[发明专利]基于HCCI发动机的混合动力汽车能量管理方法

说明书

本发明请求保护一种基于HCCI发动机的混合动力能量管理方法，涉及新能源汽车领域。本发明利用HCCI发动机作为混合动力汽车的动力源。考虑到HCCI发动机点火正时不可测，本发明以进排气门开启和关闭正时、发动机转速、进气歧管温度、喷油量为输入，搭建神经网络预测HCCI发动机的点火正时；利用可变气门正时技术控制发动机进排气门的开启和关闭时刻，实现HCCI发动机的废气再压缩，从而将混合气压燃；再将HCCI发动机废气引入斯特林发动机，利用斯特林发动机做功同样为动力电池充电，从而综合利用燃料的能量，达到节能和环保的要求。

技术领域

本发明新能源汽车领域，特别是一种混合动力汽车。

背景技术

随着石油的不断枯竭以及人们环境保护意识的增强，人们对节能环保的新能源汽车提出了更多的要求。在这样的情况下，混合动力汽车、电动汽车等传统汽车的替代产品不断涌现。在纯电动汽车电池的续航、充电等问题没有完全解决之前，混合动力汽车是很好的选择。混合动力汽车同时搭载发动机和动力电机，当动力电池电量不足时，发动机驱动发电机为动力电池充电，动力电池为动力电机提供能量驱动汽车运动，当汽车需要大功率输出时，发动机可与动力电机协同工作，共同驱动汽车。目前混合动力汽车的发动机都采用传统发动机，即火花点火式汽油机(SI)或压缩燃烧的柴油机(CI)，虽然混合动力汽车的优点是发动机可工作在最佳效率点，发动机比较节能，但这两种发动机的热效率都比较有限，相对较高的柴油机的热效率最多也就40％多，绝大部分热量被冷却水、废气、缸壁带走，造成极大的能量浪费。

均值充气压缩点燃(HCCI)技术诞生于1897年，具有无焰特质和高稀释能力，使得燃烧可以在较低的温度下进行，可以减少NOX和PM的形成，降低CO和HC的排放。另外，HCCI在无节气门状态下工作，可以极大程度地减少发动机的泵吸损失，提高燃油效率达30％，有效降低燃油消耗。鉴于此，HCCI被公认为新一代燃烧技术，是一项颇有前景的技术，可在降低排放的同时进一步提高燃油效率，为此本发明考虑利用HCCI发动机作为混合动力汽车的动力源为电池充电。

目前根据混合动力汽车电池充电方式可区分为插电式和车载式。插电式混合动力汽车利用车外充电器对电池充电，一次充电后行驶里程较短；车载式混合动力汽车则是利用发动机和车载充电器对电池充电，其体积大，油耗高。专利[CN201110268778.7]公开了一种结构紧凑，体积小的混合动力汽车充电发动机，缓解了混合动力汽车行驶里程短和充电发动机体积大、重量大的问题，但没有改变发动机效率低、排放高的现状，因此本发明将采用HCCI发动机作为充电发动机。且针对混合动力汽车发动机废气具有温度高，热量大的特点，将废气直排到大气造成极大的能量浪费。

发明内容

针对现有技术混合动力发动机热效率低，排放高的缺点，本发明设计一种基于HCCI发动机的混合动力汽车能量管理方法，利用HCCI发动机作为混合动力汽车动力电池的动力源，同时利用HCCI发动机的废气驱动斯特林发动机为动力电池充电，实现混合动力汽车能量管理。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种基于均值充气压缩点燃HCCI发动机的混合动力汽车及其能量管理系统，包括HCCI发动机、斯特林发动机、发电机A、发电机B、电池和电动机，HCCI发动机的废气通过管道连接驱动斯特林发动机，用于驱动发动机B，HCCI发动机直接驱动发电机A，发电机A、B均为动力电池充电，当动力电池需要充电时，HCCI发动机带动发电机A为动力电池充电，同时，HCCI发动机的废气驱动斯特林发动机，斯特林发动机再驱动发电机B为动力电池充电，动力电池为混合动力汽车的动力电机提供能量驱动电动机，控制传动装置驱动汽车运动。

其中，HCCI发动机的废气驱动斯特林发动机进一步包括：利用可变气门正时技术控制进气门和排气门的正时控制HCCI发动机的点火正时，实现废气再压缩，从而将混合气压燃。