姓名：张轩昂
单位：中国科学技术大学
奖励：第四期中国内燃机学会青年人才托举计划
一、个人科研及创新能力概述
利用有机朗肯循环（ORC）回收内燃机余热被Nature(2012,488:294-303)评价是最有效的中重载卡车节能技术之一，对交通领域国家双碳战略意义重大。主要体现在：1）节能潜力，车载内燃机有约50%的燃烧能量以余热的形式散失；2）减碳潜力，世界气象组织研究表明，全球内燃机效率每提升1%，可减排超4千万吨CO2。
但车载内燃机余热多温区、变工况特征对传统热力循环设计运行提出挑战，主要体现在：1）传统设计方法下的ORC在非设计工况下运行效率低；2）现有ORC构型在车载内燃机变工况运行时，难以实现多品位余热的热管理需求；3）ORC系统动力输出过程难以实时匹配车辆动力需求。
张轩昂主持国家重点研发计划“战略性科技创新合作”重点专项（2024YFE0213200）子课题，依托所在舒歌群、田华教授团队承担的国家重点研发计划、国家自然科学基金项目，针对车载内燃机高效热管理需求，深入开展“新方法-新循环-新系统”的全过程研究，在车载ORC系统设计方法、高效余热回收循环构型、整车能量管理系统方案提出了全新思路，发展了中重载卡车能效管理优化理论，丰富了工程热力学与能源利用学科内涵。在Applied Energy、Energy Conversion and Management、Energy等主流能源期刊发表SCI论文31篇，其中近三年以第一作者发表SCI论文10篇，申请发明专利5项。获天津大学优秀博士学位论文、第十五届国际绿色能源大会最佳论文、博士研究生国家奖学金、天津大学科技创新先进个人、天津大学优秀毕业生、天津大学优秀学生等学术荣誉奖励。
二、主要科研进展及成果
申请人总体学术思路如图1所示，主要围绕中重载卡车内燃机能量管理中的关键问题，从“方法-循环-系统”层面开展研究。
（1）循环设计新方法：针对复杂运行工况对ORC系统设计带来的挑战，提出了全工况综合性能最优的系统构型设计方法，以热源-换热结构全工况能量匹配度作为评价指标，兼顾系统设计工况与非设计工况下的综合性能，为耦合工况特征的系统设计提供有效方法。
（2）内燃机余热匹配新循环：针对卡车余热多温区与传统ORC构型不匹配、导致余热回收率低的难题，构建了混合-低压回热双压式新循环（DPORC），通过设置高压、低压循环，分别回收高温排气和增压空气余热以及低温冷却液余热，实现温区解耦、按质用能，多温区余热利用率均超过87%。
（3）整车能量管理新系统：进一步提出了耦合DPORC余热回收系统的混合动力卡车动力系统能量管理方案。该方案提出联合循环实现整车多能流互补利用，并采用深度强化学习嵌入规则策略实现了卡车能量优化管理。
基于理论创新和技术突破，开展典型工程应用：在国家重点研发中美国合项目支持下，成功开发国内首款装载余热回收的混合动力重卡样车（重汽汕德卡），提升发动机绝对热效率3.7%，超过美国超级卡车计划最好水平，入选科技部中美国际合作代表性成果。
