内燃机余热回收利用技术作为提高发动机热效率的有效手段,受到业内的高度重视。但余热回收利用各环节效率特性存在差异,且耦合关系复杂,在道路运行过程中充分发挥该技术的节油潜力还面临重大挑战。为此,本文提出了内燃机-朗肯循环余热回收发电-电池存储-ISG电机和电动冷却附件协同用电完整的能源网络构型,以ISG电机作为主要调控手段,研究ISG电机及电池的匹配方法、揭示了ISG电机对能源网络各环节效率的耦合调节规律,提出ISG电机调控能源网络的综合能效优化策略,旨在为能源网络的优化匹配及控制策略制定提供基础规律。首先,基于GT-Suite平台建立了重型柴油机、朗肯循环发电系统、热管理附件用电系统、ISG电机总成系统及整车等性能模型,并通过开发司机模型和道路工况模型,为能源网络构建了较为真实的道路运行场景。在Simulink环境下开发了一套基础的控制器模型,将各大子系统进行了有机集成,建立了完整的能源网络全历程仿真平台,其厂家数据和试验数据对标,核心子系统的性能误差在5%以内。其次,为解决ISG电机与电池的参数选择问题,从系统对ISG电机及电池对能量回收、储存及使用的要求出发,研究电机功率及电池容量对系统能量回收及使用的制约规律,提出电机及电池参数匹配方法。为了解决能源网络各环节效率特性存在差异,且耦合关系复杂所导致的控制难题,以ISG电机为主要调控手段,系统研究了ISG对能源网络各环节效率和损失的调节规律,表明低负荷工况下对发动机效率调控效果较大,高负荷工况下对电动冷却附件及电池的调控效果较大。最后,针对多能源协同优化的问题,将其可转化得到的机械能作为统一的衡量标准,建立了能源网络的等效能耗模型。为应对能源网络中电能存在多来源及使用途径,使能量品位发生变化,导致不合理充放电的问题,根据实时运行效率对等效能耗系数进行修正。引入回收能量利用率,解决能源网络的能量平衡问题。在道路工况下验证策略效果,结果表明:策略减小了33%的充放电损失,维持了电池SOC平衡;不同工况下能源网络节油潜力为8.9~18.2%,且在低速及停车频繁工况有较好效果。