[發明專利]基于HCCI發動機的混合動力汽車能量管理方法

有效

• 申請號: 201710601345.6
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107472038B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 鄭太雄;侯曉康;楊新琴;楊斌;何招;褚良宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B60L50/15
• 分類號: B60L50/15
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;高敏

本發明請求保護一種基于HCCI發動機的混合動力能量管理方法，涉及新能源汽車領域。本發明利用HCCI發動機作為混合動力汽車的動力源。考慮到HCCI發動機點火正時不可測，本發明以進排氣門開啟和關閉正時、發動機轉速、進氣歧管溫度、噴油量為輸入，搭建神經網絡預測HCCI發動機的點火正時；利用可變氣門正時技術控制發動機進排氣門的開啟和關閉時刻，實現HCCI發動機的廢氣再壓縮，從而將混合氣壓燃；再將HCCI發動機廢氣引入斯特林發動機，利用斯特林發動機做功同樣為動力電池充電，從而綜合利用燃料的能量，達到節能和環保的要求。

技術領域

本發明新能源汽車領域，特別是一種混合動力汽車。

背景技術

隨著石油的不斷枯竭以及人們環境保護意識的增強，人們對節能環保的新能源汽車提出了更多的要求。在這樣的情況下，混合動力汽車、電動汽車等傳統汽車的替代產品不斷涌現。在純電動汽車電池的續航、充電等問題沒有完全解決之前，混合動力汽車是很好的選擇。混合動力汽車同時搭載發動機和動力電機，當動力電池電量不足時，發動機驅動發電機為動力電池充電，動力電池為動力電機提供能量驅動汽車運動，當汽車需要大功率輸出時，發動機可與動力電機協同工作，共同驅動汽車。目前混合動力汽車的發動機都采用傳統發動機，即火花點火式汽油機(SI)或壓縮燃燒的柴油機(CI)，雖然混合動力汽車的優點是發動機可工作在最佳效率點，發動機比較節能，但這兩種發動機的熱效率都比較有限，相對較高的柴油機的熱效率最多也就40％多，絕大部分熱量被冷卻水、廢氣、缸壁帶走，造成極大的能量浪費。

均值充氣壓縮點燃(HCCI)技術誕生于1897年，具有無焰特質和高稀釋能力，使得燃燒可以在較低的溫度下進行，可以減少NOX和PM的形成，降低CO和HC的排放。另外，HCCI在無節氣門狀態下工作，可以極大程度地減少發動機的泵吸損失，提高燃油效率達30％，有效降低燃油消耗。鑒于此，HCCI被公認為新一代燃燒技術，是一項頗有前景的技術，可在降低排放的同時進一步提高燃油效率，為此本發明考慮利用HCCI發動機作為混合動力汽車的動力源為電池充電。

目前根據混合動力汽車電池充電方式可區分為插電式和車載式。插電式混合動力汽車利用車外充電器對電池充電，一次充電后行駛里程較短；車載式混合動力汽車則是利用發動機和車載充電器對電池充電，其體積大，油耗高。專利[CN201110268778.7]公開了一種結構緊湊，體積小的混合動力汽車充電發動機，緩解了混合動力汽車行駛里程短和充電發動機體積大、重量大的問題，但沒有改變發動機效率低、排放高的現狀，因此本發明將采用HCCI發動機作為充電發動機。且針對混合動力汽車發動機廢氣具有溫度高，熱量大的特點，將廢氣直排到大氣造成極大的能量浪費。

發明內容

針對現有技術混合動力發動機熱效率低，排放高的缺點，本發明設計一種基于HCCI發動機的混合動力汽車能量管理方法，利用HCCI發動機作為混合動力汽車動力電池的動力源，同時利用HCCI發動機的廢氣驅動斯特林發動機為動力電池充電，實現混合動力汽車能量管理。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種基于均值充氣壓縮點燃HCCI發動機的混合動力汽車及其能量管理系統，包括HCCI發動機、斯特林發動機、發電機A、發電機B、電池和電動機，HCCI發動機的廢氣通過管道連接驅動斯特林發動機，用于驅動發動機B，HCCI發動機直接驅動發電機A，發電機A、B均為動力電池充電，當動力電池需要充電時，HCCI發動機帶動發電機A為動力電池充電，同時，HCCI發動機的廢氣驅動斯特林發動機，斯特林發動機再驅動發電機B為動力電池充電，動力電池為混合動力汽車的動力電機提供能量驅動電動機，控制傳動裝置驅動汽車運動。

其中，HCCI發動機的廢氣驅動斯特林發動機進一步包括：利用可變氣門正時技術控制進氣門和排氣門的正時控制HCCI發動機的點火正時，實現廢氣再壓縮，從而將混合氣壓燃。