不是中文核心期刊--期刊级别： 国家级期刊 车辆与动力技术《车辆与动力技术》论文要求主题明确、数据可靠、逻辑严密、文字精炼，内容力求有创新。文稿必须包括中英文题名、作者姓名、作者单位、中英文摘要和关键词、中图法分类号、正文、参考文献。 《车辆与动力技术主管主办：中国科学技术协会 中国兵工学会快捷分类：工业汽车工业 工程科技II出版发行：北京 季刊 A4期刊刊号：1009-4687, 11-4493/TH创刊时间：1979 影响因子 259审稿时间：1-3个月期刊级别： 国家级期刊
说实话，核心很难发的。
科技论文投稿是非常严谨的，首先我们需要把我们的作品尽量的写好，主要是逻辑清楚，没有标点符号这样的常识性错误。我们的论文才更有可能被编辑接受。
有公式、有图、有表比较容易发表些，论文首先符合发表要求。
文章要抓人眼球。
汽车维修技师，电话024-23284626，地址:沈阳市和平区十一纬路29号，邮编110003，编辑部:张永。
还好吧，有新的论题，然后好好表达出自己的想法后，有足够的数据支撑，难度不是很大。刚中，审核的老师很负责，很耐心，围绕几个问题讨论和修改了几遍后ok。但是时间的确不短前后一共1年多吧
国家级期刊，快的话，一个星期左右可以看到是否录用通过，出刊的话，大概1-3个月左右哈杂志编辑按
像 萌芽 新蕾 的好像都可以 《萌芽》投稿需知一、本刊主要栏目简介及稿件要求小说?小说家族?刊登万字左右的短篇小说为主，反映青年人的生活风貌。爱情、校园、社会、成长等。有青春气息，有完整情节。文字流畅好读。偶尔也采用出色的小中篇。类型小说：如武侠、幻想、悬疑、成人童话等形式，也属本栏目内容。散文 ?校园清泉?校园清纯故事，明快而温馨。?校园江湖?边缘和非主流，另类和反叛，有生动的事件和个性张扬的人物。?青春心事?青春期免不了的心事，或明丽，或忧伤，或隐晦，浸润在一个个小情节和生活细节中，不是空泛的倾诉，而是具体入微的描述。?青春物语?青春故事。与小说的区别在于并不着力于故事的曲折与文字的铺陈，要求更小的叙述视角以及更为精短的篇幅。情感真切。?成长记录?成长过程中最难忘珍贵，富有启迪性的场景，应该是这个栏目中最需要的内容。?第一类接触?游历文字。避免表面化，要有深入的描述。?异域传真?来自异域的第一手资料，与青春、成长有密切的关联。?虚构之刀?想象在此可自由飞翔，可变形，可荒诞。但故事的构建和形式的表达需有一定的新锐性，实验性。?我说我在?议论和叙事相兼，或以议论为主。观点鲜明犀利，事例准确有力。忌空泛，杂乱，似是而非。?咖啡吧?有点小资，有点情调，可供咀嚼，回味悠长的心情故事。?幽默小站?漫画或文字，风趣恢谐，轻松快乐，令人一笑。 纪实?纪实风?本栏目主要由本刊编辑特别策划、采写或约稿。也欢迎作者主动投稿。稿件包括两种形式。1．完整的纪实作品。2．提供素材或采访线索。稿件要求话题性、真实性。纪实作品既可以是全景式的描述，也可以小角度的开掘。社会现象，校园内外，人生百态，历史钩沉，时尚前沿，重大事件，凡人小事，题材无边界。文字叙述生动，畅达，平实，有表现力。拒绝太过华丽和文艺腔。若是素材提供需具备请专人采写的可操作性。长篇优秀的长篇小说用于本刊的 “小说连载”栏目，以及《萌芽书系》的出版。二、投稿方式1．纸张稿邮局投寄：邮寄地址：上海市巨鹿路675号萌芽杂志社，邮编200040。请在信封上标明稿件体裁（小说、散文、纪实、长篇四类选其一）以及所投栏目。2．网上投稿：投稿邮箱： 。请务必在邮件主题一栏里标明稿件体裁（小说、散文、纪实、长篇四类选其一），以便于系统自动识别分类。并请在正文部分标明所投栏目。3．因为投稿邮箱存在难以预料的不稳定性，因此如果一旦遇有网上投稿障碍，还请作者及时以纸张稿邮局投寄。三、要约本刊向投稿者要约如下：1．自投稿稿件自发出之日（以邮戳和电子邮件发送日为准）起，三月内未收到本杂志采用通知，可转投其他媒体。2．凡在本刊发表的作品，本刊享有两年专有出版权。在此期间内，任何媒体、出版物，如需转载、摘编本刊发表的作品，均须同时获得本刊授权。3．投稿者若抄袭、模仿他人作品等侵犯他人知识产权的；或者稿件内容侵犯他人名誉权、隐私权、人格权的，由投稿者承担相应法律责任，自负文责。4．本刊一律不退稿，请自留底稿。切勿一稿二投。稿件发表后，本刊即寄样刊和稿酬。5．凡在本刊发表的作品，视为投稿者已经授权本刊结集出版，本刊享有相应的汇编权。投稿者的作品由本刊汇编成书出版后，将按照著作权法规定的汇编作品稿酬标准一次性支付稿费。6．凡向本刊投稿者，除附有书面特别声明外，均视为投稿者承诺本刊上述各项要约。 新蕾的 投稿明细： 1、投稿信箱不分工接收各栏目稿件 2、恋物、心吟浅唱栏目由于杂志栏目和内容调整，暂不接受稿件了，请同学们不必再投。 3、品味栏目已改版，组稿方式改为主题式组稿，具体请阅读以下的投稿细则，稿件依然投到 蔷薇花园——朴素的字眼，有着不动声色的波澜汹涌。把那些感动你情之所致幻化成笔端最隽永的风景，无论青涩、甘美或酸楚，那些人那些事又怎能随风而逝？情感故事，与你有约。5000字以内。 故人歌——一种人物别样情。同人的世界，因有了无限可能，便风流尽现。无论是漫画的游戏的……让我们在同人小说里细细体味鲜活人物的前世来生吧。3000-5000字 寻梦廊——天马行空，笔下诡异，写出你浪漫无边的奇幻异想。奇幻、玄幻、科幻……一网打尽。1500-8000字 夜迷城——怪诞、灵异、惊悚、奇情……一场颠覆传统的脑力激荡和文笔秀你准备好了吗？1500-5000字 璇玑图——剥丝抽茧，山水渐露，表象的外衣下是赤裸的真相，用推理打碎一切悬念。8000字以内。 精品——摘撷睿智隽永的故事美文，展示文图俱佳的漫画短篇。故事每篇1000-5000字。漫画故事稿请以16P内为佳。 小说连载——故事性文学性俱佳的长篇小说佳作。内容不限，长而不赘，言语有味。每篇12000-20000字。 松鞘月——江湖风云、侠客柔情，剑走偏锋，要的是区别于传统武侠的新武侠。篇幅以5000字以内为佳。 卷首——故事性哲理性惧佳的千字美文。 要求未发表过。漫友有修改权。 稿件不要同时发往多个信箱，造成资源浪费。 今日起各小说栏目稿件部分信箱，所有稿件以下邮箱皆可接受处理 魔名 淳子 天蓝的蓝 （回复“备审”的文章，是通过初审还没最后决定的稿子，最后经众小编“会审”及主编“终审”决定稿件是否采用） 来稿注明姓名、笔名、地址、邮政编码、电话、QQ、或任何方便联系的东西。 画稿投稿信箱 ★其他栏目（请注意，恋物和心吟两个板块已暂停，目前不接受稿件中） 恋物有声 分2个版块， 一个是恋物小故事，心情独白也可，围绕某件“物品”，展开。1000-1200字，尽量配图，实物照片最佳。 声掠影： 品味改版为主题式，投稿请自定主题，每则影评不超过500字，其他评论介绍不超过400字，以短小精辟为主。总字数2500字，或5000字。其他具体要求请参考本刊内容。 不再接受单篇评论投稿。请互相转告。 品味栏目的投稿地址为： 心吟浅唱 1200字左右，有完整的故事情节，与歌曲相联系，风格清新灵动。 投稿信箱 另外，注意，字数少于1000是没有稿费的。所以你写出来能为我所用的文字没有超过1000，就只有样书。 09年9月改版之后 “STORY100”征稿启事 我们面对的是重生与变身后的新世界。一切都似曾相识却又截然不同。这个空白的世界，让我们和你们一起来填满吧。 未完结 今日的你仍然意犹未尽，那便让我们期待来日的重逢吧。来月此时，不见不散。让一次次的再会酝酿成最美的诗篇。 长篇小说连载，每篇12000——20000字。 情非得已 化为泡沫的和藏在心中的，延伸向未来的和指向往日的，飞舞着的和坠落的，残缺的和破碎的。一切的一切，只因情非得已。 校园小说，篇幅5000——8000字为佳。 游园迷梦 欢迎来到梦的世界。这里是真实亦是虚妄，是喜亦是悲，一切都取决于你们的心和幻想罢了。 古装&幻想小说，篇幅5000——8000字为佳。 新纪元 或许此刻他们仍然是陌生人，但是当他们背过身去，你会发现闪耀在他们背后的星光。 潜力新人在此出没。 投稿须知 1、所有来稿均需为首发稿。文稿仅接收电子文档形式，不收打印或手写稿。稿酬为千字60元起。敬请注明：笔名、真实姓名、联系地址、邮政编码（有电话和E-mail、OICQ更佳），以便联系。需要退稿者请自备贴足邮票写好地址的回邮信封。 2、邮寄稿三个月内没有收到回复、电子稿一个月内没有收到回复者，有权将稿件另行处理。 3、本刊对来稿保留修改权，不同意者请预先声明。 4、来稿请在信封左下角或电邮标题处标注所投栏目名。 5、稿件一经采用，即付优酬。此征稿启事长期有效。 投稿地址： 广州市邮政专业信箱1488号“STORY100”编辑部 邮编：510060 投稿信箱： (魔名) (博丽冷夜) (淳子) S101投稿细则及众编信箱（4月24日更新） 开版之初，先作个自我介绍 同学们好，我是四月（也就是顾天蓝）#_# 身份为〈新蕾·STORY101〉编辑。 因为之前身为S100的编辑，已经在其版面里出现很多次了，相信同学们对我不是太陌生-0- 我的邮箱未变，依旧是在上半月使用的 也就是洋芋公布的那个。 我会继续努力，希望大家支持我*_* 《新蕾·STORY101》投稿细则 纯真年代 此栏目做为“承上启下”之作用。选稿标准与上半月“蔷薇花园”雷同。所以栏目不再做多要求。清纯动人的爱情稿件即可。背景不限。 篇幅8000字以内为佳。 倾城之恋 现代都市言情。情节要曲折、出人意料。时尚华丽或隽永动人。 篇幅10000字以内为佳。 异度空间 奇幻或诡异题材。以现代、未来背景为主要选取方向。推理、惊怵，总之非主流类情感稿件均可投稿。 篇幅10000字以内为佳。 暗香浮动 古代稿。故事要新颖。避免重复常见题材。情节曲折些，看开头能猜到结尾的稿子，文字再华丽也是没有用的。仍是以爱情为主。 篇幅8000字以内为佳。 卷首 “麻雀虽小五脏俱全”，700字以内的精短故事难道不能波澜起伏、扣人心弦？优美精炼的语言，引人静思的寓意也同样不可或缺。 S101各小编投稿信箱 四月 塔罗 一尘 画稿投稿信箱 关于投稿，以及投稿后的查询问题，可以在下面发贴询问-0- 附： 如何给“STORY101”投稿 1，逐个栏目来说明一下投稿的注意事项 [倾城之恋] 栏目名称既然有“倾城”二字，文章自然要有一定的成熟度，然而也不可过度，成人、敏感、禁忌话题文中尽量避免出现（如果非写不可，或是文章中心在此，那么语言隐晦，一代而过，把握好尺度）。也就是说，这个成熟是建立在思想以及语言的层面上的。 [纯真年代] 这个栏目与上半月的“蔷薇花园”相似，没什么可说的。篇幅较之上半月略长，因此全篇的整体性与故事的曲折度、细节的饱满度也随之增强。 [异度空间] 稚嫩的童话式及漫画同人类不要。 故事寓意应有深意，可供人回味。 天马行空，匪夷所思的题材，只要心思缜密，全局安排妥当，便是符合栏目要求的。 至于吸血鬼、前世今生、鬼魂之说……暂且免了吧，这类题材太过显而易见，读来已经没什么新鲜感。当然我不是绝对拒绝这些题材，只要能写得出众，别具一格，也是可以为之。 [暗香浮动] 这个栏目比较容易把握。古代稿，语言亦是要古色古香。情节曲折离奇的便可。 青楼艺妓、杀手……之类题材见得太多，毫无新意，不甚可取。 2，投稿时请选定一个编辑的邮箱，不要再投往他处。以免造成编辑们的重复劳动。 况且一个作者跟多个编辑，不合规矩。如果你的投稿被选中，都不知道该算谁的，难免造成纷扰。 3，一般我回复投稿邮件时都是言简意赅。而且会说明被退稿的原因。如果只说“不合适本刊”便遭退稿命运的，就不用再来询问，“不合适”已经是最大的理由了。 投稿时可以用附件也可以直接粘贴。题目、笔名、联系方式请逐一写好，以免稿件选中却没有作者具体信息。这一点很重要，因为很多同学都是长久才上一次网的，逮到不容易。 还有，非常重要的一点，如果是以WORD文档写稿，请用宋体五号字，黑色，以免造成编辑的阅读困难。毕竟每天对着电脑时间太长，看到“花样百出”的文字眼睛会很不爽。
你参考一下吧来稿内容、字数不限，任何形式皆可，如散文、诗歌、小说、剧本、评论、论文、游记等。投稿作品必须出自原创，并且在中国期刊网首发，不得作假，一经发现，将取消作者的投稿资格，情节严重者，将在首页进行公布。投稿者若有抄袭、模仿他人作品等侵犯他人知识产权的；或者稿件内容侵犯他人名誉权、隐私权、人格权的，由投稿者承担相应法律责任，中国期刊网概不负责。作品发表要求：期刊保留审稿、退稿和修改稿件的一切权力。投稿不接受含有下列内容之一的作品：1、反对宪法所确定的基本原则的；2、危害国家安全，泄露国家秘密，颠覆国家政权，破坏国家统一的；3、损害国家荣誉和利益的；4、煽动民族仇恨、民族歧视，破坏民族团结的；5、破坏国家宗教政策，宣扬邪教和封建迷信的；6、散布谣言，扰乱社会秩序，破坏社会稳定的；7、散布淫秽、色情、赌博、暴力、凶杀、恐怖或者教唆犯罪的；8、侮辱或者诽谤他人，侵害他人合法权益的；9、含有法律、行政法规禁止的其他内容的；其他情况，将根据收录原则进行处理，不一一列举。 1、所有作品无论是否发表，作者均依照《中华人民共和国著作权法》享有著作权。2、所有投稿作品投稿期刊及其相关合作机构（包括网站、出版物、移动网络等），享有有使用权。 要求作者有一定的学历或者前置的职称（初级、中级、高级），一些要求作者学历、职称、已发表过多少文章等等。
不容易中。主要看你的能力，投稿文稿应具创新性、科学性、导向性、实用性。 来稿文字务求准确、精炼、通顺、重点突出，这样中几率比较大一些。
新手投入写作之前要先确定自己擅长的写作领域和文体。选择适合自己的投稿目标平台。新手投入写作之前要先确定自己擅长的写作领域和文体。先从自己的长项入手，擅长各种散文就先多写多练散文，作为自己投稿写作生涯的突破口。新手必须有一样拿得出手的才行，先求专再求全。自己不擅长的领域先不要写，驾驭不好的文体先不要尝试，开始的时候信心最重要，不要看到征稿启事就按捺不住，要先认真分析结合自身情况再做决定。万事开头难，通过自己擅长的文体打开突破口，积累自信以后路就好走多了。选择适合自己的投稿目标平台。新手最初的平台选择不宜盲目追求高大上，国内一线报纸杂志每天的投稿量数不胜数，作为新手选择这样高起点的平台难以出头，不如把目光锁定在那些三线媒体杂志，你所在城市的地市级报纸就是个稳妥的选择。报纸发行量大，且每天都会出版，对读者来稿的需求量也大，竞争相对比杂志低一些。你只需买份报纸找到上面的评论版以及副刊版，仔细研读上面的征稿启事，看清要求，一旦有适合自己发挥的领域就要马上动笔，早写完早投给编辑，这样见报的希望也会大一些。切记，一定要按照征稿启事上的要求写作。值得一提的是，给报纸投稿一定要对这份报纸有个初步的了解，风格、定位等等要明确，虽然全国的城市生活类报纸都差不多，但各家报社对稿子的口味还是有所不同的，这需要你多研究一下这份报纸每天评论版上发表的文章是什么风格？副刊版上登出的文章又有什么特色？同样的题目你会怎么去写？你写出的有没有见报的文章好？多找找差距和不足。另外，投稿前不要随便联系编辑，直接写完稿子按照联系地址投给他就好，稿子多日未见发表可以适当联系下编辑，一定要注意态度谦和些。当你在报纸上发表的稿子越来越多之后，经验积累得足够丰富了，你也可以尝试更高的挑战，向杂志社投稿。杂志社跟报社的情况不同，由于出版周期长，再加上对稿件风格文体要求更严格，投稿难度要大得多，所以前期要投入的精力也比较多。跟向报社投稿一样，起初你需要多买几期你要投稿的杂志，研究各个栏目的定位，把握杂志面向的读者群的口味，写读者爱看的文章，尤其是故事性强的小说等等。揣摩编辑的喜好，记住各各栏目编辑的名字，查看杂志每一期相应编辑选择的文章，把握编辑的审美口味。这些工作必须去做，心里有把握了在动笔写，做到知己知彼才能百战不殆。不论是给报社还是向杂志社投稿，一定要认清和编辑的关系，我们投稿的文章是为了给广大读者看的，就应该迎合读者的口味，而编辑的工作是为了帮读者选择可读性强的好文章，本质上说，你和编辑都是为读者服务的，同时编辑还掌握着你投稿文章的命运，所以一定要和编辑搞好关系，不需要刻意低声下气地讨好，起码的尊重就足够，理解编辑工作的辛苦之处，要多换位思考，甚至要养成一种编辑思维，文章写好后要用编辑的眼光来审视自己的文章，不要给编辑增加额外的工作量。要多注意细节，在这种尊重的基础上才能得到互相的尊重，编辑也才会对作者印象深刻，不要自视甚高，即使编辑没有认可自己的文章也不要觉得编辑没有眼光，调整好心态继续努力。
不容易中。主要看你的能力，投稿文稿应具创新性、科学性、导向性、实用性。 来稿文字务求准确、精炼、通顺、重点突出，这样中几率比较大一些。
舒服的税收往往是热门政治争论的来源。在1776年美国殖民地对英国税收的愤怒引发了美国革命。200多年以后，罗纳德?里根以大幅度降低个人所得税为号召当选总统，在他入主白宫的8年期间，个人所得税最高税率从70%下降为28%。1992年，比尔?克林顿当选的部分原因是因为当时的总统乔治?布什没有遵守他在1988年大选中的诺言：“相信我的话：没有新税。”我们在第六章中开始研究税收。在那里我们说明了，一种物品的税收如何影响它的价格和销售量，以及供给和需求的力量如何在买者与卖者之间划分税收负担。在本章中，我们要扩大这种分析，并考察税收如何影响福利，即市场参与者的经济福利。乍看起来，税收对福利的影响似乎是显而易见的。政府征税是为了增加收入，而这种收入必然来自某人的口袋。正如我们在第六章中所说明的，当对一种物品征税时，买者和卖者的状况都会变坏：税收提高了买者支付的价格，并降低了卖者得到的价格。但为了更充分地理解税收如何影响经济福利，我们应该比较买者和卖者减少的福利和政府增加的收入量。消费者和生产者剩余的工具使我们可以进行这种比较。分析将表明，税收对买者和卖者的成本超过了政府增加的收入。
《中国汽车》杂志社投稿须知：1．请无涉及保密内容；请确保论文的真实性和客观性；文责自负。2．论文必须具有原创性，有独到见解和学术价值，未在任何刊物公开发表。3．每篇论文字数3000-8000字，应按照学术论文的格式用word编排，文档名称为“论文标题-第一作者单位-第一作者名字”。4．论文格式要求：（1）书写顺序：标题、作者姓名、作者单位、摘要和关键词（中英文）、正文、参考文献、作者简介（如为基金项目请务必在页脚注明）。（2）论文体例：①文章标题居中，一般不超过20字，三号宋体加粗；副标题在下方居中，前面加破折号；②作者姓名在标题下方，空一行，居中；作者单位在作者姓名下方，居中，外加圆括号，五号宋体字；③摘要在正文前，根据文章篇幅确定字数，一般不少于150字，小四号宋体加粗；④关键词一般不超过5个，小四号宋体加粗；⑤英文标题、作者单位、摘要、关键词一律用Times New Roman字体，其余要求同中文部分。⑥正文、参考文献一律用小四号宋体字，5倍行距。（3）论文标题应不超过三级，排序方式为1、1、1……（4）参考文献和注释格式遵从国内学术期刊规范要求。（5）图片、表格标题请按阿拉伯数字顺序编号，图表中数据请注明单位；（6）文后附作者简介，内容包括：一寸照片1张，姓名，性别，出生年月，毕业院校、学历，所在单位、部门及职称/职务，已发表文章，通信方式（地址、电子邮件和电话）等。（7）其他未尽格式请参阅《汽车科技》已刊发论文。5．请根据探讨方向注明稿件类别。6．请自留底稿，没有通过审阅的稿件恕不退还。7．格式不符合要求的稿件不予审阅。
与传统的涡轮增压器或机械增压器相比，内燃机采用机械涡轮复合增压系统具有更多优势。机械涡轮复合增压系统将机械增压、涡轮增压和驱动耦合装置集成在一起，通过涡轮轴和连续可变传动机构(CVT)之间双向传递扭矩的高速驱动系统，能够在涡轮轴和发动机曲轴之间实现对总传动比的控制。由于避免了超速和涡轮迟滞的限制，涡轮的高效设计成为可能。日本五十铃汽车公司认识到了机械涡轮复合增压系统的优势，和日本超级涡轮技术公司共同评估了机械涡轮复合增压系统相对于传统的涡轮增压器的收益。该研究记载了数年来对机械涡轮复合增压器的仿真、开发和发动机试验验证，描述了对8 L柴油机的稳态性能的优化研究。在瞬态响应性能和驾驶循环效率提升相关研究的基础上，阐述了机械涡轮复合增压系统与传统涡轮增压器不同的工作方式，以及如何通过精确控制和平衡增压压力、空燃比、高压废气再循环(EGR)、增压功率和耦合至发动机的功率来提高发动机的稳态性能。机械涡轮复合增压系统的灵活性高，可根据制造商的目标，通过控制策略来平衡或聚焦优势。研究结果包括对排放的影响、通过涡轮和压气机的基础气动设计和控制策略以实现排放最小化。0 前言 机械驱动的涡轮增压系统能够控制涡轮转轴的速度，由此不仅可以提供高效的增压压力，而且能够实现涡轮功率的输出。发动机可以通过该装置控制增压压力和空气流量，可以在发动机全工况实现性能和排放的最优化。机械涡轮复合增压系统具有较多优点，包括瞬态循环效率、冷起动性能、低氮氧化物(NOx)排放性能、小型化、降转速、后处理需求的减小、发动机有效功率的提升和更为简单的性能优化控制算法等。本研究重点阐述了8 L柴油机采用机械涡轮复合增压系统获得的稳态效率。日本五十铃汽车公司认为，对于商用车而言，未来柴油机动力仍是主流，提高商用车的燃油经济性对于抑制全球气候变暖是非常重要的。五十铃汽车公司重点关注能够高效利用废气能量的机械涡轮复合增压系统，将其作为改进柴油机燃油效率的1项措施。废气涡轮增压器只能在可获得足够废气能量的工况下发挥作用，但是机械涡轮复合增压系统通过机械驱动装置将涡轮轴和曲轴直接连接，可以回收更多的废气能量，减小废气能量损失。本文重点讨论了模拟仿真方法，以及该方法在实际发动机上进行的验证，同时也阐述了机械涡轮复合增压系统的技术优势。1 模拟仿真 2011年，五十铃汽车公司和超级涡轮技术公司合作开展了1个项目，评估了1台8 L柴油机采用机械涡轮复合增压系统可获得的收益(图1)。该项目的研究初衷是为了评估柴油机采用机械涡轮复合增压系统潜在的效率收益和发动机的运行性能，但在评估过程中，工作重心改变为聚焦发动机减小排量和降低转速的研究工作，采用更高的功率强化技术和对系统进一步优化，以达到最高的热效率。1 初步研究本次研究通过建立1台8 L基准发动机的仿真模型，开展建模研究。发动机模型在GTPower软件中运行，对基准发动机的功能和性能进行了标定。同时，建立了1个机械涡轮复合增压系统模型，并与基准发动机的可变几何涡轮增压器(VGT)进行了比较。基准发动机和减小排量的发动机分别定义了A、B、C、D 4个运行工况点，用于仿真计算(表1)。完成这些对比后，定义了小排量发动机更高功率的新运行工况点，这些工况点成为新发动机项目的运行点。减小排量后的发动机的目标是取代原8 L大排量发动机，同时保持功率、扭矩，以及瞬态响应时间不变。2 初步的模拟仿真结果减小排量的发动机运行工况点确定后，在GTPower软件中开展了发动机的模拟仿真。发动机的涡轮、压气机和运行条件经过微调但发动机物理结构参数没有改变。在发动机的满负荷工况，由A、B 和C3个工况点的结果可以看到热效率有大幅提升，同时高压废气再循环(EGR)流量增加、NOx排放降低。但是部分负荷工况点D的热效率仅有小幅提升，这一工况是热效率的主要关注点。仿真计算的结果数据见表2。在初步仿真计算结束后，研究通过改变压缩比和配气正时等方式提高工况点D的热效率。压缩比的评估结果显示，压缩比提升到5，同时进气阀关闭相位IVC延迟20 °CA，热效率和总体性能可以实现最佳平衡。基准发动机的压缩比提升到5，进气阀关闭相位的几种延迟角度仿真结果数据见表3。由于压缩比的增加，工况点C的缸内最高燃烧压力超过了限值，建议将工况点C的功率降低。在对涡轮设计的评估中，可以认为工况点C的效率降低是在可接受的范围内，因此重点关注工况点D的效率。通过预测评估，得到涡轮和压气机的特性图谱，同时确定增压系统的设计目标。通过迭代设计，形成了几种涡轮方案，并对这几种涡轮方案进行了评估计算对比，如表4所示。匹配“V31”涡轮方案的发动机可以在所有运行工况点实现排放和效率的最佳平衡。初步的模拟仿真结果显示，实现更高的扭矩目标通过提高总效率是可以实现的，因此建议转入样机开发阶段。 2 样机开发 在第1阶段仿真计算的基础上，转入实际样机的硬件开发阶段。项目目标是采用压缩比为5、进气阀关闭相位延迟20 °CA 的米勒循环、机械涡轮复合增压器进行仿真研究。原机的压缩比为5，采用奥托循环和VGT增压器，后又被改为两级增压，如图2所示。工况点C的平均有效压力达到05 MPa时，缸内最高燃烧压力超过了限值，因此工况点C的平均有效压力改为85 MPa。样机硬件的开发经过多次迭代，历时6年。经过仿真计算、设计、加工，以及在8 L发动机上进行验证，对驱动涡轮增压的硬件不断地进行改进设计，提高其性能、耐久性，并进行简化设计，降低制造成本。机械驱动的涡轮增压器可以通过皮带传动系统或者是通过齿轮式功率输出装置与发动机连接。该8 L发动机的机械涡轮复合增压系统是通过齿轮式功率输出装置驱动的，包括1个离合器，能够在发动机起动工况或怠速工况，以及紧急停车工况断开驱动装置与涡轮轴的连接，这是因为发动机起动工况和怠速工况下不需要提供增压压力(图3)。涡轮轴的转速可以通过1个连续可变的行星齿轮机构进行精确控制，行星齿轮机构安装在发动机和增压器之间。在发动机转速较低时，采用1个行星齿轮箱将发动机的转速提高到驱动增压器所需的合适的转速范围。该行星齿轮箱未来会被集成式齿轮功率输出装置(PTO)淘汰。高速行星齿轮驱动系统通过泵轮的液压油可以平顺地将功率由发动机传递给涡轮轴或者将功率由涡轮轴传递给发动机。当发动机运行在稳态工况时，设计的涡轮可以获得更多的排气能量，不仅满足压气机所需的功率，而且可以给发动机提供额外的功率。当发动机运行在瞬态工况时，机械涡轮复合增压系统运行在超级增压模式。通过发动机传递给涡轮增压器的功率为发动机快速地提供增压压力，以减小涡轮迟滞。机械涡轮复合增压比常规的涡轮增压器效率更高，因为在超级增压模式涡轮还起到辅助提高增压的作用。在重型柴油机上，采用机械涡轮复合增压系统的涡轮迟滞时间比普通增压器减少50%以上。机械涡轮复合增压系统在车辆制动时也可以提供超级增压，使得缸内制动压缩功耗增加，为长途大型卡车提供更大的安全保障。1 样机的初始概念验证试验样机所建立的模型包括1个定制设计的涡轮和1个现有的涡轮。试验样机的配置如图3所示，通过试验系统的搭建和试验测试，得到该系统相对两级增压系统在效率方面的收益。第1次样机测试的试验硬件标准如表5所示。2个对比方案为:(1)1台8 L柴油机，压缩比为5，采用狄塞尔循环、N6HK1涡轮，降低发动机转速，减小发动机排量，实现目标转速和平均有效压力；(2)1台8 L柴油机，压缩比为5，进气阀关闭相位采用延迟20 °CA 的米勒循环，采用机械涡轮复合增压系统，降低发动机转速，减小发动机排量，实现目标转速和平均有效压力。试验测试显示，现有的增压器由于发动机喘振导致发动机在一些工况点无法运行。在其他运行工况的试验和仿真计算结果中可以看到效率的改善。因此，通过定制设计涡轮和压气机以更好地匹配发动机的运行工况。2 样机硬件配置1针对配置1的样机进行了多项改进，为替换现有压气机，定制设计了1个具有更高效率、更大的喘振裕度、更低运行转速的压气机。同时，对增压器的驱动机构进行了其他的改进设计，包括具有更高功率的全新连续可变行星齿轮机构。通过对压气机蜗壳的处理，增加了喘振裕度，采用1项新的轴系推力控制设计，取消了涡轮推力轴承及驱动机构上的被动式加载机构。初步的研究计划是发动机运行在更高压比和采用米勒循环正时系统，但是实际试验的发动机并没有做这些调整。在8 L发动机上进行这些改进，机械涡轮复合增压系统与原机的VGT增压器相比，在运行工况点A、B、D超过了仿真目标，结果如表6所示。为了低负荷工况及其他工况的效率，牺牲了运行工况点C的效率。2 3 样机硬件配置2在配置1的硬件完成后，将机械涡轮复合增压系统直接与新的两级增压系统进行了对比测试。通过对全工况脉谱图的对比，机械涡轮复合增压系统在一些工况的效率比两级增压的效率高，而在其他工况两级增压的效率更高。需要注意的是，配置1的样件是为米勒循环发动机而设计的，但是试验测试的发动机并没有采用米勒循环，所以在涡轮压气机叶轮与实际的米勒循环发动机匹配时，效率会更高。同时，其他部件的改进设计也会进一步提高效率。表7为对最终的样机能够改进设计和能够获得的收益所进行的预测。第5代发动机相对于第4代发动机的改进是驱动机构内部的优化。其他大的改进是为现有发动机不采用米勒循环而设计了新的涡轮和压气机。研究人员对新型38 mm 连续可变行星齿轮机构也进行了改进，使其传递功率更大，可以在更高的传动油温条件下连续运行。新改进设计的PTO去掉了行星齿轮，从而降低了行星齿轮传递损失，同时更换了更小的机械泵，也带来了效率的提升。在增压器驱动机构中增加离合器，可以在发动机起动和怠速工况下断开驱动连接，从而消除了怠速工况下的驱动功率损失。如图4所示，全工况运行脉谱图显示了配置1与两级增压相比的测试效率的对比数据。新配置与两级增压对比的预测结果如图5所示。高效率的特性曲线延伸到了发动机高速区域，由于离合器分离，去掉了发动机运行图谱的低速左下角区域。如图5所示，除了20%负荷以下区域及最高转速50%负荷周围很小的区域外，热效率都比采用两级增压的发动机更高，预测的最大效率提升达70%。研究人员搭建了最终的样机并进行了试验。如图6所示，在运行工况点的最终效率提升数值与预测值吻合的非常好。 3 机械涡轮复合增压系统1 机械涡轮复合增压系统调试装有机械涡轮复合增压系统的发动机与装有标准涡轮增压器的发动机运行特性不同。因为机械涡轮复合增压系统的涡轮转轴的惯量大小对于克服涡轮迟滞的作用不再关键，因此其涡轮和压气机叶轮可以设计得更大。由于机械涡轮复合增压系统的机械损失随着转速的增加而增加，叶轮直径大的增压器相对标准增压器可以降低涡轮转轴的角速度从而减少机械损失。大直径的涡轮可以更好地匹配排气进入涡轮的速度，同时可以保证涡轮内部径向叶栅的强度。由于大的涡轮效率更高，可以从排气中获得更多的能量，并通过耦合机构将功率传递给发动机。机械涡轮复合增压系统的另一设计准则是涡轮的“喉口”设计。更小的“喉口”会使得涡轮的功率更高，但是也增加了发动机的泵气损失。这种折中关系可以在发动机最重要的运行工况的设计阶段中进行优化。当发动机运行在高压EGR区域时，驱动EGR 所需的排气压力通常是驱动涡轮的压力。机械涡轮增压器的涡轮采用固定截面的涡轮，因此发动机在低转速时，驱动EGR 的涡轮截面尺寸确定了涡轮的“喉口”设计。由于采用标准涡轮增压器时，只要压力差存在，EGR流量就不会受到限制，能够容易地调整优化效率或排放所需的流量。同样，当EGR 流量改变，由于采用标准涡轮增压器，增压压力不会受到影响。在设计阶段完成后，机械涡轮复合增压系统通过连续可变传动(CVT)来改变涡轮的转速。高CVT速比产生更高的涡轮转速可以使发动机的进气流量增加，因此可以提高缸内的燃烧效率，尤其是在发动机低速工况。在发动机高速高负荷工况下，当增压空气量超过所需数量时，采用低CVT 速比，使得涡轮转速降低，而向发动机输出更多的涡轮功率。在给定的工况点，较低的涡轮转速和更小的空气流量可以降低NOx排放，增加EGR 流量。这样可以直接控制空气流量，在发动机低速工况提高增压压力、增加空气流量，在高速工况降低增压压力、减小空气流量，相对于传统的涡轮增压器是比较有利的，因为传统增压器在低速工况增压压力较低，而在高速工况增压压力又超出限制。采用机械涡轮复合增压系统可以在各转速工况下提供给发动机最优的空气流量，而不像采用传统增压器的发动机只能在一定的运行工况点空气流量最优，而在其他工况点并不是最优的。图7~图10为通过改变EGR阀的位置及改变机械涡轮复合增压系统的CVT 速比获得的规律曲线。图7为工况点A 在不同EGR 阀位置和CVT 速比条件下EGR率和增压空气流量的关联关系的仿真结果。与采用VGT涡轮增压器及EGR阀时的非线性结果相比，采用机械涡轮复合增压系统，通过EGR 阀位置控制EGR率，通过CVT速比控制增压空气流量，控制曲线划分的区域近乎完美。为了简化控制需求，可以使增压系统运行更加稳定。需要注意的是，当EGR完全关闭时，EGR的泄漏也已经考虑在内。图8和图9为工况点A 在相同的CVT 速比和EGR率条件下通过仿真计算得到的比油耗和NOx排放的图谱。燃油经济性和排放的折中关系通过这两幅图可以直观地看出来，CVT速比越大(空气流量越大)和EGR阀开度越小(EGR 流量越小)，发动机燃油经济性越好，但同时NOx排放越高。基于发动机的使用条件，可以选择最优的运行点使得燃油经济性最好并且排放最低。如图10所示，在CVT速比和EGR阀位置相同的条件下，对运行工况点A 机械涡轮复合增压系统输出到发动机的涡轮功率进行仿真计算。随着增压空气流量和EGR率的增加，涡轮输出的耦合功率增加，而且可以反向输出功率，意味着可以实现超级增压。这就阐明了机械涡轮复合增压系统可以通过涡轮轴额外增加或者输出功率来提供所需的增压空气流量和EGR流量，而不用考虑涡轮和压气机的功率平衡。2 机械涡轮复合增压系统的运行与标准的涡轮增压器相比，机械涡轮复合增压系统具有不同的运行特性和基本原理。涡轮增压器在稳定运行条件下，涡轮的功率与压气机和轴承损失功率之和必须平衡。因为没有功率从涡轮轴输入或输出，只能由涡轮传递给压气机，这就限制了涡轮增压器的运行。机械涡轮复合增压系统可以将功率由涡轮转轴输入或输出，因此不再受到压气机功率与涡轮功率平衡的限值。如果在发动机低速工况时，需要额外的压气机功率实现更高的增压压力，机械驱动机构从发动机曲轴获取功率输入涡轮增压器，机械涡轮复合增压系统可以实现超级增压。同样，如果涡轮功率超出了压气机需求的功率，多余的功率可以通过机械机构输出传递给发动机。图11通过对转速1 000 r/min满负荷运行工况点阐明了这个概念，为发动机运行工况提供所需的进气歧管压力。随着压气机和涡轮效率的提升，压气机所需功率降低，同时涡轮提供的功率增加。标准涡轮增压器在运行时，压气机和涡轮的功率平衡。当增压系统效率提高时，机械涡轮复合增压系统可以将涡轮多余的功率输出给涡轮轴，再提供给发动机。3 高压EGR高压EGR是柴油机控制NOx排放采用的常规技术措施。排气直接从排气歧管经过中冷器然后进入发动机的进气歧管，与增压进气混合稀释，从而减少发动机缸内NOx的形成。为了使高压EGR 系统能够运行，需要提供压力梯度来驱动EGR，排气歧管的压力必须高于进气歧管的压力，需要涡轮入口的压力能够提供足够高的排气能量，且远远超出了驱动压气机所需的能量。常规的涡轮增压器无法利用这些额外的排气能量，但是机械涡轮复合涡轮增压器可以将这些额外的能量通过涡轮耦合器输出给发动机。图12为基准的两级涡轮增压器和机械涡轮复合增压系统在相同转速、满负荷运行工况时的排气能量利用情况。基准两级涡轮增压器的涡轮能从排气中回收利用部分能量，而压气机则通过消耗能量来提供增压压力水平。机械涡轮复合增压系统能够实现更高的增压器效率，因为能量回收利用了额外的涡轮功率，将额外的功率输出到发动机，增加了发动机的综合效率。4 涡轮效率的比较当前的基准涡轮增压器是系列化的，采用旁通阀使得增压器运行在一定的特性区域。即使单个的涡轮或压气机的效率很高，但是由于在涡轮采用旁通阀，导致增压器从废气获得的能量转化为进气增压压力的总体效率较低。表8为发动机4个主要运行工况点的涡轮和压气机的功率流的评估。考虑到机械损失在内，基准两级涡轮增压器的功率流是基于液力轴承进行评估的。基准涡轮增压器必须使涡轮的总功率等于压气机功率加上机械损失功率，很多排气的可用能没有被利用。机械涡轮复合增压系统的机械损失较高，但是涡轮和压气机效率更高，因此能够从排气中获得更多的能量，而且把额外的能量传递给功率耦合器，转化为发动机功率。在工况点B和C时，由于机械涡轮复合增压系统的涡轮几何尺寸是固定的，涡轮入口的压力较高，从排气中额外获得功率。高排气压力导致发动机的泵气损失增加，但是回收到发动机的额外功率更多，足以抵消增加的泵气损失。表9为这些运行工况点涡轮和压气机效率的评估结果。尽管基准的两级增压器单独的部件效率可能较高，但是由于采用旁通阀和多级增压，导致总体效率的降低，特别是运行点B的效率较低。由于发动机运行工况在2个增压器的最优点，所以旁通阀开度较大。机械涡轮复合增压系统保持了更高的单级涡轮和压气机的效率。 4 结论 日本五十铃汽车公司对多年来模型仿真研究和样机试验研究进行了总结，在空气动力学和机械设计研究的同时开展了机械涡轮复合增压系统如何获得收益的研究。首先，机械涡轮复合增压系统可以通过额外的控制实现对增压压力和空气流量的精确控制；然后，机械涡轮复合增压系统可以将高压EGR 工况下涡轮获得的额外功率输出到发动机。通过模型仿真手段，对空燃比、EGR 流量和涡轮输出功率进行了控制，找到了最优的运行条件。随后，通过几轮次的硬件试验测试，修正了基本性能的预测值。研究主要关注了稳态工况下的效率收益，下一步研究将重点关注其他的收益，例如超级增压的效率、瞬态响应性能、驾驶循环效率、发动机有效功率提升，以及有害排放物的降低。由于发动机空气流量控制具有众多好处，加上很多可实现的收益，机械涡轮复合增压系统会成为发动机大幅提升效率的装置。其他改进的持续实现，将使得机械涡轮复合增压系统像常规涡轮增压器一样常见。图13为当前的机械涡轮复合增压系统与原来设计的机械涡轮复合增压系统的对比。其中的1个主要变化是将连续可变的行星齿轮机构集成到主壳体内，代替了原来采用的单独壳体，质量与原来的设计相比降低了14 kg。由于采用大框架尺寸设计，该机械涡轮复合增压系统可应用于5~0 L范围内的大多数发动机，只需要改动除定制涡轮机械部件外的几个部件。注：本文发表于《汽车与新动力》杂志2020年第4期作者：[日]BSUELTER等整理：高英英 曹杰 编辑：虞展本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
被誉为新一代环保车型的燃料电池汽车可不使用传统化石燃料，而以来源丰富的氢气作为燃料，运行后的排放物只有水，且不排放CO2。燃料电池汽车通过电机驱动车辆，可兼顾静音性与良好的行驶性能，燃料填充时间较短，并能确保与内燃机汽车相近的续航里程。各汽车制造商目前正在积极开展针对燃料电池汽车的研发与推广工作。介绍了丰田公司燃料电池系统(TFCS)及燃料电池堆的结构、设计与控制。着重阐述了燃料电池系统的1项核心技术，即“水管理控制技术”，以及基于燃料电池堆的设计过程与燃料电池堆内部状态的可视化及计测技术。0 前言近年来，由于地球温室效应日益加剧，石油资源也在日渐枯竭，能源安全(尤指稳定供应能源等)问题得以不断凸显，运行中不产生CO2的新能源汽车逐渐引起了广泛关注。丰田公司于近期设立了“CO2零排放目标”，并提出到2050年，提高新能源汽车的销售比例，目前正在对此开展相关研究(图1)。FCV 具有以下特点：(1)以氢气作为燃料，氢气可通过化石燃料在内的多种能源进行制取，来源广泛；(2)行驶中的排放物只有水；(3)由于主要驱动装置是电机，所以可充分兼顾静音性与良好的行驶性能；(4)具有较短的燃料填充时间，同时能确保与内燃机汽车相近的续航里程。目前，社会各界正迫切希望该类环保车型得以实用化。考虑到FCV的诸多优点，研究人员认为FCV同样也可满足中长距离的运输需求(图2)。丰田公司于2014年在世界范围内首开先河，上市销售了量产型FCV“MIRAI”车型。此外，丰田公司于2018年上市销售了沿用了该燃料电池系统的新型燃料电池城市客车“SORA”(图3)，而且针对轻型货车的验证评审也正在逐步开展中(图4)。 1 丰田公司燃料电池系统丰田公司将混合动力技术定位成新能源汽车的核心技术，将混合动力系统的发动机替换为燃料电池系统，将燃油箱替换为丰田公司的燃料电池系统(TFCS)(图5)。燃料电池系统由进行发电的燃料电池堆、供应氢燃料的氢气系统、供应氧气的空气系统，以及冷却系统所构成(图6)。燃料电池堆发出的电能通过燃料电池升压转换器向主驱动电机及高电压蓄电池等高压系统供电(图7)。就对燃料电池堆发电有着重要影响的电解质传导性而言，其灵敏度会随着附近环境的相对湿度而发生显著变化。不仅如此，反应过程中生成的水会影响到燃料电池堆内的燃料供应过程，因而对生成水的管理可谓至关重要。本文论述了基于燃料电池堆水管理而进行的相关设计与系统控制。 2 燃料电池堆燃料电池堆通过设计单电池的电极面积和单电池数量，从而获得所需的电能。在通常情况下，单电池由作为氢气与氧气反应部位的膜电极总成(MEA)、显微渗透层(MPL)、气体扩散层(GDL)、用于从外部供应氢气和空气的气体通道，以及隔板等部件构成(图8)。丰田公司通过对燃料电池流道及MEA 进行改进，使燃料电池系统实现了高密度化。此外，由于对单电池内部弹簧机构的有效应用，简化了电池的连接构件。同时，由于电池本身的薄型化，缩小了体积尺寸。而且，随着隔板材质的调整，电池全重有效减轻了，使电池具备较高的功率密度(1 kW/L 与0 kW/kg，图9)。结果表明，燃料电池电极铂催化剂的使用量还降低了(图10)。不仅如此，为避免降低接触阻力并确保耐蚀性，隔板的表面处理工艺也从电镀金处理调整为较廉价的聚合非晶碳镀层(PAC)，从而显著降低了成本。1 高电流密度化电池性能是由理论起动电压的损失(超电压)所决定的。超电压总体可分为以下3类：源于催化反应的“活性化超电压”，源于电子、质子移动的“电阻超电压”和源于反应过程的“浓度超电压”(图11)。就聚合物电解质燃料电池(PEFC)而言，由于发电过程中生成的水处于液相状态，单电池内的气体扩散受阻会导致浓度超电压进一步恶化。另一方面，在易于形成蒸汽的高温区，由于电解质附近的相对湿度有所降低，作为质子移动电阻的电阻超电压也会相应增加。通过以上分析，如要实现燃料电池的高电流密度化，针对发电过程中生成的水而开展的构件设计及控制是至关重要的，为燃料电池水管理技术的核心理念。2 降低浓度超电压在低温及普通运转温度区，由于发电而生成的水会滞留于空气极侧的电池流道、GDL、MPL 及MEA中，从而产生浓度超电压。在通常情况下，与气体流道不接触的GDL及MEA内容易积存液态水。而在丰田的MIRAI车型上配装的燃料电池堆的单元流道结构，采用了3D细网格状结构。在优化了氧气供应并排出液态水的同时，由于隔板表面具有一定亲水性，将液态水导向流道表面，进而降低了浓度超电压(图12、图13)。此外，在GDL内，通过调整碳素纤维与黏合剂的比例以实现最优化。而在MPL方面，通过实现碳黑颗粒的粗颗粒化而降低透水压力，使气体扩散性提高约2倍，进而降低了浓度超电压。3 降低电阻超电压为了确保PEFC中电解质的质子传导性能，需使电解质周围环境保持湿润状态。在常规的燃料电池系统中，通过加湿器可排出反应中生成的水，将其返回燃料电池堆并进行加湿处理。配装在MIRAI车型上的TFCS，可通过结构简化以提高可靠性。丰田公司以降低成本为目标，取消了该类加湿器，基于自加湿理念而对各个构件进行设计，由此实现了与以往相似的高温性能(图14)。自加湿的工作机理是在干燥的空气入口处通过氢气极对空气进行加湿。该设计方式不仅兼顾了各个构件，而且与冷却水流量及氢循环泵流量等系统实现了有机结合。燃料电池在高温状态下运转时，空气极入口湿度会相对较低。在MEA 内部的催化剂附近，质子传导性会逐渐恶化，进而会使电阻超电压有所增加。在外观上，催化剂有效表面积减少，使燃料电池性能恶化。通过增加包覆催化剂电解质官能团的方式，以确保催化剂有效表面积的不变。在提高质子传导性的同时，通过电解质/载体碳比率的最佳化及催化剂载体碳的实心化，即使在低湿度环境下，也能有效增加催化剂的表面积。同时，通过该措施还实现了单电池流道形状的最佳化，有效抑制了空气极入口处的干燥趋向。除了针对上述构件的设计过程外，由于系统自身运转条件得以最佳化，即便在高温环境下，单电池的发电过程也可处于稳定运行状态，从而将超电压的发生可能性控制在最小限度以内(15、图16)。另一方面，由于燃料电池在低湿度条件下进行发电会出现游离基浓缩现象，导致电解质化学性能逐步老化。同时，由于薄膜化会引起机械特性降低，进而导致薄膜裂纹等问题。研究人员采取的对策包括向电极添加游离基淬灭材料，降低铁离子污染，以及利用3D细网流道使电极表面压力均匀化，以此确保了其耐久性能(图17)。 3 燃料电池堆的水管理控制为使燃料电池堆的发电性能时常保持在最佳状态，研究人员根据交流阻抗法，并通过车载装置计测了MEA构件的电阻，进而对燃料电池的运转条件进行调整。1 基于交流阻抗法的含水量计测图18示出了常规燃料电池的等效电路。图中Rohm为电解质膜的电阻，Rvoid为GDL的电阻，Rion为电解质的电阻。这些电阻会随着含水率的不同而发生变化。在处于适度的湿润状态时，各部位电阻值均保持在较低状态。在冷却过程中，由于GDL内部液态水大量存在，导致扩散阻力有所增加，所以Rvoid值会相应增大。相反，在高温运转时等含水率较低的状态下，Rohm和Rion会有所增大，并产生电阻超电压。燃料电池升压转换器(图7)的直流指令电流值是通过重叠高频与低频的2种正弦波电流值而进行计测的。Rohm是通过高频正弦波重叠电流计测的阻抗值(HFR)而计算得出的。另一方面，Rvoid是根据LFR，再针对Rohm及Rion进行计算而得出的。2 燃料电池堆的自加湿控制TFCS在高温状态下运转时，改变氢气极的工作条件以进行水管理。为使水得以有效分配到氢气极表面，根据相关运转条件，可通过控制氢气泵以增加氢循环量。在确保了必要的氢循环量之后，通过降低氢气极入口压力的方式，促使氢气极表面的水实现不断流动。由于上述对策的运用，催化剂附近环境较为湿润，即便不采用外部加湿处理，也能有效提高系统运转时的环境温度(图19)。3 燃料电池高温运转时的水管理控制以计测方式得出的阻抗值为基础，控制MIRAI车型氢气泵流量、燃料电池水温等参数，由此进行水管理。图20表示进行水管理控制时车辆在较陡坡道上高速行驶时的评价结果。图21则示出了在未进行水管理控制的条件下，车辆在较陡坡道上高速行驶时的评价结果。在进行水管理控制的条件下，Rohm数值较为稳定，冷却水温度上升情况受到抑制，由此可以得到燃料电池堆的输出功率。另一方面，在未进行水管理控制的条件下，由于受到冷却水温度的影响，阻抗值出现了较大的变动，同时也无法确保同样的输出功率。此时，燃料电池堆的电池特性也面临着同样问题，即在全电流区的阻抗值较高，无法输出规定的电压。可认为该现象是电解质膜等部件的电阻超电压有所增加的原因之一(图22)。另外，由于电压降低，燃料电池堆的发热情况也会逐步加剧，进而导致冷却水温度上升。该结果表明，电解质及电解质膜的含水率有所降低，导致燃料电池发电特性面临着进一步恶化的现象。由以上分析可知，水管理控制可使电解质膜等部件处于稳定状态并得以润湿，同时改善燃料电池堆的发电特性，并能有效抑制冷却水温度的上升。4 0 ℃下起动时的水管理控制燃料电池系统在0 ℃下起动时面临的主要问题是燃料电池系统内部的残留水及由于发电过程中生成的水会出现冻结现象，无法向MEA 及时供应工作所需的氢气与氧气。由此面临的最恶劣情况即为燃料电池无法正常发电。图23示出了在0 ℃环境下的系统控制流程图。在0 ℃环境下燃料电池系统采用的水管理技术理念主要是确保起动时气体供应系统得以正常运转。在水即将冻结时，采用可使燃料电池系统升温到0 ℃以上的“快速暖机”控制系统。5 降低含水量控制通过测量阻抗值，可以计算出燃料电池堆发电部位的含水量。GDL内的含水量能充分利用Rvoid进行管理。降低含水量控制是在运转过程中及系统停止运行时，控制冷却水温度、空气流量、氢气循环量等参数，并合理调节阻抗值，以便即使在0 ℃以下的环境内进行起动时，也不会面对由于气体扩散所导致的问题，从而使燃料电池实现顺利起动(图24)。6 快速暖机控制在燃料电池堆的温度处于0 ℃以下时，发电特性比正常运转时更低。同时，由于生成的水逐渐冻结，导致燃料电池堆无法实现持续发电(图25)。因此，当冷起动时的温度在0 ℃以下时，为了能继续发电，须使燃料电池堆的温度处于0 ℃以上。燃料电池堆在发电时，随着各类能量损失的出现，会同时出现发热现象。燃料电池堆处于正常运转工况时，须使发热量处在最小限度内，并高效运转。如需实现燃料电池堆的快速升温，应降低反应过程所需的空气量，进而逐渐增大浓度超电压(图26)。图27示出了在-15 ℃温度环境下的快速暖机控制。根据燃料电池温度为-15 ℃时的实际车辆评价结果，从系统校验后的8 s开始，燃料电池堆即可进行发电。由于一方面须维持一定的输出功率，另一方面须缓慢地降低电压，使燃料电池堆的发热量有所增加，最终将燃料电池输出功率控制为5~90 kW。此外，目前已确认了燃料电池堆可在32 s左右的时间内增温至0 ℃以上。 4 结语本文以燃料电池系统的1项核心技术“水管理”为研究对象。运用可视化及计测技术，实现了定量化处理，将该技术有效运用于燃料电池堆的设计与系统控制过程中。水管理是燃料电池堆的1项关键技术，今后还将依据相关原理，对燃料电池堆的运作机理进行说明，从而推进燃料电池堆系统的小型化、低成本化,以及性能提升等方面的工作。注：本文发表于《汽车与新动力》杂志2020年第3期作者：[日]?今西啓之等整理：彭惠民编辑：伍赛特本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。