新萄京娱乐手机版

English
教职工
科学研究
您所在的位置:科学研究 > 科研方向>车辆动力工程研究所

先进动力系统是新能源汽车和智能汽车的基础核心技术。近年来,我所围绕动力电池、燃料电池、先进内燃机、混合动力、分布式电驱动系统等前沿动力技术开展研究,取得了一系列成果。

(1) 首创了基于内部温度测量的大容量动力电池绝热热失控测试技术,揭示了热失控诱发及蔓延机理,发明了动力电池主动安全防控技术,热失控提前预警时间>30min;突破了“电化学机理与能量管理”、“老化机理与健康管理”、“热失控机理与安全管理”三方面核心技术,相关知识产权许可给国际汽车公司(戴姆勒 - 奔驰)。

(2) 国际上率先揭示了质子交换膜燃料电池催化剂层多孔微尺度传质与界面反应机理;提出了电堆不一致性和衰退过程诊断、基于单体 / 电堆交流阻抗的水含量状态估计和健康管理技术;发明了燃料电池氢空 / 氧双循环、余热利用综合热管理等技术;提出了燃料电池寿命预测和高效长寿命控制方法。电堆(石墨板)功率密度超过 2.0kW/L、实车寿命超过10000 小时、燃料电池系统实现 -25° C 自启动,城市客车实际氢耗 7.1kg/100km。

(3) 针对新能源汽车“驾驶员 - 动力系统 - 复杂路况”协同和控制问题,提出了动力系统构型匹配和能量管理联合优化方法,建立了分布式电驱动系统迟滞动力学及协调控制方法,研制了世界首台混合动力五轴独立电驱特种车辆。

(4)国际上首先探明了超级爆震破坏力强的根本原因是缸内燃烧由常规爆震的爆燃模式转换为爆轰模式,导致极高的放热率与压升率,首次提出了表征爆轰与混合气能量密度、滞燃期关系的图谱,支撑的内燃机产品实现在平均有效压力达到 22bar 时超级爆震概率由 0.66‰降为 0,增强了我国内燃机自主研发核心技术能力;提出内燃机余热能量利用的涡轮脉冲整流增效新原理和对转涡轮复合流动控制新方法,突破了余热能量利用效率低的瓶颈,产品节能效果可达 7.8%,优于国际同类发动机 5%-6% 的水平。

近 5 年累计发表 SCI/EI 论文 372 篇,授权国内发明专利 100余项,美、日授权专利各 5 项,获得国家科技进步二等奖 2项、省部级一等奖 3 项。成果应用于国内外主流企业,培育了一批业内一流的技术创业型企业。成立了“中美清洁汽车技术国际联合研究中心”、“通用航空技术研究中心”、“清华大学汽车系- 壳牌清洁交通能源联合研究中心”、“北京市氢燃电池发动机工程技术研究中心”等机构,成为学术交流、人才培养和创业创新的平台。


1.png          image053.png

(1)车用电化学动力系统的瓶颈和挑战                                            (2)热失控连锁反应放热机理


image054.png               image055.png

(3)内短路热-电耦合特征模拟                                                 (4)动力电池综合管理技术


image056.jpgimage057.jpg

(5)高性能锂动力电池系统

 2.png    3.png

(6)PEM催化剂表面荷电行为新范式                                   (7)燃料电池极限寿命预测方法


4.png

(8)氢燃料电池发动机设计与集成关键技术研究


5.png              6.png

(9)氢气再循环系统控制技术                                                         (10)电化学动力源平台实验


image063.png


(11)燃料电池动力系统技术体系


image064.png

image065.png 

(12)燃料电池客车示范、产业化历程及拓展应用(燃料电池客车、物流车、有轨电车、轿车)


image066.jpg     image067.jpg   image068.png     

                    (13)60kW燃料电池发动机电动空压机        (14)10kgf推力电动风扇推进系统          (15)涡轮活塞复合新概念发动机


image069.png                            image070.jpg             image071.png

   (16)能量回馈式整车动力学控制系统EESC压力控制单元                (17)可视化发动机平台                       (18)发动机工作过程计算机模拟


image072.png             image073.png            image074.png

(19)柴油机SCR+DPF后处理系统流场CFD分析             (20)超级爆震对发动机的破坏效应               (21)汽油机超级爆震(detonation)可视化研究


image075.png

(22)MPCI与PPCI燃烧模式降低NO对比