美国西南研究所开发出了一种天然气燃料中型卡车,配备了混合动力系统,比标准柴油动力系统减少了25%的温室气体排放。这款车使用的是一种SWE设计的火花式天然气发动机,加上一个混合动力系统和一个40千瓦小时的电池组。

该项目于2021年由国家可再生能源实验室（NREL）授予,作为促进先进天然气车辆技术发展的1100万美元更大项目的一部分。伍德沃德汽车有限公司南海岸空气质量管理区也参与并帮助资助该项目。

该小组利用商用中型柴油车作为燃料经济性和二氧化碳排放量的基准,开发新的天然气发动机/混合动力系统,以实现燃料消耗、节能、改善空气质量和所有权总成本的最佳平衡。

“大多数天然气发动机的问题是,它们通常来自于一个柴油发动机平台,该平台被高度优化,可燃烧柴油,”SWREI动力系统工程部门的火花点火发动机部门经理瑞安·威廉姆斯说。“为了这个项目,我们的团队完全重新设计了汽缸盖周围的现代汽油发动机更适合天然气。这种设计方法产生的燃烧速度快得多,为提高效率开辟了新的途径。”

演示车集成了一个“P-2”或混合结构,将一个100千瓦的电动马达放置在发动机和变速器之间,由一个40千瓦小时的电池提供动力。这种配置能够根据车辆速度和功率需求在电动机模式、纯发动机模式或混合混合模式之间无缝切换。

威廉姆斯说：“我们的发动机的运行效率与传统柴油机一样高,但由于天然气燃料的碳含量较低,它的二氧化碳排放量减少了12%。混合动力系统的增加使我们能够关闭大部分操作周期的发动机,以增加CO2 减少。在典型的城市驾驶条件下,我们的温室气体排放量减少了25%。”

除了减少温室气体排放外,该方案还旨在大幅度减少尾气的氧化氮排放。目前的规定将每马力小时的氧化氮排放总量限制在0.2克,但到2027年将逐步实施的规定将需要减少80%-90%。使用标准的三方催化剂,车辆显示符合最严格的标准0.02克/HP-HP。