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低热值气体发动机涡团与火焰面相互作用

内燃机学报 2016年第6期34卷 537-542页

作者：张欣王涛侯效森张纪宝许健北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044 北京航天试验技术研究所北京100074

基于大涡模拟方法对一台燃用低热值气体燃料的发动机缸内湍流涡团与火焰相互作用过程开展了模拟,分析了缸内急燃期火焰传播过程中火焰前锋面上湍流涡核的分布特征,研究湍流涡团与火焰面的相互作用机理,并研究了涡对结构对火焰面传播的影... 详细信息

基于大涡模拟方法对一台燃用低热值气体燃料的发动机缸内湍流涡团与火焰相互作用过程开展了模拟,分析了缸内急燃期火焰传播过程中火焰前锋面上湍流涡核的分布特征,研究湍流涡团与火焰面的相互作用机理,并研究了涡对结构对火焰面传播的影响.结果表明:急燃期燃烧过程中,缸内背景湍流和火焰面相互作用,促使高强度涡核分布在火焰前锋面上,而涡核增大火焰面褶皱程度,火焰面面积增加,有助于更多高强度火核的产生;未燃区涡对的两个涡团相互逆向旋转导致火焰面受到局部的卷吸或者拉伸等作用,是火焰面出现明显皱褶的主要原因.

关键词：低热值气体发动机火焰面湍流涡团涡对相互作用

增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制策略

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哈尔滨工业大学学报 2021年第7期53卷 126-133页

作者：吕沁阳滕腾张宝迪张欣薛奇成北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室(北京交通大学) 北京100044

为了避免车用燃料电池由于启停变化、功率波动等状态而导致的性能衰退,在能量管理控制策略的开发过程中需要在保证经济性的同时兼顾燃料电池的耐久性。针对该目标,建立了基于改进动态规划算法的增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制... 详细信息

为了避免车用燃料电池由于启停变化、功率波动等状态而导致的性能衰退,在能量管理控制策略的开发过程中需要在保证经济性的同时兼顾燃料电池的耐久性。针对该目标,建立了基于改进动态规划算法的增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制策略,将燃料电池的启停状态设为状态变量,在燃料电池的启动和关闭状态之间增加怠速过渡阶段,实现了燃料电池的自适应启停间隔控制;并使用燃料电池性能衰退指数为耐久性代价,整车能耗为经济性代价,构建了经济性与耐久性联合代价函数。进行仿真并与经典动态规划策略对比,结果表明所建立策略的整车能耗比经典动态规划策略升高5.3%,燃料电池的输出功率稳定,启停变化较少,性能衰退程度比经典动态规划策略改善65.5%,有效保证了整车经济性与燃料电池的耐久性。

关键词：车辆工程能量管理策略动态规划燃料电池经济性

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低热值气体燃料掺氢火焰稳定性的研究

北京交通大学学报 2016年第4期40卷 108-115页

作者：张欣郑士卓侯效森张纪宝北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044

基于直接数值模拟方法和详细化学反应机理研究了流体动力学不稳定性和热-质扩散不稳定性共同作用下的低热值气体燃料掺氢胞状火焰的发展和演变过程.建立了多组分气体燃料燃烧控制方程,获得了不稳定性作用下的低热值气体燃料掺氢胞状火... 详细信息

基于直接数值模拟方法和详细化学反应机理研究了流体动力学不稳定性和热-质扩散不稳定性共同作用下的低热值气体燃料掺氢胞状火焰的发展和演变过程.建立了多组分气体燃料燃烧控制方程,获得了不稳定性作用下的低热值气体燃料掺氢胞状火焰的多种演变形式:胞的分裂、局部熄灭、二次熄灭和再燃.研究结果表明随着燃料中H2的增加,胞状火焰出现的时间提前,火焰胞的幅值增加.随着燃料中CO2的增加,火焰的不稳定性受到抑制.低热值气体燃料掺氢火焰在不稳定时会出现火焰胞的分裂、局部熄灭和再燃等3种动力学形态.胞的二次熄灭只发生在热-质扩散不稳定性较强的稀燃H2/空气火焰中.

关键词：低热值气体燃料氢气层流燃烧火焰稳定性直接数值模拟胞状火焰

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增程式电动汽车自适应能量管理策略

吉林大学学报（工学版） 2018年第6期48卷 1636-1644页

作者：席利贺张欣孙传扬王泽兴姜涛北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044 北京新能源股份有限公司工程研究院北京102606

以增程式电动汽车到达充电站时,动力电池电量处于较低水平为控制目标,设计了以燃油消耗最小与动力电池荷电状态(SOC)沿目标曲线变化的双目标代价函数,并采用动态规划算法进行优化求解。为实现在线最优控制,采用BP神经网络对优化结果进... 详细信息

以增程式电动汽车到达充电站时,动力电池电量处于较低水平为控制目标,设计了以燃油消耗最小与动力电池荷电状态(SOC)沿目标曲线变化的双目标代价函数,并采用动态规划算法进行优化求解。为实现在线最优控制,采用BP神经网络对优化结果进行训练学习,得到控制模型。仿真结果表明,所训练的控制模型对于动态规划优化结果具有很好的学习效果,SOC偏离误差在3%以内。最后,为解决控制模型仅适用于特定工况与行驶里程的问题,设计了一种自适应能量管理控制器,其包括运行状态识别模块、控制模型库、控制模型选择模块等。硬件在环试验表明,所设计的控制器能够控制SOC在仿真结束时刚好降到最低值,在乘用车高速公路燃油经济性测试循环(HWFET)工况下,该控制器相比电量消耗/电量维持算法燃油经济性提高了9.2%。

关键词：车辆工程增程式电动汽车动态规划神经网络能量管理策略

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柴油/天然气发动机燃烧系统协同优化方法

内燃机学报 2021年第1期39卷 44-50页

作者：刘杰王俊乐赵洪波北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044

采用KIVA-3V软件耦合多目标遗传优化算法NSGA-3,开展了柴油/天然气双燃料发动机的引燃柴油喷射参数、运行参数和燃烧室结构参数的协同优化研究.将湍流火焰速度封闭模型(TFSC)与PaSR燃烧模型耦合,建立柴油/天然气双燃料发动机复合燃烧模... 详细信息

采用KIVA-3V软件耦合多目标遗传优化算法NSGA-3,开展了柴油/天然气双燃料发动机的引燃柴油喷射参数、运行参数和燃烧室结构参数的协同优化研究.将湍流火焰速度封闭模型(TFSC)与PaSR燃烧模型耦合,建立柴油/天然气双燃料发动机复合燃烧模型.结果表明:复合燃烧模型能较好地模拟柴油/天然气发动机的燃烧过程;采用KIVA3V-NSGA3程序进行了双燃料发动机运行参数、喷射参数等多目标参数的协同优化;多目标参数优化结果的数据对比分析揭示了设计参数对目标参数的影响规律;涡流比和喷射参数的变化会对燃烧室内温度、NOx和CH4的分布产生较大影响.

关键词：柴油/天然气发动机双燃料复合燃烧模型数据对比分析排放

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四轮驱动电动汽车动力系统研究

机械科学与技术 2021年第2期40卷 287-295页

作者：薛奇成张欣崔宇轩北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044

四轮驱动纯电动汽车将四轮驱动方式良好的车辆通过性和动力性与新能源汽车的环保性相结合,有利于提高新能源电动汽车的动力性和整车控制技术。本文从纯电动汽车动力系统的结构布置形式和转矩传递方式等方面入手,对四轮驱动纯电动汽车不... 详细信息

四轮驱动纯电动汽车将四轮驱动方式良好的车辆通过性和动力性与新能源汽车的环保性相结合,有利于提高新能源电动汽车的动力性和整车控制技术。本文从纯电动汽车动力系统的结构布置形式和转矩传递方式等方面入手,对四轮驱动纯电动汽车不同类型动力系统的结构形式、工作特性和研究热点等方面进行综述分析研究。研究结果表明,分布式四轮驱动系统在结构布置、控制精度和工作效率等方面具有更多的优势和潜力。其中,智能分配转矩技术和四轮轮毂电机驱动技术将成为分布式四轮驱动系统的研究热点和发展趋势。

关键词：四轮驱动纯电动汽车动力系统结构形式

基于动态规划与神经网络的增程式电动汽车能量管理策略研究

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公路交通科技 2018年第9期35卷 128-136页

作者：席利贺张欣吴建政宋雯北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044

设计了一种具有实时控制能力的增程式电动汽车混合型能量管理策略。首先建立了面向能量管理策略优化的增程式电动汽车整车模型。根据能量管理策略特点,将优化目标设置为增程器系统燃油消耗及动力电池当前SOC值与目标值之间差值的总和。... 详细信息

设计了一种具有实时控制能力的增程式电动汽车混合型能量管理策略。首先建立了面向能量管理策略优化的增程式电动汽车整车模型。根据能量管理策略特点,将优化目标设置为增程器系统燃油消耗及动力电池当前SOC值与目标值之间差值的总和。再采用动态规划算法求解增程式电动汽车在给定行驶工况下的能量管理优化问题,从而获得了增程器开启时刻与输出功率优化结果。但由于动态规划算法需要已知详细的工况信息,很难应用于实车实时控制,而且从动态规划优化结果中不易提取控制规则,因此利用BP神经网络算法对优化结果进行离线训练,建立了增程器输出功率与车辆行驶状态参数间的非线性映射关系,得到了具有实时控制能力的神经网络控制模型。在采用BP神经网络训练时,根据车辆各个状态参数在CAN总线中的传输精度,对神经网络输入层、输出层参数的精度进行了修正。仿真结果表明:神经网络模型能够获得类似动态规划的最优控制效果,能够控制动力电池SOC在目标值的3%误差带以内。采用NEDC工况对混合型能量管理策略进行了硬件在环仿真试验,试验结果表明:与实车采用的电能消耗-电能维持型控制策略相比,所提出的混合型能量管理策略使汽车的燃油经济性提高了9.5%。

关键词：汽车工程能量管理策略动态规划增程式电动汽车神经网络

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基于燃油经济性的发动机关键技术评估

车用发动机 2019年第5期 8-15页

作者：李岳宁智吕明智鑫北京交通大学机电学院北京100044 北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044

以1台3缸直喷汽油发动机为研究对象,建立了GT-Power仿真模型,并根据台架试验数据对仿真模型进行了标定,在发动机高效率工况点(负荷为1.4MPa,转速为3000r/min),针对燃油经济性利用仿真模型对发动机的各项关键技术进行了评估研究。结果表... 详细信息

以1台3缸直喷汽油发动机为研究对象,建立了GT-Power仿真模型,并根据台架试验数据对仿真模型进行了标定,在发动机高效率工况点(负荷为1.4MPa,转速为3000r/min),针对燃油经济性利用仿真模型对发动机的各项关键技术进行了评估研究。结果表明:不同关键技术参数对燃油消耗率的敏感度不同,其中压缩比的敏感度最大,米勒度的敏感度最小;得到了关键技术参数对燃油经济性的影响权重,高压缩比技术占70%,VVT技术占20%,米勒循环技术占7%,EGR技术占3%;明晰了关键技术之间的交互作用及具体表现情况。

关键词：燃油经济性敏感度影响因素交互作用

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高压共轨柴油机ECU热测试分析

北京交通大学学报 2017年第6期41卷 101-106页

作者：张纪宝张欣秦智晗侯效森北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 北京交通大学新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室北京100044

柴油机电控单元(Electronic Control Unit,ECU)的集成化和小型化发展及其恶劣的工作环境导致元器件存在高温失效的危险.基于ECU负载模拟器和快速温度变化试验箱,搭建ECU热测试平台,模拟柴油机的不同运行工况和环境条件,研究ECU热负荷状... 详细信息

柴油机电控单元(Electronic Control Unit,ECU)的集成化和小型化发展及其恶劣的工作环境导致元器件存在高温失效的危险.基于ECU负载模拟器和快速温度变化试验箱,搭建ECU热测试平台,模拟柴油机的不同运行工况和环境条件,研究ECU热负荷状态.研究表明,柴油机转速和扭矩的大小影响元器件的热损耗,75%的元器件在柴油机额定功率点温度最高,但喷油器电磁阀驱动模块元器件在柴油机最大扭矩点温度最高且受柴油机运行工况影响最突出.环境温度的改变影响元器件与环境之间的综合热阻,引起元器件与环境的温差随环境温度上升呈先减小后增加的变化趋势.当环境温度达到105℃时,ECU内部分元器件温度达到汽车电子元器件的许用温度125℃,需改善元器件换热条件.

关键词：柴油机电控单元热测试运行工况温度