電動氣門與無凸輪發(fā)動機技術(shù)也在突破之中。電動氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發(fā)動機空氣系統(tǒng)控制和循環(huán)過程管理帶來一系列節(jié)能技術(shù)變革，如取消節(jié)氣門，可變壓縮

26、比、部分停缸等。目前我國轎車主要集中在大城市。在中小城市和農(nóng)村，摩托車和三輪摩托車是主要個人交通工具，保有量已達1.2億輛以上，其節(jié)能環(huán)保水平急待提高，其升級換代趨勢值得關(guān)注。有針對性的開發(fā)具有中國特色的超微型節(jié)能汽油車具有重要的節(jié)能意義和市場前景。（3）先進的混合內(nèi)燃機技術(shù)先進內(nèi)燃機的發(fā)展呈現(xiàn)多重混合化趨勢。燃料供應(yīng)的混合：常規(guī)汽柴油與代用燃料混合。以常規(guī)汽柴油為主，將各種代用燃料，包括醇醚燃料與汽柴油摻混并進行適當設(shè)計將會成為主流燃料技術(shù)。燃燒方式的混合：汽油機均質(zhì)充氣與柴油機壓燃點燃混合。以燃料混合技術(shù)和控制技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合汽油機和柴油機兩種燃燒方式優(yōu)點的均質(zhì)壓燃HCCI內(nèi)燃機技術(shù)正在興

27、起。輸出功率的混合：內(nèi)燃機與電機功率的混合。新型集成化大功率啟動電機/發(fā)電機一體化裝置ISG與新型電源系統(tǒng)技術(shù)既是內(nèi)燃機電控技術(shù)的擴展和深化，也是復(fù)雜混合動力傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊技術(shù)。內(nèi)燃機的混合化是聯(lián)結(jié)現(xiàn)有汽車節(jié)能環(huán)保技術(shù)與新能源汽車技術(shù)之間的橋梁。2、新能源汽車開發(fā)新一代車用能源動力系統(tǒng)，發(fā)展新能源汽車。重點發(fā)展各種液體代用燃料發(fā)動機及其混合動力汽車，逐步過渡到采用生物燃料的混合動力和可充電的混合動力；進一步發(fā)展以天然氣為主體的氣體燃料基礎(chǔ)設(shè)施，分步建設(shè)長期可持續(xù)利用的氣體燃料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；以天然氣發(fā)動機為基礎(chǔ)，發(fā)展各種燃氣動力，尤其是天然氣/氫氣內(nèi)燃機及其混合動力；發(fā)展新一代燃料電池發(fā)動機及其

28、混合動力，到2020年，達到規(guī)模商業(yè)化水平；大力推進動力電池的技術(shù)進步，發(fā)展適合中國國情的純電動車尤其是微型純電動車。以城市公交車輛為重點，以點帶面，穩(wěn)步推進新能源汽車的示范與商業(yè)化。（1）車用能源轉(zhuǎn)型的方向和重點車用能源轉(zhuǎn)型的方向?qū)氖?、天然?煤層氣、煤基燃料向生物質(zhì)燃料和化石能、核能及可再生能源制氫和發(fā)電過渡。從資源來源看，中長期車用石油替代燃料的主體將來自三方面：煤基燃料、生物燃料、天然氣燃料。到2020年，總量將可達到3000萬噸以上，占車用燃料總消費的1520，與歐盟的預(yù)期目標基本相同。從車輛應(yīng)用角度看，車用代用燃料主要有三類：含氧燃料（醇/醚/酯）、合成油（BTL/CTL/GT

29、L）、氣體燃料（甲烷氣/合成氣/氫氣）。含氧燃料技術(shù)成熟，是近期推廣應(yīng)用的重點，一般以摻混使用為宜。合成油與現(xiàn)有車輛技術(shù)體系和基礎(chǔ)設(shè)施完全兼容，而且是一種優(yōu)質(zhì)的環(huán)保燃料。其技術(shù)也還有較大的改進余地。從中長期看，將成為一種主體代用燃料。氣體燃料中，甲烷氣是近中期的重點，以天然氣為例， 2020年，我國天然氣供應(yīng)量可達到1200億m3以上，如拿出10左右用于汽車就可替代1000萬噸左右汽柴油；合成氣是各種一次能源通過氣化工藝制成的富氫氣體，是各種汽車新型燃料的原料氣，也可直接用作車用燃料，在車用能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著關(guān)鍵作用；氫氣是一種原料來源廣泛、尾氣排放為零的環(huán)保燃料，是車用能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標之一。

30、根據(jù)國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要，我國將從基礎(chǔ)科學(xué)研究、前沿技術(shù)創(chuàng)新、工程應(yīng)用開發(fā)等多個層面實施對氫能技術(shù)的重點突破。（2）汽車動力轉(zhuǎn)型與混合動力汽車動力系統(tǒng)是一個完整的體系，包括燃料、發(fā)動機、動力傳動系統(tǒng)三個主要層次。根據(jù)生命周期循環(huán)分析，從油井到車輪的效率來看，源于石油的最佳組合是：汽油/柴油內(nèi)燃機混合動力；源于天然氣、煤的氫燃料電池及其混合動力可與合成燃料內(nèi)燃機及其混合動力競爭。近年來，汽車動力系統(tǒng)最大的突破是混合動力技術(shù)，它為汽車動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)平臺。當前，內(nèi)燃機混合動力轎車產(chǎn)業(yè)化是動力轉(zhuǎn)型的里程碑。采用混聯(lián)式汽油混合動力系統(tǒng)的轎車城市工況可節(jié)油40%左右?；旌蟿恿€為汽車排放控

31、制尤其是城市工況條件下的排放控制提供了有效的新途徑。鑒于我國私人轎車主要集中在大中城市，混合動力轎車非常適合在我國推廣使用。同時,我國是一個公交車大國,在公交車中推廣使用混合動力車輛也具有重要的節(jié)能環(huán)保意義。要借鑒我國汽車產(chǎn)業(yè)在發(fā)動機電控噴射等技術(shù)變革中所積累的開發(fā)經(jīng)驗和商業(yè)模式，并通過稅收優(yōu)惠等激勵政策，大力開發(fā)和推廣混合動力。今后，發(fā)展我國混合動力有兩條技術(shù)路線值得重視：一是轎車混合動力的模塊化。通過功能模塊的發(fā)展與組合逐步推進汽車動力的電氣化。從只具備自動啟停、怠速關(guān)機功能的“微混合（micro-hybrid）”、以并聯(lián)式混合動力發(fā)動機為主體的“輕混合(mild-hybrid)”和以混聯(lián)

32、式為特征的“全混合(full-hybrid)”，隨著電功率的比例逐步提高，最終過渡到串聯(lián)式“可充電混合(plug-in-hybrid)”。二是城市客車混合動力系統(tǒng)的平臺化。發(fā)電機組+驅(qū)動電機+儲能裝置構(gòu)成了混合動力系統(tǒng)的基本技術(shù)平臺。通過換用不同的輔助動力總成(APU)適應(yīng)從汽、柴油內(nèi)燃機到氫能燃料電池各種不同的能源動力轉(zhuǎn)化裝置，形成油電、氣電、電電各種不同混合動力，促進動力系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡與轉(zhuǎn)型。三、項目研究方案1研究目標車輛行駛工況要符合本國家或地區(qū)車輛行駛特征，要與所在國家或地區(qū)交通狀況相協(xié)調(diào)。我國汽車行業(yè)多年以來尚沒有符合自己國情的行駛工況，本文的目的就是開發(fā)我國車輛實際行駛工況。本文主

33、要借鑒國內(nèi)外同類研究的方法成果，結(jié)合我國具體實際探討車輛實際行駛工況的開發(fā)方法，并將自行開發(fā)的工況與國際標準工況進行對比研究，通過試驗室和道路環(huán)境的具體應(yīng)用修正代表性工況。使其適合于車輛的設(shè)計和檢測。2項目研究的主要內(nèi)容通過對我國典型城市(北京、上海和廣州)主要道路進行交通流量調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，完成試驗道路的優(yōu)化選擇，并實施道路實際行駛工況的試驗調(diào)查。闡述說明車輛行駛工況車載測試系統(tǒng)，基于現(xiàn)有FLOWTRIC油耗采集系統(tǒng)以及非接觸速度傳感器測試系統(tǒng)，專門開發(fā)速度跟蹤系統(tǒng)，可以任意設(shè)定行駛工況，適用于行駛工況的評價。完整提出并實施了車輛行駛工況的開發(fā)方法，基于車輛運動學(xué)片段分析，應(yīng)甩主成分分析、

34、動態(tài)聚類分析等數(shù)據(jù)分析理論，獲得了符合我國城市交通特征的車輛行駛工況。 基于實際道路上形成的車輛行駛工況，研究了工況的實用化(試驗用運轉(zhuǎn)循環(huán))，并與目前國外采用的認證行駛工況進行了對比分析。3擬采取的研究方法、實驗方案、技術(shù)路線研究方法：車輛行駛工況的開發(fā)過程并不是固定不變的，而是隨車輛技術(shù)的發(fā)展逐步完善，本論文論述的方法是基于運動學(xué)片段的組合構(gòu)建方法。 構(gòu)建工況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是車輛實際行駛特征數(shù)據(jù)，是基于完善的試驗道路設(shè)計而獲得的速度時間數(shù)據(jù)。將車輛行駛速度數(shù)據(jù)劃分為獨立的運動學(xué)片段，即從一個怠速開始到下個怠速開始作為一個運動學(xué)片段，然后計算這些片段的特征值，形成具有特征值的片段數(shù)據(jù)庫；根據(jù)各片

35、段的特征值，利用主成分分析方法降維處理這些片段，根據(jù)聚類分析理論把運動學(xué)片段分類；根據(jù)不同類片段的數(shù)量和特征，在滿足目標工況的要求下提取運動學(xué)片段，組成具有一定時間或行程長度的目標工況；對于形成的目標工況根據(jù)相關(guān)準則進行驗證，得到最終的代表性行駛工況。實驗方案：一試驗方法的確定：試驗方法的主要內(nèi)容是要確定利用儀器設(shè)備如何獲得試驗數(shù)據(jù)。目前常用的有三類獲取數(shù)據(jù)的方法。 (1)平均車流統(tǒng)計法。該統(tǒng)計方法又稱為代表工況法，其選擇駕駛員駕駛試驗用車，在選定的時間段以及選定的試驗道路上隨平均車流行駛。平均車流統(tǒng)計法操作方便，具備一定的主動性，但需要規(guī)劃試驗路線和時間，常受先入之見的“駕駛指示”影響，實際

36、上不能稱之為標準的駕駛行為。 (2)車輛追蹤法，即測量被跟蹤的目標車輛的方法。該方法一般劃定某一測試地理范圍，隨意追蹤前方目標車輛；當目標車輛超出測試范圍后，改換另一目標車輛。車輛追蹤法具備一點的隨意性，但不一定能全面顧及不同的道路類型，且對駕駛員技術(shù)要求較高。 (3)自主行駛法，即由車主按各自正常目的駕駛私人車輛的方法。該方法在時間和道路方面沒有規(guī)定，隨意性強。其主要優(yōu)點是車輛在正常使用狀態(tài)下行駛，具備足夠數(shù)據(jù)采集儀器的情況下易獲取不同車型大量的數(shù)據(jù)。但它不能針對確定的道路類型，也不能提供關(guān)于位置、交通流等信息，試驗周期長。 鑒于試驗的實際情況，本次課題研究中乘用車采用了平均車流統(tǒng)計法；公交

37、車采用選定的公交線路上實車搭載測試儀器和車輛追蹤相結(jié)合的方法。二規(guī)劃試驗道路：如果采用第3種方式獲取數(shù)據(jù)，則不需考慮道路怎樣確定的問題。 如果采用第1種數(shù)據(jù)獲取方式，那么道路的確定方法將至關(guān)重要，這需要線路的調(diào)查和資料的積累和利用“。道路調(diào)查是開發(fā)車輛行駛工況的最基礎(chǔ)的階段，其目的是從許多條道路中篩選出代表性的試驗路線，這種路線反映了車輛在道路上的空間和時間規(guī)律，其結(jié)果能夠以少量試驗獲得能夠代表全局特征的統(tǒng)計結(jié)果。 研究表明，城市內(nèi)不同的道路等級對應(yīng)著不同的交通流量、平均車速，在不同的道路等級上，車輛的行駛工況有不同的特點；在每一道路等級中，不同的交通強度必然對應(yīng)著不同的行駛工況。 當然我們可

38、以設(shè)計同時有10輛車(甚至更多)在某區(qū)域內(nèi)不重復(fù)的道路上同時運行，采集足夠的樣本，統(tǒng)計出車輛運動學(xué)水平以及各自的份額；但是實現(xiàn)這種準確的方法需要大量的人力和物力。那么，我們變化一個角度，基于著名的交通流理論(V=K*Q，其中V：車速；Q：車輛流量；K車輛間距) ，通過交通流調(diào)查獲得交通流水平和份額所對應(yīng)的路線；這樣在忽略時間差異前提下，可以用少量的車輛在這些路線上運行調(diào)查來獲取車輛運動學(xué)數(shù)據(jù)。這是一種既科學(xué)合理又易于操作的方法。 車輛行駛工況主要受道路等級(快速道、主干車、次干道及支路以及車道數(shù)、機非混合等)、交通強度(車輛流量、周轉(zhuǎn)量或飽和度等)以及交叉口密度(路段內(nèi)交叉型式和數(shù)量)以及時間等四大因素的影響。通過調(diào)查、收集城市區(qū)域內(nèi)一個周期內(nèi)交通流的相關(guān)數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析(計算路段運動學(xué)得分)、將不同得分分類成幾種不同層次的類別，再根據(jù)研究者的條件進行不同數(shù)量的概率抽樣，確定試驗路線和試驗時間。 如果采用車輛追蹤法，只需劃定測試范圍，不需要設(shè)計專門的試驗道路。 三試驗車輛和駕駛員的確定