基于ISG调控的柴油机余热回收能源网络能效优化研究--《天津大学》2016年硕士论文
基于ISG调控的柴油机余热回收能源网络能效优化研究
【摘要】：内燃机余热回收利用技术作为提高发动机热效率的有效手段,受到业内的高度重视。但余热回收利用各环节效率特性存在差异,且耦合关系复杂,在道路运行过程中充分发挥该技术的节油潜力还面临重大挑战。为此,本文提出了内燃机-朗肯循环余热回收发电-电池存储-ISG电机和电动冷却附件协同用电完整的能源网络构型,以ISG电机作为主要调控手段,研究ISG电机及电池的匹配方法、揭示了ISG电机对能源网络各环节效率的耦合调节规律,提出ISG电机调控能源网络的综合能效优化策略,旨在为能源网络的优化匹配及控制策略制定提供基础规律。首先,基于GT-Suite平台建立了重型柴油机、朗肯循环发电系统、热管理附件用电系统、ISG电机总成系统及整车等性能模型,并通过开发司机模型和道路工况模型,为能源网络构建了较为真实的道路运行场景。在Simulink环境下开发了一套基础的控制器模型,将各大子系统进行了有机集成,建立了完整的能源网络全历程仿真平台,其厂家数据和试验数据对标,核心子系统的性能误差在5%以内。其次,为解决ISG电机与电池的参数选择问题,从系统对ISG电机及电池对能量回收、储存及使用的要求出发,研究电机功率及电池容量对系统能量回收及使用的制约规律,提出电机及电池参数匹配方法。为了解决能源网络各环节效率特性存在差异,且耦合关系复杂所导致的控制难题,以ISG电机为主要调控手段,系统研究了ISG对能源网络各环节效率和损失的调节规律,表明低负荷工况下对发动机效率调控效果较大,高负荷工况下对电动冷却附件及电池的调控效果较大。最后,针对多能源协同优化的问题,将其可转化得到的机械能作为统一的衡量标准,建立了能源网络的等效能耗模型。为应对能源网络中电能存在多来源及使用途径,使能量品位发生变化,导致不合理充放电的问题,根据实时运行效率对等效能耗系数进行修正。引入回收能量利用率,解决能源网络的能量平衡问题。在道路工况下验证策略效果,结果表明:策略减小了33%的充放电损失,维持了电池SOC平衡;不同工况下能源网络节油潜力为8.9~18.2%,且在低速及停车频繁工况有较好效果。
【学位授予单位】：天津大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TK421
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挑战-47℃极寒海拉尔
比亚迪纯电动客车行不行？
? 来源： 高工电动车网
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摘要：比亚迪K8纯电动客车及部分新车型自去年12月驶入海拉尔，开启为期约100天的高寒强化测试，在-10℃至-50℃低温环境下挑战纯电动客车全天候及各种路况下的产品可靠性和安全性。
地处我国东北边陲呼伦贝尔市的海拉尔，冬季严寒漫长，有如冰窟。自今年1月始，受到强冷空气超强待机的影响，海拉尔最低气温突破零下47℃，逼近历史最低值，开启“极寒模式”。K8纯及部分新车型自去年12月驶入海拉尔，开启为期约100天的高寒强化测试，在-10℃至-50℃低温环境下挑战纯电动客车全天候及各种路况下的产品可靠性和安全性。这是比亚迪的纯电动客车继吐鲁番高温测试、西藏高海拔测试后，K8在高寒地区完成的又一重要极限挑战。在行业媒体的共同见证下，得益于独创的动力电池热管理系统等领先科技，不论是低温环境下的冷启动、车内空调制热、车辆耐久性、动力续航、充电系统，还是冰雪路面等各种路况的安全稳定行驶性能，K8均表现出色，高寒适应性能突出。比亚迪纯电动客车“三高”测试圆满成功，产品和技术经受了严苛检验，再树新能源客车行业标杆！冰雪中前行 全天候测试彰显高品质海拉尔纬度极高，冬季气温极低，地面积雪时间长。复杂的地理气候环境使其成为一个天然试车场，为纯电动客车提供了严苛的试验环境。为检验比亚迪纯电动客车在高寒条件下的续驶里程及各项性能，比亚迪组织专业测试团队，历经千里将纯电动客车运抵海拉尔，开展强化测试。据了解，本次测试分为低温环境下整车性能试验、整车可靠性路试和整车续航测试三个阶段，主要在冬季汽车试验场以及海拉尔周围100km范围内的高速、城郊、市区综合道路工况下开展。测试过程中，工程师团队为比亚迪K8设置了包括整车制动性能、电池热管理系统、低温充电系统、采暖系统、低压系统动态电平衡等多个项目的产品性能测试，并对满载工况的比亚迪K8进行“搓板路”、“鹅卵石”等复杂路况的全负载试验。期间，K8从驻地出发前往位于陈巴尔虎旗的“蒙古人游牧部落”开展测试，途经多段积雪覆盖的湿滑长坡路段。在经历长距离上下坡后，车辆顺利到达目的地。最终，K8往返行驶135公里，顺利完成测试并剩余45%电量。测试表明，比亚迪K8客车高低压电器件性能发挥稳定，整车运行状态良好，低温环境下可靠性得到充分验证，完全满足北方市场冬季全工况复杂路面需求。动力电池热管理系统加持 造就出色冬季表现海拉尔天寒地冻的冬季自然环境，对纯电动客车的性能提出了更高标准的要求。作为比亚迪纯电动客车的精品车型，K8搭载了行业首创的领先科技--动力电池热管理系统，该系统能够自动将电池电芯的温度稳定在设定范围内，以保证电池在不同的环境温度下均能发挥出最优性能。针对不同地区的气温高低及昼夜温差大等特殊环境，系统会根据环境温度自动开启，给整车电池包降温或升温，同时还能在持续运营时控制电芯温度上下幅度，进一步延长电池使用寿命。因此，车辆具有耐高寒、耐高温、高安全、易维护、适用广等特点，满足高温、高寒、高海拔等不同地区及使用环境的需求。在3个多月的海拉尔高寒测试中，得益于动力电池热管理系统，比亚迪K8动力电池在极低室外环境温度条件下仍能维持在最佳要求温度范围内，充放电性能表现良好，整车续航表现优秀。在实际运营中，比亚迪纯电动客车同样可靠。去年底陆续投入吉林市运营的纯电动公交车，正逢当地遇到近5年来冬季最低气温，比亚迪纯电动公交车在零下30度运营表现优异，受到公交公司、驾驶员及乘客的高度认可和广泛好评。此外，在年初大雪、冻雨、低温、结冰等各种严寒天气状况下，比亚迪纯电动客车在北京、西安、银川、大连等冬季低温天气地区有良好运营表现。此次海拉尔冰雪之行，比亚迪再次展示了其强大的科技实力，彰显了中国新能源客车制造的顶尖科技与高端品质。高寒测试圆满成功，但比亚迪创新的脚步从未停歇。秉承自主创新、精益求精的精神，比亚迪将不断研发出高科技新能源汽车产品，让绿色之花开遍全球。
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密&&&&码：无惧零下47℃极寒低温 比亚迪纯电动客车勇战海拉尔
地处我国东北边陲呼伦贝尔市的海拉尔，冬季严寒漫长，有如冰窟。自今年1月始，受到强冷空气超强待机的影响，海拉尔最低气温突破零下47℃，逼近历史最低值，开启“极寒模式”。在如此极端严寒的环境下，比亚迪K8纯电动客车及部分新车型自去年12月驶入海拉尔，开启为期约100天的高寒强化测试，在-10℃至-50℃低温环境下挑战纯电动客车全天候及各种路况下的产品可靠性和安全性。
在行业媒体的共同见证下，得益于独创的动力电池热管理系统等领先科技，不论是低温环境下的冷启动、车内空调制热、车辆耐久性、动力续航、充电系统，还是冰雪路面等各种路况的安全稳定行驶性能，K8均表现出色，高寒适应性能突出。这也是继吐鲁番高温测试、西藏高海拔测试后，K8在高寒地区完成的又一重要极限挑战。比亚迪纯电动客车“三高”测试圆满成功，产品和技术经受了严苛检验，再树新能源客车行业标杆！
冰雪中前行 全天候测试彰显高品质
海拉尔纬度极高，冬季气温极低，地面积雪时间长。复杂的地理气候环境使其成为一个天然试车场，为纯电动客车提供了严苛的试验环境。为检验比亚迪纯电动客车在高寒条件下的续驶里程及各项性能，比亚迪组织专业测试团队，历经千里将纯电动客车运抵海拉尔，开展强化测试。据了解，本次测试分为低温环境下整车性能试验、整车可靠性路试和整车续航测试三个阶段，主要在冬季汽车试验场以及海拉尔周围100km范围内的高速、城郊、市区综合道路工况下开展。
测试过程中，工程师团队为比亚迪K8设置了包括整车制动性能、电池热管理系统、低温充电系统、采暖系统、低压系统动态电平衡等多个项目的产品性能测试，并对满载工况的比亚迪K8进行“搓板路”、“鹅卵石”等复杂路况的全负载试验。期间，K8从驻地出发前往位于陈巴尔虎旗的“蒙古人游牧部落”开展测试，途经多段积雪覆盖的湿滑长坡路段。在经历长距离上下坡后，车辆顺利到达目的地。最终，K8往返行驶135公里，顺利完成测试并剩余45%电量。测试表明，比亚迪K8客车高低压电器件性能发挥稳定，整车运行状态良好，低温环境下可靠性得到充分验证，完全满足北方市场冬季全工况复杂路面需求。
动力电池热管理系统加持 造就出色冬季表现
海拉尔天寒地冻的冬季自然环境，对纯电动客车的性能提出了更高标准的要求。作为比亚迪纯电动客车的精品车型，K8搭载了行业首创的领先科技——动力电池热管理系统，该系统能够自动将电池电芯的温度稳定在设定范围内，以保证电池在不同的环境温度下均能发挥出最优性能。针对不同地区的气温高低及昼夜温差大等特殊环境，系统会根据环境温度自动开启，给整车电池包降温或升温，同时还能在持续运营时控制电芯温度上下幅度，进一步延长电池使用寿命。因此，车辆具有耐高寒、耐高温、高安全、易维护、适用广等特点，满足高温、高寒、高海拔等不同地区及使用环境的需求。
在3个多月的海拉尔高寒测试中，得益于动力电池热管理系统，比亚迪K8动力电池在极低室外环境温度条件下仍能维持在最佳要求温度范围内，充放电性能表现良好，整车续航表现优秀。在实际运营中，比亚迪纯电动客车同样可靠。去年底陆续投入吉林市运营的纯电动公交车，正逢当地遇到近5年来冬季最低气温，比亚迪纯电动公交车在零下30度运营表现优异，受到公交公司、驾驶员及乘客的高度认可和广泛好评。此外，在年初大雪、冻雨、低温、结冰等各种严寒天气状况下，比亚迪纯电动客车在北京、西安、银川、大连等冬季低温天气地区有良好运营表现。
此次海拉尔冰雪之行，比亚迪再次展示了其强大的科技实力，彰显了中国新能源客车制造的顶尖科技与高端品质。高寒测试圆满成功，但比亚迪创新的脚步从未停歇。秉承自主创新、精益求精的精神，比亚迪将不断研发出高科技新能源汽车产品，让绿色之花开遍全球。
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