基于ISG調(diào)控的柴油機余熱回收能源網(wǎng)絡能效優(yōu)化研究.pdf

1、內(nèi)燃機余熱回收利用技術(shù)作為提高發(fā)動機熱效率的有效手段，受到業(yè)內(nèi)的高度重視。但余熱回收利用各環(huán)節(jié)效率特性存在差異，且耦合關系復雜，在道路運行過程中充分發(fā)揮該技術(shù)的節(jié)油潛力還面臨重大挑戰(zhàn)。為此，本文提出了內(nèi)燃機-朗肯循環(huán)余熱回收發(fā)電-電池存儲-ISG電機和電動冷卻附件協(xié)同用電完整的能源網(wǎng)絡構(gòu)型，以ISG電機作為主要調(diào)控手段，研究ISG電機及電池的匹配方法、揭示了ISG電機對能源網(wǎng)絡各環(huán)節(jié)效率的耦合調(diào)節(jié)規(guī)律，提出ISG電機調(diào)控能源網(wǎng)絡的綜合能

2、效優(yōu)化策略，旨在為能源網(wǎng)絡的優(yōu)化匹配及控制策略制定提供基礎規(guī)律。
　　首先，基于GT-Suite平臺建立了重型柴油機、朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、熱管理附件用電系統(tǒng)、ISG電機總成系統(tǒng)及整車等性能模型，并通過開發(fā)司機模型和道路工況模型，為能源網(wǎng)絡構(gòu)建了較為真實的道路運行場景。在Simulink環(huán)境下開發(fā)了一套基礎的控制器模型，將各大子系統(tǒng)進行了有機集成，建立了完整的能源網(wǎng)絡全歷程仿真平臺，其廠家數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)對標，核心子系統(tǒng)的性能誤差在5％

3、以內(nèi)。
　　其次，為解決ISG電機與電池的參數(shù)選擇問題，從系統(tǒng)對ISG電機及電池對能量回收、儲存及使用的要求出發(fā)，研究電機功率及電池容量對系統(tǒng)能量回收及使用的制約規(guī)律，提出電機及電池參數(shù)匹配方法。為了解決能源網(wǎng)絡各環(huán)節(jié)效率特性存在差異，且耦合關系復雜所導致的控制難題，以ISG電機為主要調(diào)控手段，系統(tǒng)研究了ISG對能源網(wǎng)絡各環(huán)節(jié)效率和損失的調(diào)節(jié)規(guī)律，表明低負荷工況下對發(fā)動機效率調(diào)控效果較大，高負荷工況下對電動冷卻附件及電池的調(diào)控效果

4、較大。
　　最后，針對多能源協(xié)同優(yōu)化的問題，將其可轉(zhuǎn)化得到的機械能作為統(tǒng)一的衡量標準，建立了能源網(wǎng)絡的等效能耗模型。為應對能源網(wǎng)絡中電能存在多來源及使用途徑，使能量品位發(fā)生變化，導致不合理充放電的問題，根據(jù)實時運行效率對等效能耗系數(shù)進行修正。引入回收能量利用率，解決能源網(wǎng)絡的能量平衡問題。在道路工況下驗證策略效果，結(jié)果表明:策略減小了33％的充放電損失，維持了電池SOC平衡;不同工況下能源網(wǎng)絡節(jié)油潛力為8.9～18.2％，且在低速