本文關(guān)鍵詞：基于動(dòng)力渦輪發(fā)電的熱管理系統(tǒng)用電協(xié)調(diào)及匹配研究

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【摘要】：內(nèi)燃機(jī)余熱能量回收對(duì)于提高燃油能量利用效率具有重要意義。目前余熱能回收的熱點(diǎn)技術(shù),如動(dòng)力渦輪、朗肯循環(huán)和熱電轉(zhuǎn)化,均是將內(nèi)燃機(jī)余熱能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中。但是回收得到的電能只有被有效利用,才能達(dá)到道路節(jié)油的最終目的。因此,本文提出了動(dòng)力渦輪回收內(nèi)燃機(jī)余壓能-蓄電池存儲(chǔ)-熱管理電動(dòng)附件使用的能流系統(tǒng),研究了熱管理附件用能的有效管理方法,以及能量使用與回收的匹配和協(xié)調(diào)方法。為降低熱管理系統(tǒng)本身能耗,本文研究了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口冷卻液溫差狀態(tài)與附件功率協(xié)調(diào)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律,研究表明:在穩(wěn)態(tài)過(guò)程中維持發(fā)動(dòng)機(jī)出口冷卻液溫度不變,通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口冷卻液溫差,可實(shí)現(xiàn)對(duì)熱管理系統(tǒng)附件總功率的調(diào)節(jié),最大可降低熱管理系統(tǒng)附件能耗15%,且全工況范圍內(nèi)附件能耗最低對(duì)應(yīng)的最優(yōu)溫差集中在6K-8K。為將該規(guī)律應(yīng)用于道路工況,進(jìn)一步分析了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口冷卻液溫差在動(dòng)態(tài)運(yùn)行中對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化的響應(yīng)特性,提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口冷卻液溫差的優(yōu)化方法,相比于固定溫差的管理方法,實(shí)現(xiàn)在HUDDS(Heavy Duty Urban Dynamometer Driving Schedule,重型機(jī)車(chē)市郊工況)道路工況下,降低附件能耗14.3%。在此基礎(chǔ)上,建立了基于傳熱過(guò)程的系統(tǒng)模型,提出了基于模型的熱管理系統(tǒng)控制方法,與傳統(tǒng)的PID控制相比,在HUDDS道路工況下,可進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)附件能耗4.89%。從能量使用與回收的匹配和協(xié)調(diào)角度,分析了動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速和動(dòng)力渦輪通流面積對(duì)回收功率的影響規(guī)律,提出了基于熱管理附件用能需求的動(dòng)力渦輪匹配方法。對(duì)比分析了基于發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況點(diǎn),最大扭矩點(diǎn),以及HUDDS工況下的最常用工況點(diǎn)的三種動(dòng)力渦輪匹配方案對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性、以及能量回收與使用盈余關(guān)系的影響規(guī)律。結(jié)果表明,基于最大扭矩點(diǎn)的動(dòng)力渦輪匹配方案具有更優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)性,更合理的盈余關(guān)系。在HUDDS工況下,能量回收與能量使用基本平衡,相比于傳統(tǒng)曲軸機(jī)械能驅(qū)動(dòng)的冷卻系統(tǒng),整車(chē)百公里油耗降低13.1%。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1200948