【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计了一种增程式预燃室射流点火液氢转子机及控制方法，具体涉及一种根据增程式电动汽车所需工况调节预燃室射流点火液氢转子机的热管理及控制方法，属于内燃机领域。
技术介绍
1、随着全球能源资源的日益枯竭和环境污染问题的不断加剧，汽车行业面临着转型的压力。目前市面上主流的新能源车型主要分为纯电动汽车和增程式电动汽车，但纯电动汽车的发展一直受到电池容量和充电速度的限制，而增程式电动车既可以使用电池又可以适用发动机驱动，没有续航里程的限制。但使用传统汽/柴油发动机作为增程器依然存在着排放问题。
2、为解决上述问题，提出一种增程式预燃室射流点火液氢转子机及控制方法。使用液氢转子机作为增程器有以下优点：1.转子机结构紧凑，相比于往复式活塞机可以极大的节省车辆空间，便于布置更大的电池；2.转子机相较于往复式活塞机有更高的转速，更适合于发电；3.使用液氢作为燃料可以从根本上解决排放问题，实现零碳排放。通过预燃室射流点火液氢转子机在不同负荷下液冷转子机水套和转子机排气余热携带的热量结合液氢汽化器对液氢进行汽化处理，提高液氢转子机的热利用率。同时，在不同工况下使用不同的混合气进气温度对液氢转子机的爆震等异常燃烧进行抑制，提高转子机的热效率，实现增程式液氢转子机的稳定工作。
技术实现思路
1、为了解决传统汽/柴油发动机增程器带来的排放和转子机自身能量利用率不高的问题，本专利技术设计了一种增程式预燃室射流点火液氢转子机及控制方法，具体涉及一种根据增程式电动汽车所需工况调节预燃室射流点火液
2、转子机ecu(12)接收来自氢气质量流量传感器(8)的第一信号(a1)、空气质量流量传感器(2)的第二信号(a2)、进气温度传感器(11)的第四信号(a4)、电池(19)的第六信号和转速传感器(16)的第七信号(a7)；ecu(12)输出第三信号(a3)至氢气喷嘴(9)、第五信号(a5)至被动预燃室(14)内的火花塞(13)、第八信号(a8)至水套换热器(17)、第九信号(a9)至排气换热器(18)和输出第十信号(a10)至液氢汽化器(4)；水套换热器(17)和排气换热器(18)的热量会提供给换热器(5)用于液氢的汽化。
3、基于一种增程式预燃室射流点火液氢转子机的控制方法，该方法包括燃烧控制策略和液氢供给策略，其包括以下特征：
4、(a)燃烧控制策略
5、转子发动机ecu(12)接收来自氢气质量流量传感器(8)的第一信号(a1)获得氢气流量mh2(kg/s)、空气质量流量传感器(2)的第二信号(a2)获得空气流量mair(kg/s)、电池(19)的第六信号获得电池电量(soc)和转速传感器(16)的第七信号(a7)获得转速n(r/min)：
6、因为增程式电动汽车中的发动机只用来给电池充电而不直接驱动车辆，发动机工作时一定是在给电池充电，所以只需根据soc对发动机的输出功率进行匹配，即可将发动机的工作区间划分成几个区间用来匹配不同的发电需求；
7、当转子机转速0<n≤3000r/min，此时为低速低负荷运行阶段，发动机输出功率较小，此阶段适用于soc＞70％或0km/h<行驶速度≤40km/h的工况，选择稀薄燃烧。ecu(12)根据当前氢气流量mh2(kg/s)和空气流量mair(kg/s)输出第三信号(a3)至氢气喷嘴(9)，使过量空气系数λ维持在1.0～1.3；
8、当转子机转速3000r/min＜n≤5000r/min，此时为中速中负荷运行阶段，发动机输出功率中等，此阶段也是发动机的最佳工作区间，此阶段适用于30％＜soc≤70％或40km/h<行驶速度≤90km/h的工况，选择当量比燃烧。ecu(12)根据当前氢气流量mh2(kg/s)和空气流量mair(kg/s)输出第三信号(a3)至氢气喷嘴(9)，使过量空气系数λ稳定在1.0；
9、当转子机转速n＞5000r/min，此时为高速高负荷运行阶段，发动机输出功率较大，此阶段适用于soc≤30％或行驶速度＞90km/h的工况，选择加浓燃烧。ecu(12)根据当前氢气流量mh2(kg/s)和空气流量mair(kg/s)输出第三信号(a3)至氢气喷嘴(9)，使过量空气系数λ维持在0.8～1；
10、过量空气系数其中，mair为空气质量流量，mh2为氢气质量流量；
11、(b)液氢供给策略
12、转子发动机ecu(12)接收来自进气温度传感器(11)的第四信号(a4)获得进气温度t(℃)、电池(19)的第六信号获得电池电量(soc)和转速传感器(16)的第七信号(a7)获得转速n(r/min)：
13、当转子机转速0<n≤3000r/min，此时为低速低负荷运行阶段，发动机输出功率较小，此阶段适用于soc＞70％或0km/h<行驶速度≤40km/h的工况。ecu(12)根据当前进气温度t输出第八信号(a8)至水套换热器(17)、第九信号(a9)至排气换热器(18)和第十信号(a10)至液氢汽化器(4)，此时水套换热器(17)和排气换热器(18)暂不工作，只有液氢汽化器(4)工作，并保持进气温度t＝-10℃；
14、当转子机转速3000r/min＜n≤5000r/min，此时为中速中负荷运行阶段，发动机输出功率中等，此阶段也是发动机的最佳工作区间，此阶段适用于30％＜soc≤70％或40km/h<行驶速度≤90km/h的工况。ecu(12)根据当前进气温度t输出第八信号(a8)至水套换热器(17)、第九信号(a9)至排气换热器(18)和第十信号(a10)至液氢汽化器(4)，此时液氢汽化器(4)和排气换热器(18)暂不工作，只有水套换热器(17)工作，并保持进气温度t＝-20℃；
15、当转子机转速n＞5000r/min，此时为高速高负荷运行阶段，发动机输出功率较大，此阶段适用于soc≤30％或行驶速度＞90km/h的工况。ecu(12)根据当前进气温度t输出第八信号(a8)至水套换热器(17)、第九信号(a9)至排气换热器(18)和第十信号(a10)至液氢汽化器(4)，此时液氢流量最大，液氢汽化器(4)暂不工作，水套换热器(17)和排气换热器(18)工作，并保持进气温度t＝-30℃。
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1.一种增程式预燃室射流点火液氢转子机，其特征在于，包括：氢供给组件和转子机(15)；
2.控制如权利要求1所述的一种增程式预燃室射流点火液氢转子机的控制方法，该方法包括燃烧控制策略和液氢供给策略，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种增程式预燃室射流点火液氢转子机，其特征在于，包括：氢供给组件和转子机(15)；
2.控制如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，张全明，敖尔格乐，
申请(专利权)人：通辽氢驱动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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