基本信息
- 項目名稱：
- 氣電混合動力概念車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 氣電混合動力概念車是一種新型混合動力車，它采用高度壓縮的空氣作為主動力源，磷酸鐵鋰電池作為輔助動力源，這兩種動力源衍生出四種驅(qū)動模式：氣動模式、電動模式、氣電混合模式和發(fā)電模式，四種驅(qū)動模式有機結(jié)合使得概念車具有綠色環(huán)保、節(jié)能無污染物排放、低噪音和低成本等優(yōu)點。
- 詳細介紹：
- 氣電混合動力概念車是一種新型混合動力車，采用高度壓縮的空氣作為主動力源，磷酸鐵鋰電池作為輔助動力源，兩種動力源衍生出四種驅(qū)動模式：氣動模式、電動模式、氣電混合模式和發(fā)電模式，四種驅(qū)動模式有機結(jié)合使得概念車具有綠色環(huán)保、節(jié)能無污染物排放、低噪音和低成本等優(yōu)點。 氣動模式是概念車的主驅(qū)動模式，該模式運行下的概念車動力平穩(wěn)十足，且最為節(jié)能環(huán)保；電動模式是概念車的輔助驅(qū)動模式，彌補氣動模式續(xù)航能力不足的缺憾；氣電混合模式是概念車的應急模式，但遇到大角度爬坡或者路況惡劣的情況時可以啟動氣電混合模式，該模式輸出扭矩很大，但能源利用率不高；發(fā)電模式是概念車最具創(chuàng)新的一種驅(qū)動模式，當遇到需要減速或者制動的情況時，啟動發(fā)電模式，此時驅(qū)動力被切斷，發(fā)電電路接通，電動機會把本被浪費掉的動能回收，存儲在鋰電池里。四種驅(qū)動模式有機結(jié)合，使得概念車能夠應變復雜的行駛路況，并且最大限度的提高了能源利用率。 氣電混合動力概念車還采用了制動優(yōu)先系統(tǒng)、隨動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、可伸縮式方向盤等獨具匠心的設計，使得概念車駕駛起來更加舒適安全。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關鍵和主要技術(shù)指標
- 設計背景和基本思路：石油資源日益短缺，油價飛漲；燃油發(fā)動機對汽油燃燒產(chǎn)生的能量利用率低；汽車尾氣排放嚴重影響城市環(huán)境及人民身體健康；另外新型動力汽車都存有明顯不足，如電動車的續(xù)航能力較差，動力性能不好，燃料電池汽車的重金屬污染等等。一種清潔高效無污染的新型動力車亟待開發(fā)，基于此我們設計了這款氣電混合動力概念車,它利用清潔無污染的壓縮空氣作為動力源，結(jié)合綠色環(huán)保的鋰電池作為輔助動力，形成了一套安全節(jié)能環(huán)保的新型動力概念車。 創(chuàng)新點：這種概念車完全摒棄了傳統(tǒng)燃油汽車的內(nèi)燃機動力，而用清潔高效的氣動馬達和電機作為動力輸出。另種動力源衍生出四種驅(qū)動模式氣動模式、電動模式、氣電混合模式和發(fā)電模式，四種驅(qū)動模式有機結(jié)合，最大限度的提升了能源利用率。 技術(shù)關鍵和主要技術(shù)指標：氣電混合動力概念車采用的碳纖維鋼瓶中存儲的高壓氣體（30兆帕）驅(qū)動氣動馬達，氣瓶容量為8L，用空氣壓縮機二十分鐘可充滿。氣動模式下平均時速可達20km，一次充滿氣罐可行駛2KM，充氣費用僅為0．35元，折合百公里成本17.1元 ，電動模式下平均時速為25公里，續(xù)航時間為3小時，理論上可行駛大約75公里，折合百公里耗電成本約6.28元；而燃油汽車行駛百公里的平均成本約為74.3元，顯然，在低速行駛時，氣動混合動力概念車節(jié)能效果更佳。而且當汽車批量生產(chǎn)時，城市將會建立完善的“加氣站”供氣系統(tǒng)，那時行車將會更加的便捷。
科學性、先進性
- 1.采用壓縮空氣作為動力源，真正實現(xiàn)零污染，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟方便。 2.車身采用整體式底盤設計，行駛穩(wěn)重，風阻系數(shù)小，安全系數(shù)高。 3.氣電混合動力輸出，提高了概念車對環(huán)境的適應能力，為概念車提供更高動力輸出。 4.隨動照明系統(tǒng)，概念車在轉(zhuǎn)向時照明燈會隨著車身轉(zhuǎn)彎的方向照明，更加科學、安全、人性化。 5.減速時采用發(fā)電模式，把即將被浪費掉的動能回收并以電能形式儲存，提高了能源利用率。 6.制動系統(tǒng)與發(fā)電模式關聯(lián)，這樣在可以安全快速制動的前提下達到ABS防抱死的效果，設計更加科學、合理。 7.電機調(diào)速采用霍爾元件輔助，這樣在控制效果上更加智能化，調(diào)速過程中電能損耗非常小，提高了能源利用率。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010.06.25 東北大學第三批“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”題目驗收成績獲得優(yōu)秀 2010.09.25由教育部高等教育司主辦，大連理工大學承辦的第三屆全國大學生創(chuàng)新論壇中以第二名的票數(shù)獲得“我最喜愛的十件作品獎”
作品所處階段
- 實物已作出，各項運行參數(shù)已達到預期要求，目前產(chǎn)品處于中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 實物展出，另外附運行視頻、展板等
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1.安全：機車的安全性較高，機械結(jié)構(gòu)簡單可靠性高、易于維修，適合各種行駛路面； 2.環(huán)保：排放的尾氣對環(huán)境零污染； 3.節(jié)能：所消耗的能源易于獲取，運行成本低廉，實現(xiàn)壓縮空氣驅(qū)動、電力驅(qū)動、壓縮空氣與電力共同驅(qū)動、勢能轉(zhuǎn)電能四種運行方式之間無縫切換
同類課題研究水平概述
- 氣動汽車采用的壓縮空氣發(fā)動機到目前為止，是最環(huán)保的發(fā)動機，它零污染、零排放（加空氣、排空氣），而且造價底，用普通鋼材就能制造。在這個新型發(fā)動機領域，法國走在最前，印度緊跟其后。法國的氣動汽車生產(chǎn)線，已有幾十國家定購。印度氣動汽車，在過去的一年，已賣出四千多輛?，F(xiàn)在已有6000輛定單在手。 法國Brignoles的Zero Pollution Motors公司正在開發(fā)的e.Volution氣動汽車。近幾年來，e.Volutions汽車已經(jīng)引起了廣泛的關注。墨西哥政府已經(jīng)簽署了一筆購買4萬輛e.Volutions汽車的交易訂單，用以替代污染嚴重的墨西哥城內(nèi)的汽油和柴油出租車。 e.Volution汽車使用一個雙缸壓縮空氣發(fā)動機來驅(qū)動。這種發(fā)動機的基本理念非常獨特：既可以只使用壓縮空氣驅(qū)動，也可以當作內(nèi)燃發(fā)動機使用。壓縮空氣存儲在碳纖維材料或玻璃纖維材料的儲氣罐中，罐內(nèi)壓力約為30兆帕。罐內(nèi)空氣通過空氣噴射器進入發(fā)動機的一個狹小氣室，促使空氣膨脹。膨脹后的空氣會向下推動活塞，從而轉(zhuǎn)動曲軸為汽車提供動力。Zero Pollution Motors還在開發(fā)既可以使用傳統(tǒng)燃料又可以使用空氣動力驅(qū)動的混合動力發(fā)動機。這兩種動力能源的轉(zhuǎn)換通過電子設備來控制。如果汽車的運行速度低于60公里/小時，它就會使用空氣動力行駛。如果高于此速度，則會依靠汽油、柴油或天然氣提供動力。儲氣罐安裝在汽車底部，可以容納約300公升的空氣。這些壓縮空氣能夠支撐e.Volution汽車行駛200公里，最高時速度可達96.5公里。當儲氣罐中的空氣快要耗盡時，只要就近?？繗獗谜?，對e.Volution汽車加氣之后便可繼續(xù)行駛。如果使用民用電充氣，充滿壓縮氣罐大約需要4個小時。但若有高壓氣泵，3分鐘即可充滿 。 國內(nèi)近來也有人提出液態(tài)空氣動力汽車的設想, 但液態(tài)空氣動力汽車也同樣存在液氮氣體動力汽車的問題.壓縮空氣動力汽車的研究,目前國內(nèi)尚無文獻報道。浙江大學的氣動汽車課題組已在氣動摩托車動力平臺上分別進行了凸輪配氣、閥配氣的單缸和雙缸壓縮空氣動力發(fā)動機的實驗研究,已取得了一定的成果。該課題組還同時進行了液氮氣體動力汽車的有關項目研究。
