此次论文的目的是评估在替代动力系统的轿车中可能实现的一次能源效率的未来。为了能够比较使用不同能量载体的车辆的系统效率，将一次能源效率用作比较的措施。一次能源效率考虑了从井到车轮的所有能源使用。本文比较了基于化石燃料，生物质能和可再生能源一次电能的能源的主要能源效率。如果关键技术的发展成功，能源效率在发展中处于高度优先地位，则本文中所表达的未来效率是可以实现的。

当比较使用相同能量载体（如汽油）的动力总成时，无需考虑一次能源效率[11,12]。当使用在燃料生产和分配期间具有不同程度的能量损失的不同能量载体时，一次能量效率分析是必要的[6-8]。一些研究在评估中不包括可再生燃料[7]，其他研究不包括在比较中今天相关的所有备选动力总成[6,8,14]。

    在本文中，我们专注于化石和可再生资源的一次能源效率，我们包括了目前最有希望的替代动力总成。另外一个重要的特征就是调查了所有不同车型和能量转换方法的未来潜力。这项研究未能显示将来能够实现哪些能源效率，但是哪些能源效率可以实现。From优T尔K论M文L网wWw.YouERw.com 加QQ75201^8766

2。 方法

   研究的动力传动系统包括BEV中的电动传动系统，内燃机（ICE）和FCEV的HEV。这些车辆是未来可能的常规电动汽车的替代品。研究的重点是动力总成技术在10 - 20年内潜在可用。时间尺度是为了能够评估潜力而不考虑开发不同动力传动系所需的时间。还对ICEV的未来发展进行了评估，并与其他动力传动系进行了比较。

    化石燃料、生物质能和风能、太阳能或水力发电的一次电力为未来家用轿车主要使用的一次能源，可用于计算一次能源的效率。动力传动系统效率，车辆效率和初级能源效率的定义如图1所示。 WD是主要能量，WC是供应给车辆的能量，WB是供应给动力传动系的能量，WA是车轮上的有用能量。

动力总成效率，hpowertrain = WA / WB

车辆效率，hvehicle = WA / WC

一次能源效率，hprimary = WA / WD。

    动力总成效率由动力总成中不同部件的效率计算。组件效率假设是在正常的驱动时间表下达到的未来平均效率。为了计算车辆效率，由于加热所需的功率以及在怠速期间不需要能量和使用再生制动的益处，因此对动力系的效率进行了校正。一次能源效率包括用于能量提取，转换，分配和存储的能量。植物，建筑物和车辆中所体现的能量不包括在内。对于电力来说，使用了一个边缘的观点，这意味着电力供应的效率被计算为系统为车辆提供能源所需的辅助电力生产的效率。

    假设替代车辆具有与现有车辆相同的舒适度，性能和尺寸。然而，看待效率将不会给出所有的答案，因为未来的权重可能因替代方案而异（特别是对于BEV）。第5节讨论了通过减少车辆重量，滚动阻力和空气动力学阻力来进一步提高效率的潜力。

3。 技术说明

3。1具有传统动力总成的电动汽车

    传统的动力总成由燃油箱，内燃机和变速箱组成。 内燃机的特征是在最大负荷点附近达到最大效率。 这使得平均效率相对较低，因为在正常驾驶条件下很少使用最大功率。 美国联邦测试程序（FTP）计划所需的平均功率低于10 kW [15]，而所需的最大功率在60至90 kW之间，具体取决于车辆的尺寸。 因此，平均效率如此低，在FTP时间表中为18％左右，而最新效率为35％-40％。 提高传统动力系统平均效率的可能选项是可变气门正时，怠速切断，压缩比高，无级变速器，参见[16]。