汽车效率的提高通常是通过对零部件和控制系统的渐进式修改来实现的,而这往往需要花费数百万美元。但现在,西南研究院(Southwest Research Institute)领导的一个团队利用互联互通和自动化技术,将2017款丰田普锐斯Prime的效率提高了20%。
该团队与密歇根大学和丰田汽车北美分部的合作者合作,由美国能源高级研究计划署(Advanced Research Projects Agency - Energy)赞助,是其下一代互联和自动道路车辆能源技术项目的一部分。这项技术开发计划设定了一个雄心勃勃的目标:在不改变动力系统、不影响排放、安全和驾驶性能的情况下,将普锐斯Prime的能耗降低20%。
SwRI动力系统控制部门经理Sankar Rengarajan表示:“我们知道这些工具有可能对燃油效率产生巨大影响。“车辆连通性和自动化已经被用于有效地提高车辆的安全性和驾驶员的便利性。对于这个项目,我们能够挖掘那些现有的数据流,并以一种新的方式使用这些信息。”
车载传感结合了从车到车、从车到基础设施和从车到一切的数据,为预测驾驶环境和开发新技术提供了所需的信息。该团队通过开发下一代车辆动态和动力系统控制软件实现了这些优势,该软件旨在主动使用“前瞻性”信息来预测车辆的动力需求。
为满足这些效率目标而开发的新工具包括生态路径、生态驾驶和动力分配优化。
Rengarajan说:“我们喜欢把生态路由称为谷歌能源地图。”
使用像谷歌Maps这样的地图工具,司机可以设置他们的目的地并查看路线,这些路线可能会让他们多花几分钟时间到达目的地,但更省油。虽然这项技术对环保消费者很有吸引力,但对于运输和服务车队来说,节省5-10%的燃油消耗每年可节省数百万美元。
生态驾驶利用邻近车辆的信息来减少加速度,而功率分割优化利用路线和速度的知识来优化电池和发动机的操作,以更有效地满足电力需求。
SwRI的工程师利用内部资金,在一个移动司机咨询应用程序中部署了生态驾驶技术,该应用程序可以在普通智能手机或平板电脑上运行。这款司机咨询应用程序与交通信号灯和道路基础设施连接,可以“看到”前方半公里的地方,并提醒司机提高驾驶效率。例如,如果前方几个街区出现红灯,该应用程序会告诉司机以每小时几英里的速度加速或减速,以避免停车。对于重型卡车来说,红灯时完全停车,绿灯时重新启动发动机是一项重要的燃料消耗来源。
该团队还建造了一个独特的联网自动车辆(CAV)底盘测功仪,该系统可以测量力、扭矩和功率,并与交通模拟软件连接,为测试新技术提供一个可控、可重复的环境。该模拟器使用来自得克萨斯州沃斯堡的真实数据进行校准,对于评估控制算法和准确量化能源消耗至关重要。
SwRI安娜堡技术中心的助理主任Scott Hotz说:“这些工具不仅可以应用于任何道路车辆,而且我们相信还需要做出更多的改进。通过直接改装车辆和发动机来提高效率,这是一个巨大的飞跃。”
随着该项目的成功,SwRI团队正在与监管机构和商业机构合作,将新工具商业化。另外,美国能源部已经提供了320万美元,用于研究在不同类型的车辆上使用CAV技术的好处,以及评估智能基础设施解决方案的影响,如智能十字路口,作为能效移动系统倡议的一部分。
西南研究所
connectedpowertrain.swri.org
了下:绿色工程