基于GC-QTOF-HRMS的非靶向方法开发，用于分析人体血清中的有机污染物

《Journal of Environmental Sciences》：Development of non-target method based on GC-QTOF-HRMS for analyzing organic pollutants in human serum

插电式混合动力汽车（PHEV）的充放电（CD）与持续充电（CS）模式在市区和高速场景下的能耗及排放特性差异显著。通过底盘测功机和实际道路排放测试发现，CD模式因再生制动在市区节能效果突出，而CS模式在低温或高速时更优，但冷启动延迟催化剂激活100-150秒。维持60%电池荷电状态（SOC）可平衡不同路况效率，需开发自适应模式切换与SOC优化策略以提升PHEV能效和减排效果。

　　在当前全球能源消耗和环境问题日益严峻的背景下，交通运输行业成为主要的污染源之一。特别是传统内燃机（ICE）车辆，其依赖于化石燃料的特性导致了大量有害气体的排放，不仅加剧了空气污染，也对气候变化产生了深远影响。因此，寻找更加环保和高效的交通解决方案变得尤为迫切。近年来，插电式混合动力电动汽车（PHEVs）因其结合了电动驱动和内燃机的优势，被认为是缓解这些环境问题的有效手段。PHEVs不仅可以减少燃油消耗和排放，还能通过灵活的能源管理策略适应不同的驾驶环境，从而缓解纯电动汽车（EVs）在充电设施不足和续航里程有限方面的局限性。

随着技术的进步和环保意识的增强，PHEVs在全球市场上的接受度不断提高。2024年的数据显示，PHEVs的销量达到了约350万辆，较前一年增长了25%。这一增长趋势不仅反映了消费者对环保车型的偏好，也表明了PHEVs在推动交通行业向可持续发展方向转变中的重要作用。特别是在中国和欧洲等市场，PHEVs的销量持续上升，同时中国制造商也在不断扩大其海外市场份额。这种快速的市场扩展使得PHEVs成为一种重要的过渡技术，为消费者提供了在减少碳排放和燃料消耗方面的双重好处，同时避免了纯电动汽车可能面临的充电焦虑和基础设施依赖问题。

PHEVs的性能表现与多种因素密切相关，包括其能源管理策略、电池状态的控制以及外部环境条件的影响。在评估PHEVs的能源消耗和排放特性时，通常会采用两种主要的驾驶模式：充电耗尽模式（Charge-Depleting, CD）和充电维持模式（Charge-Sustaining, CS）。CD模式主要用于电池电量充足的情况下，车辆主要依靠电动机驱动，以实现零燃油消耗的目标。这种模式在城市驾驶环境中表现尤为突出，因为城市道路的频繁启停和低速行驶条件有利于电动机的高效运行以及能量回收系统的发挥。相比之下，CS模式则适用于电池电量较低的情况，此时车辆会更多地依赖内燃机来维持电池的电量水平，从而在高速行驶或低温条件下保持较好的动力输出和能源利用效率。

在实际测试中，研究者通过底盘测功机（5-cycle, WLTC）和真实道路排放（RDE）测试对PHEVs在不同驾驶模式下的表现进行了深入分析。结果表明，在城市道路测试中，CD模式的能源消耗显著低于CS模式，尤其是在使用再生制动技术的情况下，CD模式能够有效回收车辆在制动过程中的动能，进一步提高整体能源利用效率。然而，在高速行驶或低温环境下，CS模式的性能则更为优越，这主要是因为内燃机在这些条件下能够提供更稳定的动力输出，并且避免了电动机在低温环境下可能遇到的效率下降问题。值得注意的是，在城市RDE测试中，CS模式的能源消耗是CD模式的约2.98倍，这一数据凸显了两种模式在不同工况下的性能差异。

此外，冷启动条件对PHEVs的排放水平产生了显著影响。在冷启动阶段，由于催化剂尚未达到最佳工作温度，车辆的排放水平会明显升高，尤其是二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和总碳氢化合物（THC）等污染物的排放量。冷启动阶段的排放问题在混合动力车辆中尤为突出，因为频繁的发动机启停可能导致催化剂温度上升的过程被延迟，从而持续产生较高的排放。因此，如何有效管理冷启动阶段的排放，成为提升PHEVs环保性能的关键挑战之一。

在SOC（电池荷电状态）管理方面，研究发现保持电池SOC在60%水平时，PHEVs在城市和高速公路等不同驾驶场景下的能源利用效率达到最佳。这一结果表明，合理的SOC控制策略对于优化PHEVs的运行效率至关重要。通过动态调整SOC水平，可以确保车辆在不同驾驶模式之间切换时，既能够充分发挥电动机的优势，又能在需要时有效利用内燃机，从而实现整体能源消耗的最小化和排放的降低。

基于上述分析，本研究提出了一种适应性模式切换策略，旨在通过优化CD和CS模式的使用比例，以及改进SOC管理方法，进一步提升PHEVs的能源效率和环保性能。这种策略不仅能够根据实际驾驶条件调整车辆的运行模式，还能通过智能控制技术减少冷启动阶段的排放，提高车辆在各种环境下的适应能力。研究结果表明，只有通过综合考虑多种因素，如驾驶模式的选择、SOC的动态调整以及外部环境的影响，才能真正实现PHEVs在实际应用中的高效运行和可持续发展。

在实际应用中，PHEVs的能源管理策略需要结合具体的使用场景进行优化。例如，在城市通勤中，驾驶员可以优先选择CD模式，以充分利用电动机的高效性能和再生制动技术，从而降低能源消耗和排放。而在长途驾驶或高速公路上，CS模式则更加适合，因为内燃机在这些条件下能够提供更稳定的动力输出，同时避免电池过度放电导致的续航里程不足问题。此外，对于寒冷地区的用户来说，冷启动阶段的排放控制尤为关键，可以通过预热系统和优化启动策略来减少排放，提高车辆的环保性能。

随着新能源技术的不断发展，PHEVs的市场前景依然广阔。然而，要实现其最大化的环保效益和经济性，还需要在多个方面进行持续的研究和改进。例如，如何进一步提高电池的能量密度和循环寿命，如何优化内燃机与电动机的协同工作，以及如何开发更加智能的能源管理控制系统等。这些技术突破不仅有助于提升PHEVs的整体性能，也能推动其在更广泛的应用场景中发挥更大的作用。

总之，PHEVs作为传统燃油车与纯电动车之间的过渡技术，具有显著的环保和经济优势。通过科学合理的驾驶模式选择和SOC管理策略，可以有效提升其在不同环境下的运行效率，减少能源消耗和排放，为实现更加可持续的交通系统提供有力支持。未来，随着技术的不断进步和市场的进一步拓展，PHEVs有望在全球范围内发挥更重要的作用，为应对气候变化和能源危机提供切实可行的解决方案。