预热策略对柴电混合动力低温冷起动的影响

为探明预热进气、润滑油和冷却液的电耗特性,得到不同预热策略对混合动力柴油机低温冷起动的影响规律,首先,通过试验获得了工作介质预热电耗特性,并建立了工质预热电耗与预热温度的关系.然后,通过提取低温冷起动燃烧特征参数,建立了可以体现燃烧特征参数随循环变化的仿真模型.最后,利用仿真模型研究了预热进气、预热润滑油、预热冷却液及多种工作介质组合预热对低温冷起动的影响.结果表明:随着进气温度的上升,起动总时间逐渐减小,转速上升率稳步提升,平均有效指示压力(IMEP)显著增加;预热润滑油明显降低摩擦阻力矩,从而减小了电机拖动时间,而预热冷却液减小了散热损失从而使升速期IMEP显著增大.同等电耗下,多种工作介质组合预热策略能量损失系数小,升速期时,缸内IMEP较大,因而电机拖动时间短,转速上升率高,更有利于柴电混合动力系统低温快速起动.

36米多用途渔船柴电混合动力推进系统方案设计

为解决传统柴油机推进系统难以满足多用途拖网渔船工况多且复杂以及特殊水域噪音控制要求高的问题,本研究从安全节能环保的角度出发,研究团队研发设计出多用途渔船柴电混合动力推进系统。船舶采用柴油机和轴带异步发电/电动机结合的推进形式,采用双输入单输出齿轮箱,轴带异步电机既可由柴油发电机组供电,也可由锂电池组供电。常规航行工况时,主机为船舶正常航行提供动力的同时,冗余功率发电为锂电池组充电;捕捞起网工况时,主机单一为螺旋桨提供动力,锂电池组为船上其他用电设备提供动力;沿海专项和清理海蜇工况需要静音航行时,锂电池组为全船提供动力。与传统推进方式的渔船相比,该船推进系统的配置可以根据作业工况的需要灵活切换,既能满足长期航行和作业的续航力需求,又能实现近岸的低噪音零排放作业。

船舶柴电混合动力系统能量管理控制策略

为了使船舶在航行过程中动力推进系统处于最合理的工况下运行,以某船舶四机双桨混合动力推进系统为研究对象,对该系统的4种单机模式、6种PTI模式和2种并车模式的运行工况特点及其对应的能量流进行研究;提取船舶航行工况的特征参数并建立标准航行工况,运用所建立的航行工况模糊模式识别模型识别样本所属的航行工况,提出了基于工况识别的规则能量管理控制策略对船舶柴电混合动力推进系统能量进行统一管理和分配。在船舶航行过程中,利用上述方法实时对航行工况进行识别,从而通过切换离合器状态指令,使船舶在最优工况下航行以降低燃油消耗与减少排放。

船舶柴电混合动力系统Booster模式下的“柴-电”方式并车控制技术研究

在对典型柴电混合动力系统Booster工作模式和柴电并车方式进行介绍的基础上,着重对并车控制系统设计和"柴-电"方式的并车控制策略进行说明;针对某TBD234V6柴电混合动力系统,在AMESim平台上搭建了系统仿真模型,对并车控制策略以及时间速度阈值进行可行性分析,最后在TBD234V6柴电混合动力系统上进行试验验证,结果表明"柴-电"方式并车控制策略能有效地实现Booster模式下主机和轴带电机的柔性并车。

基于PMP的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略

综合考虑电池和SCR催化器在低温环境下的工作特性,针对低温下温度对Plug-in柴电混合动力汽车性能的影响,提出最短时间控制和燃油消耗最少问题。以SCR起燃温度和电池正常工作温度时间最短为优化目标,以电池温度、电池荷电状态(State of Charge,SOC)和SCR催化器温度为状态变量,利用极小值原理求得最优控制策略。通过仿真对比规则控制策略,分析了在不同低温条件下基于庞特里亚金极小值原理(Pontryagin’s Minimum Principle,PMP)的最短时间和最少油耗与排放优化控制策略对整车油耗和排放的影响。

基于支持向量机的柴电混合动力故障诊断研究

对柴电混合动力系统级故障诊断进行了研究,利用仿真软件搭建了实时整车模型,并构建了基于支持向量机的柴电混合动力系统的诊断框架。采用一对一方法构建多分类器,故障识别准确率达到98%。构建了柴电混合动力系统故障诊断实时仿真平台,进行了基于支持向量机的柴电混合动力系统故障诊断实时仿真,验证了实时环境下基于支持向量机诊断算法能有效实现对混合动力系统多故障并发模式诊断。

船舶柴电混合动力系统轴带电机不同起动方式的仿真研究

柴电混合动力推进系统的电力推进(PTH)模式是将轴带电机作为电动机运行并单独驱动螺旋桨推进,作为紧急推进的一种有效方式,能加强船舶运行的可靠性。在切换至PTH模式时,轴带电机不能自启动,必须借助其他方式。应用AMESim软件,对船舶柴电混合动力系统进行建模并稳态校核,仿真计算PTH模式下轴带电机不同起动方式对系统性能的影响,研究轴带电机稳定起动的控制策略。仿真结果可为船舶柴电混合动力系统的设计提供参考和指导。

破冰船柴电混合动力系统优化设计及敏感性分析

[目的]针对极地破冰船的经济性和环保性要求,提出由柴油发电机组和储能电池组成的破冰船柴电混合动力系统。[方法]首先,基于冰载荷变化等级建立阻力模型,并采用反向建模法建立柴电混合动力系统的能量流模型;然后,以破冰船的年油耗量和生命周期总成本为优化目标,采用快速非支配排序遗传优化算法(NSGA-II)对动力系统设计参数进行优化,并基于优劣解距离法(TOPSIS)得到最优设计方案;最后,开展优化目标对7个设计参数的敏感性分析。[结果]仿真结果表明,柴电混合动力系统的最优设计方案比传统柴电推进系统节约了1.89%油耗,且纯电航行总里程占比为31.22%,但储能电池的引入降低了系统经济性。参数敏感性分析结果表明,2个优化目标对主机容量、电池组数量、电池荷电状态边界的敏感度较高,而对减速器减速比、电机转子体积和螺旋桨尺寸则相对不敏感。[结论]研究成果可为破冰船及柴电混合动力船舶的参数设计提供参考。

柴电混合动力调车机车动力系统设计

文中提出了一种柴电混合动力调车机车动力系统的设计方案。首先对柴电混合动力调车机车的工作原理及功率流动进行分析,然后参照东风系列内燃调车机车的运行工况对柴电混合动力调车机车的动力系统进行能量配置,基于MATLAB建立了柴油发电机组与动力电池系统仿真模型,根据调车机车运行工况进行仿真分析。针对不同体系、不同特性的动力电池,提出了3000 hp(2237 kW)柴电混合动力调车机车动力电池配置方案,并进行经济性对比分析。最终设计方案在降低燃油消耗量的同时,可大幅提升动力电池寿命周期内的经济效益。

柴电混合动力商用车控制研究

针对节能环保的目的,以一款正在开发中的Plug-In柴电混合动力轻型商用车为研究对象,分别设计了逻辑门限控制策略和模糊逻辑控制策略。以仿真软件AVL/Cruise和Matlab/Sumilink为平台,通过联合仿真的方式对两种控制情况下的工况进行了模拟,验证了两种控制策略的合理性与优越性。在此基础上,完成了逻辑门限控制系统的开发,并利用dSPACE/MicroAutobox将其控制模型生成快速控制原型,进行了台架试验和实车试验,试验结果表明逻辑门限控制系统性能满足设计要求,整车经济性有大幅提高。

插电式柴电混合动力汽车规则控制及处理器在环测试

以某插电式柴电混合动力汽车为研究对象,基于准静态假设建立了包括发动机-ISG、电池、选择性催化还原(SCR)系统及传动系统的整车动力学模型,并利用线性函数近似逼近油耗率MAP图来提高求解速度。选取发动机油耗、催化器出口排放与其对应的加权系数乘积的加权和作为目标函数进行求解,根据计算结果提取满足国Ⅴ排放法规约束下最优控制解的典型特征,包括模式切换和能量分配。基于动态规划算法优化结果对CD-CS策略进行了改进,并完成了仿真验证及处理器在环测试。研究结果表明:与初始CD-CS策略相比,改进后的CD-CS策略节油4.95%,NOx排放量、颗粒物(PM)排放量分别减少20.8%和6.06%,验证了所提规则控制策略的有效性和实时性。

9600 HP海洋油气增产作业船柴电混合推进系统设计

针对海洋油气增产作业船的作业特点和波斯湾海域的环境条件,采用柴电混合推进系统,分析系统组成和工作模式。通过利用其轴带发电和一机双桨的多种工作模式相结合的方式,提高海洋油气增产作业船作业时的灵活性和经济性。动力定位能力仿真分析表明,该柴电混合推进系统能满足船舶作业需求。

船舶柴电混合动力系统在电力助推模式下的性能仿真研究

应用AMESim软件对船舶柴电混合动力系统建模并进行试验验证。试验验证表明:所建立的模型稳态误差≤5%,满足精度要求。采用所建立的模型仿真分析了Booster模式下系统在不同工况下的匹配特性;并研究了柴油机与轴带电机稳定运行的控制策略。

基于定距舵桨的柴电混合港作拖轮动力系统设计

针对某型常规港作拖轮89%工作时间主机工作在30%以下的低负荷工况,导致排放差、油耗高的问题,基于该船定距舵桨条件,开展柴电混合动力推进系统的设计。经过船模试验的航速和拖力预报显示:所设计的动力系统满足技术要求。基于定距舵桨的柴电混合动力系统设计方法可为拖轮及拖网渔船等具有自航和拖带两种工况的船舶的动力系统设计提供借鉴。

国内船舶柴电混合动力系统发展综述及典型应用案例

介绍了国内船舶柴电混合动力系统的发展情况,并对国内柴电混合动力系统的典型应用案例进行了分析,提出了柴电混合动力系统发展须进一步探讨的问题.在此基础上对国内柴电混合动力系统的发展进行了展望.

柴电混合拖轮动力系统试验台设计及试验研究

为研究柴电混合动力系统在港作拖轮上的适用情况,以某型拖轮作为研究对象,建立柴电混合动力系统试验台,对柴电混合动力系统进行研究。试验研究表明:柴电混合系统各模式下,设备运行参数正常,系统稳定运行;在自航模式下,700(r·min-1)以下时电机推进模式较柴油机推进模式省油;和相似船型的比较分析显示:使用柴电混合动力系统,全年的节油率可达13. 24%。

柴电混合动力系统电力推进模式下离合器柔性接排启动轴系过程仿真研究

以某公务船柴电混合动力系统为研究对象,利用AMESim软件建立动力系统仿真模型,开展电力推进模式中轴系接排启动过程的仿真研究。仿真分析了采用柔性接排技术后,轴带电机在齿轮箱离合器高速接排启动轴系过程中所受冲击的大小变化,并和试验数据进行比较。结果表明:柔性接排可有效降低接排过程中轴带电机所受的冲击,保证系统可靠运行;仿真模型动态精度大于90%,仿真模型有效。

船舶柴电混合动力系统设计应用

针对功率大、运行模式复杂的柴电混合动力系统在实船上的设计应用问题,以海上危险品应急指挥船作为对象,研究柴油发电机组和储能系统组成、设备配置、运行模式、电池舱布置和规范要求等内容,结合该型船实际使用工况,计算电力负荷,并选用合适的储能系统。结果表明,通过合理的系统设计、容量计算和安全保护布置可满足实船应用技术要求。

矿用柴电混合动力单轨吊机车的设计

结合柴油单轨吊和蓄电池单轨吊的优缺点,提出柴电混合动力单轨吊的设计方案。从防爆柴油机和防爆动力蓄电池组的混合动力单轨吊机车的传动构成、主回路及技术参数、双向DC/DC变换器、混动模式、混动功率匹配、制动回馈能量回收、技术创新点等方面,对该设计方案进行详细的论述。

柴电混合动力系统在金枪鱼延绳钓船上的应用

柴电混合动力系统应用于船舶领域有三种形式:PTO(power take out)、PTI(power take in)和PTH(power take home)形式。为了满足金枪鱼延绳钓船航行和作业两种工况,将PTH形式柴电混合动力系统应用于金枪鱼延绳钓船上。金枪鱼延绳钓船在自由航行高航速工况时,使用柴油机动力;在钓鱼作业低航速工况时,使用电力动力。上海水产集团先后建造了5条配备柴电混合动力系统的金枪鱼延绳钓船。经过实践证明,PTH形式传动系统完全可以应用于金枪鱼延绳钓船,并具有满足两种工况,提高冗余度,增加安全性,降低燃油消耗,节能减排的效果,对于金枪鱼延绳钓船是一个非常好的选择。