汽车排放的碳氢化合物是挥发性有机化合物的重要来源。混合动力汽车采用纯电动工作模式时关闭发动机,导致炭罐脱附的能力大幅下降,混合动力汽车的蒸发排放问题和加油排放问题依然严峻。在环保部与国家质检总局联合发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(简称“国六”)中,大幅降低轻型汽车蒸发排放限值,首次增加加油排放限值和混合动力汽车加油排放试验要求。为应对混合动力汽车的蒸发排放问题和加油排放问题,本文进行混合动力汽车车载油气回收系统控制与优化设计研究。首先,介绍混合动力汽车车载油气回收系统结构组成,分析混合动力汽车在整个加油过程中的加油排放机理,将混合动力汽车整个加油过程分为泄压阶段和加油阶段,基于理想气体定律和分子扩散理论,分别建立泄压阶段和加油阶段的加油排放数学模型。第二,建立混合动力汽车车载油气回收系统在泄压阶段和加油阶段的加油排放CFD仿真模型,并分别对泄压阶段和加油阶段的加油排放CFD仿真模型进行试验验证,试验结果与仿真结果基本吻合,对建立的加油排放仿真模型进行求解,得到混合动力汽车车载油气回收系统加油排放数值模拟结果,并比较在不同加油速率下的加油排放量。第三,分析影响混合动力汽车加油排放的车载油气回收系统结构参数,基于Box-Behnken试验设计方法确定加油排放试验方案,并通过CFD数值模拟方法得到加油排放结果,建立加油排放与车载油气回收系统结构参数之间的响应曲面模型,基于遗传算法进行优化设计,并对最优方案进行加油提前跳枪校核。第四,介绍混合动力汽车车载油气回收系统控制方法,分析混合动力汽车在非加油时的蒸发排放机理,混合动力汽车在非加油时将油气密封在油箱内,油箱内压力升高后需要打开油箱隔离阀进行泄压,通过建立油箱隔离阀控制策略减少泄压期间通向炭罐的燃油蒸气量,以降低炭罐的饱和程度,能够降低主动启动发动机对炭罐进行脱附的次数。最后,按照“国六”标准规定的试验流程,对混合动力汽车车载油气回收系统进行加油排放试验,将混合动力汽车加油排放数学模型计算结果和CFD数值模拟结果与试验结果进行对比,进一步验证加油排放数学模型和CFD数值模拟的有效性。