内燃直线发电系统双向功率变换器研究与设计

自由活塞式内燃直线发电系统是一种新型集成混合动力系统,在系统启动到稳定运行过程中,功率流经由BDPC在发电单元与储能单元之间双向流动,且在两个方向具有不平衡特性,使得Buck模式下设计电感体积大,成本高,开关管电流应力大。针对此问题,提出BDPC在Boost模式时采用单相结构,在Buck模式时采用交错并联结构,从而有效减小电感体积和成本,减小开关管电流应力,降低输出电流纹波。此外,为满足系统瞬态需求,在BDPC控制器电压环采用模糊PI控制器,实现了更快的系统响应,提高了系统鲁棒性。

自由活塞式内燃直线发电机的燃烧性能研究

对一台二冲程汽油自由活塞式内燃直线发电机(FPLG)的活塞动态特性、缸内压强、缸内温度和NO_x排放进行了数值分析。针对FPLG特点,具体分析了其NO_x污染物的来源及形成机理。借助于数值分析软件Matlab/Simulink,计算并分析了点火提前时间和燃烧持续时间对FPLG缸内压力、缸内温度和NO_x排放的作用。计算结果表明:点火时刻在上止点前171°~126°而燃烧持续时间为36°~108°曲轴转角(点火提前时间相对上止点前为0 6ms,燃烧持续时间在412ms)时,增大提前点火时间和缩短燃烧持续时间都会使缸内的压力和温度上升,相应的NO_x的排放量也会急剧增大。