内燃机大量的余热余压能是通过废气、冷却液、CAC、EGR冷却等不同的途径散失到大气环境中的，具有多途径特征。内燃机余热能还具有多梯级特性，典型内燃机在运行工况范围内，其排温一般在400℃～900℃，平均温度在500℃左右，最高可达900℃。发动机正常运行时，冷却水温一般在80℃～110℃范围。内燃机余热的这种多梯级特性给热能回收系统的适应性提出了挑战。此外，内燃机余热能分布还具有动态变工况特征。对于车用内燃机，由于车辆在道路运行中，基本都处在怠速、加速、减速的变化过程中，因此发动机基本都处于怠速、小负荷、大负荷等动态变工况运行状态。内燃机运行工况的这种动态变化，导致不同品位热能的比例也发生动态改变。由于内燃机余热能的这种多途径、多梯级、动态变工况特征，简单、单一的热能回收技术很难获得有效的回收效率，制约了其工程应用效果。因此，多途径多梯级的综合回收以及多种形式的综合使用，是提高内燃机整机能量利用效率的重要途径。本课题针对内燃机余热能的多途径、多梯级、动态变工况特征，考虑到简单、单一的热能回收技术很难满足内燃机余热能回收效率的要求，重点解决两个关键科学问题：提出整机综合能源效率评价方法，建立等效能耗计算模型；基于整机综合效率优化的能量多途径回收、存储和利用的协同控制，实现全历程的能量优化管理。