助力“双碳”与交通强国：山东理工学子为商用车装上“节能心脏”

2026-08-10 11:15:48 来源：中华网

满载重卡穿梭于矿区堆场、港口码头，在长下坡路段频繁制动时，大量动能直接转化为热能白白散失，这是国内重载商用车长期存在的能耗与环保难题。近日，山东理工大学新能源汽车工程、能源与动力工程、自动化、电子信息工程四专业本科生组建跨学科科创团队，锚定“交通强国”与“双碳”战略交汇点，创新设计出飞轮—超级电容—锂电池三元复合制动储能方案，以青年学子的科创力量，为破解交通领域真实产业痛点提供了全新路径。

图为团队合影

近年来，多项国家级政策为车载节能技术发展指明了方向。“双碳”战略对交通运输行业提出了明确的减排要求，八部委联合印发的《新型储能制造业高质量发展行动方案》大力扶持车载储能创新。2026年新版商用车节能强制性国标即将实施，整车油耗限值将收紧18%，行业设定了2030年5.7L/100km的油耗发展目标。与此同时，货车以旧换新补贴政策同步落地，新能源重卡单车最高可享受9.5万元补贴，市场对高效制动能量回收设备的需求持续攀升。

然而，结合企业实地调研与多轮工况仿真测算，团队发现当前行业主流的锂电池+超级电容二元储能装置存在明显短板：在20-50Hz高频制动区间存在能量回收缺口，约15%-20%的制动动能无法有效回收；在低温、满电等极端工况下回收效率大幅下滑；持续的高频脉冲电流还会加剧电池损耗，使其循环寿命缩短约30%。在矿区、港口等高频运营场景下，车辆电池、制动配件的更换成本居高不下。

为破解这一系列技术矛盾，团队负责人李文辉带领成员定期召开项目研讨会，梳理项目背景与技术瓶颈，组织小组讨论解决方案。四名来自不同专业的学子充分发挥各自学科优势，协同搭建起分工明确的三元储能架构：储能飞轮负责毫秒级捕捉瞬时高频制动能量，超级电容承担中频功率缓冲调节，锂电池则稳定存储长时间持续的低频电能。通过多介质频域分工，成功拓宽了制动能量回收的覆盖区间。

图为项目研讨现场

在此基础上，团队联合优化了分层协同功率分配算法，通俗来说就是实时识别制动功率类型，为三类储能单元分配适配的回收任务，兼顾能量回收效率与动力电池使用寿命，化解了传统方案中二者难以平衡的行业难题。其中，新能源汽车工程专业负责整车工况匹配，能源与动力工程主导储能系统架构设计，自动化专业攻坚智能分配控制算法，电子信息工程则完成硬件电路与信号采集模块的调试，四学科分工联动，覆盖了从整车适配到硬件调控的全流程。

图为小组协作讨论

整套技术方案依托MATLAB/Simulink搭建的多物理域联合仿真平台完成验证，在典型矿区重载下坡工况下，制动能量回收效率提升至82%，较传统二元方案提高17个百分点；电池循环寿命延长40%，低温环境下回收效率波动幅度降低至5%以内。团队已申请发明专利2项、软件著作权1项，相关成果获校级“互联网+”大学生创新创业大赛金奖，并被纳入学校“新工科”实践教学案例库。