基于物理模型的汽车轻量化生命周期评估



基于物理模型的汽车轻量化生命周期评估

轻量化是用于改善车辆燃油经济性的一种关键策略。使用更轻的材料（如铝、镁和复合材料）代替传统材料（如钢），减少了车辆使用时的能量消耗和温室气体（GHG）排放，但轻质材料在生产和车辆制造中通常会增加能量消耗和温室气体排放。对车辆使用期间质量减轻的生命周期引起的燃油消耗进行定量评估。提出了一种新的基于物理方法来评估由质量引起的燃油消耗（MIF）。基于美国环境保护局对2013年车辆燃油经济性试验的106条记录，在0.2～0.5L/（100km·100kg）范围内通过使用公开可用的数据来计算MIF值，说明了该方法的实用性。当轻量化应用到高燃油消耗和高功率的车辆上时，效果更加显著。使用所提到的基于物理的模型，为未来的车辆轻量化生命周期评估研究打下了坚实的基础。

在车辆零部件生命周期评估（LCA）中，对于阶段存储分析，建议使用MIF值来计算由质量引起的MIF。MIF值等于燃油消耗减少量（FRV）除以总机械效率。该模型的优势是，在一个轻量化的实际范围中，有、无动力系统调整下的总机械效率几乎相等，可以使用无动力系统调整下的MIF值代替有动力系统调整下的MIF值。该模型关键的策略含义是轻量化取决于车辆燃油经济性和功率。具有先进传动系统的车辆，如混合动力电动汽车（HEV）、电池电动汽车（BEV）和燃料电池汽车（FCV）等，会有不同范围的效率参数（如热力学效率和机械效率）。

刊名：Environmental Science & Technology（英）

刊期：2013年第47期

作者：Hyung Chul Kim et al

编译：王欣欣