題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 氣電混合動(dòng)力概念車
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 氣電混合動(dòng)力概念車是一種新型混合動(dòng)力車，它采用高度壓縮的空氣作為主動(dòng)力源，磷酸鐵鋰電池作為輔助動(dòng)力源，這兩種動(dòng)力源衍生出四種驅(qū)動(dòng)模式：氣動(dòng)模式、電動(dòng)模式、氣電混合模式和發(fā)電模式，四種驅(qū)動(dòng)模式有機(jī)結(jié)合使得概念車具有綠色環(huán)保、節(jié)能無(wú)污染物排放、低噪音和低成本等優(yōu)點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 氣電混合動(dòng)力概念車是一種新型混合動(dòng)力車，采用高度壓縮的空氣作為主動(dòng)力源，磷酸鐵鋰電池作為輔助動(dòng)力源，兩種動(dòng)力源衍生出四種驅(qū)動(dòng)模式：氣動(dòng)模式、電動(dòng)模式、氣電混合模式和發(fā)電模式，四種驅(qū)動(dòng)模式有機(jī)結(jié)合使得概念車具有綠色環(huán)保、節(jié)能無(wú)污染物排放、低噪音和低成本等優(yōu)點(diǎn)。 氣動(dòng)模式是概念車的主驅(qū)動(dòng)模式，該模式運(yùn)行下的概念車動(dòng)力平穩(wěn)十足，且最為節(jié)能環(huán)保；電動(dòng)模式是概念車的輔助驅(qū)動(dòng)模式，彌補(bǔ)氣動(dòng)模式續(xù)航能力不足的缺憾；氣電混合模式是概念車的應(yīng)急模式，但遇到大角度爬坡或者路況惡劣的情況時(shí)可以啟動(dòng)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(dòng)模式，當(dāng)遇到需要減速或者制動(dòng)的情況時(shí)，啟動(dòng)發(fā)電模式，此時(shí)驅(qū)動(dòng)力被切斷，發(fā)電電路接通，電動(dòng)機(jī)會(huì)把本被浪費(fèi)掉的動(dòng)能回收，存儲(chǔ)在鋰電池里。四種驅(qū)動(dòng)模式有機(jī)結(jié)合，使得概念車能夠應(yīng)變復(fù)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(dòng)力概念車還采用了制動(dòng)優(yōu)先系統(tǒng)、隨動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、可伸縮式方向盤(pán)等獨(dú)具匠心的設(shè)計(jì)，使得概念車駕駛起來(lái)更加舒適安全。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)背景和基本思路：石油資源日益短缺，油價(jià)飛漲；燃油發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽油燃燒產(chǎn)生的能量利用率低；汽車尾氣排放嚴(yán)重影響城市環(huán)境及人民身體健康；另外新型動(dòng)力汽車都存有明顯不足，如電動(dòng)車的續(xù)航能力較差，動(dòng)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(wú)污染的新型動(dòng)力車亟待開(kāi)發(fā)，基于此我們?cè)O(shè)計(jì)了這款氣電混合動(dòng)力概念車,它利用清潔無(wú)污染的壓縮空氣作為動(dòng)力源，結(jié)合綠色環(huán)保的鋰電池作為輔助動(dòng)力，形成了一套安全節(jié)能環(huán)保的新型動(dòng)力概念車。 創(chuàng)新點(diǎn)：這種概念車完全摒棄了傳統(tǒng)燃油汽車的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力，而用清潔高效的氣動(dòng)馬達(dá)和電機(jī)作為動(dòng)力輸出。另種動(dòng)力源衍生出四種驅(qū)動(dòng)模式氣動(dòng)模式、電動(dòng)模式、氣電混合模式和發(fā)電模式，四種驅(qū)動(dòng)模式有機(jī)結(jié)合，最大限度的提升了能源利用率。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)：氣電混合動(dòng)力概念車采用的碳纖維鋼瓶中存儲(chǔ)的高壓氣體（30兆帕）驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)，氣瓶容量為8L，用空氣壓縮機(jī)二十分鐘可充滿。氣動(dòng)模式下平均時(shí)速可達(dá)20km，一次充滿氣罐可行駛2KM，充氣費(fèi)用僅為0．35元，折合百公里成本17.1元 ，電動(dòng)模式下平均時(shí)速為25公里，續(xù)航時(shí)間為3小時(shí)，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(shí)，氣動(dòng)混合動(dòng)力概念車節(jié)能效果更佳。而且當(dāng)汽車批量生產(chǎn)時(shí)，城市將會(huì)建立完善的“加氣站”供氣系統(tǒng)，那時(shí)行車將會(huì)更加的便捷。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.采用壓縮空氣作為動(dòng)力源，真正實(shí)現(xiàn)零污染，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)方便。 2.車身采用整體式底盤(pán)設(shè)計(jì)，行駛穩(wěn)重，風(fēng)阻系數(shù)小，安全系數(shù)高。 3.氣電混合動(dòng)力輸出，提高了概念車對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，為概念車提供更高動(dòng)力輸出。 4.隨動(dòng)照明系統(tǒng)，概念車在轉(zhuǎn)向時(shí)照明燈會(huì)隨著車身轉(zhuǎn)彎的方向照明，更加科學(xué)、安全、人性化。 5.減速時(shí)采用發(fā)電模式，把即將被浪費(fèi)掉的動(dòng)能回收并以電能形式儲(chǔ)存，提高了能源利用率。 6.制動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)電模式關(guān)聯(lián)，這樣在可以安全快速制動(dòng)的前提下達(dá)到ABS防抱死的效果，設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理。 7.電機(jī)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(guò)程中電能損耗非常小，提高了能源利用率。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010.06.25 東北大學(xué)第三批“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”題目驗(yàn)收成績(jī)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(xué)承辦的第三屆全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新論壇中以第二名的票數(shù)獲得“我最喜愛(ài)的十件作品獎(jiǎng)”
作品所處階段
- 實(shí)物已作出，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)已達(dá)到預(yù)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(shí)物展出，另外附運(yùn)行視頻、展板等
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1.安全：機(jī)車的安全性較高，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)環(huán)境零污染； 3.節(jié)能：所消耗的能源易于獲取，運(yùn)行成本低廉，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)、壓縮空氣與電力共同驅(qū)動(dòng)、勢(shì)能轉(zhuǎn)電能四種運(yùn)行方式之間無(wú)縫切換
同類課題研究水平概述
- 氣動(dòng)汽車采用的壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)到目前為止，是最環(huán)保的發(fā)動(dòng)機(jī)，它零污染、零排放（加空氣、排空氣），而且造價(jià)底，用普通鋼材就能制造。在這個(gè)新型發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，法國(guó)走在最前，印度緊跟其后。法國(guó)的氣動(dòng)汽車生產(chǎn)線，已有幾十國(guó)家定購(gòu)。印度氣動(dòng)汽車，在過(guò)去的一年，已賣出四千多輛。現(xiàn)在已有6000輛定單在手。 法國(guó)Brignoles的Zero Pollution Motors公司正在開(kāi)發(fā)的e.Volution氣動(dòng)汽車。近幾年來(lái)，e.Volutions汽車已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。墨西哥政府已經(jīng)簽署了一筆購(gòu)買(mǎi)4萬(wàn)輛e.Volutions汽車的交易訂單，用以替代污染嚴(yán)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(gè)雙缸壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的基本理念非常獨(dú)特：既可以只使用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，也可以當(dāng)作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)使用。壓縮空氣存儲(chǔ)在碳纖維材料或玻璃纖維材料的儲(chǔ)氣罐中，罐內(nèi)壓力約為30兆帕。罐內(nèi)空氣通過(guò)空氣噴射器進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)狹小氣室，促使空氣膨脹。膨脹后的空氣會(huì)向下推動(dòng)活塞，從而轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸為汽車提供動(dòng)力。Zero Pollution Motors還在開(kāi)發(fā)既可以使用傳統(tǒng)燃料又可以使用空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩種動(dòng)力能源的轉(zhuǎn)換通過(guò)電子設(shè)備來(lái)控制。如果汽車的運(yùn)行速度低于60公里/小時(shí)，它就會(huì)使用空氣動(dòng)力行駛。如果高于此速度，則會(huì)依靠汽油、柴油或天然氣提供動(dòng)力。儲(chǔ)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(shí)速度可達(dá)96.5公里。當(dāng)儲(chǔ)氣罐中的空氣快要耗盡時(shí)，只要就近?？繗獗谜荆瑢?duì)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(gè)小時(shí)。但若有高壓氣泵，3分鐘即可充滿 。 國(guó)內(nèi)近來(lái)也有人提出液態(tài)空氣動(dòng)力汽車的設(shè)想, 但液態(tài)空氣動(dòng)力汽車也同樣存在液氮?dú)怏w動(dòng)力汽車的問(wèn)題.壓縮空氣動(dòng)力汽車的研究,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。浙江大學(xué)的氣動(dòng)汽車課題組已在氣動(dòng)摩托車動(dòng)力平臺(tái)上分別進(jìn)行了凸輪配氣、閥配氣的單缸和雙缸壓縮空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究,已取得了一定的成果。該課題組還同時(shí)進(jìn)行了液氮?dú)怏w動(dòng)力汽車的有關(guān)項(xiàng)目研究。
