小型高速电磁阀是船用柴油机高压共轨电控喷油系统的关键执行器，为更加高效地进行小型高速电磁阀的结构设计及参数选取，本文在ANSYS Maxwell专业电磁场仿真环境中建立了小型高速电磁阀的三维有限元模型，采用Box-Benhnken试验设计方法选取了54组训练样本点，基于驱动电流、工作气隙、电磁线圈匝数、静铁芯主磁极半径、衔铁半径以及衔铁厚度6个主要影响参数，构建了小型高速电磁阀静态电磁力响应面预测模型，揭示了小型高速电磁阀静态电磁力受多参数非线性交互作用的影响规律。根据响应面预测模型的方差分析和模型拟合统计量分析，可知决定系数R2为0.9789，调整决定系数Adjusted R2为0.9570，表明本文的响应面预测模型具有良好的拟合精度和预测能力，可以指导小型高速电磁阀的参数选取及设计优化。

为了实现氨燃料喷射信息的实时获取，提出了一种基于线性二次型调节器(LQR)控制的循环喷氨量闭环观测方法，通过探究氨燃料的流体过程机理，建立了基于瞬时轨压波动与喷氨量的动态数学模型，搭建了基于状态空间模型的喷氨规律闭环观测器，应用LQR方法整定了反馈增益，并分析了状态权重矩阵对观测性能的影响，最后利用仿真及试验对闭环观测性能进行了验证，结果表明：喷氨量观测值与实际值平均误差小于2.1%，该闭环观测器可以实现喷氨量的准确观测，对于氨燃料发动机精准、迅速的喷射规律控制具有重要的应用价值。

为减少航运业污染物排放，天然气已成为短期内船用发动机的可行替代燃料。然而，天然气发动机（或者天然气/柴油双燃料发动机）的动态响应特性较差，会危及船舶航行安全。因此，保障航行安全与降低排放成为船舶动力系统设计中需要兼顾的双重挑战。由主机和轴带发电机组成的气电混合动力系统，通过多种工作模式灵活应对不同海况，可在不增加船舶能效设计指数（EEDI）的前提下，显著改善航行安全性。但该系统涉及多设备集成，各子系统与设备间既需协同运行又存在制约，亟需揭示轴带发电机与天然气（双燃料）发动机耦合推进的定量关系，为设计同时满足航行安全与排放性能要求的气电混合动力系统提供理论支撑。本文以某13,000 DWT化学品船为研究对象，量化分析了天然气燃料的减排潜力及其对动力需求的影响。研究结果表明：相较于柴油，采用天然气燃料可降低船舶EEDI达28.83%，但需提升14.9%的额定功率以维持同等动力性能。此外，基于IMO《最小推进功率导则》的约束条件，对比分析了不同动力配置方案：传统柴油机方案需4548 kW；天然气（双燃料）发动机方案需5239 kW；而气电混合动力系统方案仅需4170 kW主机与312.75 kW轴带发电机即可满足要求，增加轴带发电机功率对提升系统综合性能的效果是单纯增加主机装机功率的2.98倍，且不会导致EEDI增加。本研究为船舶气电混合动力系统的优化设计提供了理论依据和工程参考。

针对混合动力汽车传统固定低阈值能量管理策略存在发动机低效运行、电动机工作区间效率不足等问题，提出基于驾驶意图识别的宽域SOC动态调节能量策略。搭建P1+P3双电机串并联架构整车模型，采用Simulink与Cruise联合仿真平台，生成包含城市、乡村、高速工况的随机综合路况，对比满电（SOC=100%）与低电（SOC=35%）场景下传统固定阈值策略与动态调节策略的能效表现。结果表明：动态调节策略满电与低电场景百公里油耗分别为4.58L与6.49L，较传统策略降低2.35%与5.67%，通过模糊逻辑实时适配驾驶意图与工况需求，有效避免发动机低速低效运行，改善电动机工作区间效率。

在“十四五”规划以及“双碳”政策的推动下，寻求可再生的清洁能源替代方案时应对交通行业碳排放的有效途径之一。氢气凭借其零碳属性、高效燃烧及多场景适应性，将成为未来能源体系的核心媒介。延长点火脉宽是在贫燃条件下成功点火的一种相对经济且简单的技术。因此本研究基于某3.6L定容燃烧弹实验平台，探究了不同点火脉宽、不同过量空气系数对预混氢-空气混合气燃烧特性的影响。结合高速摄影与压力采集技术，分析了火焰发展形态、燃烧压力曲线及火焰传播速度的变化规律。结果表明：随着混合气变稀，火焰传播速度显著降低，燃烧持续时间延长。当λ≥3.5时，火焰锋面出现明显的向上偏移现象，浮力效应导致火焰结构不对称变形。增大点火脉宽可以显著提升火焰传播速度，火焰前锋位置明显超前于短脉宽工况。对于燃烧压力，随着混合气变稀，燃烧压力峰值显著降低，压力上升速率减缓，且燃烧持续期延长。在λ≥3时，压力升高率曲线出现拐点。而增大点火脉宽可显著缩短燃烧持续期，但不同点火脉宽下的最大压力差异较小。长点火脉宽下的压力升高率曲线斜率更大，峰值更高，且拐点出现时间提前。

本文针对质子交换膜燃料电池的氢气供给系统以及电堆阳极流道进行了完整的系统建模与控制策略研究，对氢气供应系统氢气供应的循环进行分析，基于MATLAB/Simulink 对系统中比例阀、引射器、氢气循环泵、阳极流道等核心部件进行建模，基于滑膜控制设计了对阳极供气的控制策略，通过调节比例阀实现阳极流道内压强控制，并通过调节氢气循环泵转速满足循环流量的需求，在此基础上利用粒子群算法对控制器的设计参数进行了参数调优，相比于传统的PID 控制，本文设计的控制策略有更快的响应速度和更小的超调量，在不同的工况变化中做出更快速、准确的响应，且氢气循环量满足系统需求。

针对串联式船舶混合动力系统，提出了一种多目标能量管理策略。该策略基于非支配排序遗传算法II(NSGA-II)算法，引入船舶功率预测与加强非支配关系，保证了对能量管理问题的实时优化控制。与传统的多目标能量管理策略不同，所提出的策略充分考虑了能量管理的实时性实施，因此基于长短时间记忆神经网络(LSTM)设计了船舶短期需求功率预测器，采用多步输入多步输出的预测控制框架保障了策略的实时运行。此外，所提出的多目标能量管理策略结合多目标决策与加强非支配关系，实现了全局航行工况下混合动力系统能量管理控制解的全局非支配性。仿真结果显示，所提出的策略相比传统多目标能量管理策略相比对电池荷电状态具有更好的控制效果，并且在燃油经济性和氮氧化物排放性能上分别提升了26.08%与14.05%。因此该策略具有显著的实用性与可行性。

针对现有驾驶循环难以精确表征特定车型真实驾驶场景的局限性，提出基于长短时记忆网络-深度嵌入聚类(LSTM-DEC)和动态时间规整(DTW)的驾驶循环构建方法。研究采集了50台重型燃油车累计超1500万公里的车联网数据。通过LSTM-DEC混合模型对原始数据进行95%比例精简，获得与原始数据速度-加速度联合分布(SAFD)差异度仅为0.978%的高质量数据集。对该数据集进一步采用DTW算法提取高阶特征信息，结合k-Means聚类构建驾驶循环。结果表明，该方法较提取低阶特征信息的方法使SAFD差异度降低45.75%。在混合动力汽车能量管理策略(EMS)优化应用中，基于该驾驶循环训练的EMS使等效油耗较WLTC降低0.683%，电池荷电状态(SOC)波动幅度控制在0.08以内，显著优于传统方法。

基于某140KW氢内燃机的散热需求量，在散热器外形尺寸固定（600×540mm）的条件下，采用计算流体力学（CFD）仿真方法，开展翅片间距（0.6-1.6mm范围）以及散热器内部通道数量对散热性能的影响规律研究。研究结果表明，随着翅片间距减小以及内部通道数量的增加，散热面积增大，在同等空气流量下空气流速增加，增强对流换热效率，从而显著提升散热效率；然而当间距过小（＜1mm）时，会产生明显的空气流动阻滞，反而造成散热性能的恶化。

基于某1.5L增压直喷氢内燃机，开展缸内喷水压力和喷孔数对增压氢内燃机燃烧的影响规律研究。研究结果表明：水汽化吸热可以降低燃烧前缸内的温度，对抑制爆震起到了作用。喷孔数量和喷水压力的增加可以增强水的雾化效果，双喷孔变成四喷孔可以降低6mg液膜质量，SMD初始粒径从0.7mm降低到0.5mm。喷水导致膨胀冲程的缸压更高，有利于增强氢内燃机的做功能力。喷水压力的增加和喷孔数量的下降会增加缸压峰值和爆震强度，前者是湍动能增强加快燃烧所导致的。喷水压力从10MPa提高到30MPa，爆震强度从0.22MPa增大到0.26MPa。