电动增压动态响应特性试验研究

丁占铭，孔冰，程振宇，王晓远，张岩，曹晓琳

(1.天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072；2.中国北方发动机研究所柴油机高增压技术国防科技重点实验室，天津 300400；3.山西柴油机工业有限责任公司，山西 大同 037036)

电动增压具有加速响应快、调节灵活度高、增压效率高等优点，是当前国内外增压技术的发展热点[1-2]。对内燃机而言，电动增压能够解除传统涡轮增压对排气能量的依赖，大幅提升进气压力及流量的响应性，显著提升内燃机的低速扭矩和加速性。基于电动增压易实现瞬态工况下的空燃比控制，降低加减速过程中的瞬态排放[3-4]，这对内燃机满足日益严苛的排放法规至关重要。由于电动增压效率高、噪声相对较小等优点，电动增压技术在燃料电池上同样有着广阔的应用前景。

随着内燃机与燃料电池等车用动力装置对电动增压技术需求度不断提高，国内外诸多企业和科研机构开展了电动增压技术研究。Yamashita等[5]设计了额定功率2 kW、工作转速140 000 r/min的电动增压器，加速响应时间小于1 s，可使发动机扭矩响应时间缩短35%。博格华纳研发了多种型号的电动增压器[6]，且通过研究证实，电动增压可使发动机在FTP-75驾驶循环下的燃油经济性提升约4%。大陆集团[7]开发的电动增压器最高转速70 000 r/min，能够使发动机油耗降低8.5%。Pierburg公司的Rothgang等[8]设计的电动增压器加速响应时间不超过350 ms。Aeristech有限公司的Tran等[9]开发了最高转速120 000 r/min的电动增压器，可将发动机扭矩响应时间缩短50%。密歇根大学的Salehi等[10]研究认为，电动增压器可将内燃机低速低负荷时的燃油经济性提升4.6%。……