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中南大学学报(自然科学版)

Journal of Central South University

第50卷    第12期    总第304期    2019年12月

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文章编号:1672-7207(2019)12-3137-09
基于最优扭矩控制策略的混合动力燃气热泵经济性分析
陈涛,蔡亮,杨亚南

(东南大学 能源与环境学院,江苏 南京,210096)

摘 要: 针对燃气热泵运行时发动机工况偏离标定区从而导致系统运行效率降低的问题,提出利用磷酸铁锂电池作为辅助动力源的混合动力燃气热泵系统。采用理论与实验相结合的方法建立了系统的数学模型,并以发动机最优扭矩为优化目标,分析3种工作模式下的扭矩分配和热效率变化,在此基础上,将电池荷电状态等效转换,以总燃气消耗量评价混合动力系统的经济性。研究结果表明:在不同运行模式下,发动机扭矩维持在28.3~31.3 N·m,热效率保持在25.0%以上;随着发动机转速从750 r/min增加到2 400 r/min,系统的燃气消耗量为2.93 kg,相比于普通的燃气热泵系统,燃气消耗量减少约31.9%。

 

关键词: 混合动力;燃气热泵;最优扭矩控制策略;等效转换;经济性

Economic analysis of parallel hybrid gas heat pump based on optimal torque control strategy
CHEN Tao, CAI Liang, YANG Yanan

College of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096, China

Abstract:Due to the fact that the engine operating condition of gas heat pump deviates from the calibration area with lower operation efficiency of system, a hybrid-power gas engine heat pump system was proposed by using Lithium iron phosphate battery as auxiliary power source. The mathematical model of the system was established by combining theory with experiment, and the optimal torque of the engine was taken as the optimization objective to analyze the torque distribution and thermal efficiency changes in three working modes. On this basis, the battery state of charge was equivalently converted to evaluate the economy of the hybrid power system with the total gas consumption. The results show that the engine torque is maintained between 28.3-31.3 N·m under different operating modes, while the thermal efficiency remains above 25.0%. With the increase of the engine speed from 750 r/min to 2 400 r/min, the total gas consumption is 2.93 kg, which is about 31.9% less than that of conventional gas heat pump system.

 

Key words: hybrid power; gas engine heat pump; optimal torque control strategy; equivalent conversion; economy

中南大学学报(自然科学版)
  ISSN 1672-7207
CN 43-1426/N
ZDXZAC
中南大学学报(英文版)
  ISSN 2095-2899
CN 43-1516/TB
JCSTFT
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