海科新能源的“电动式”飞轮混动系统—循环型动能推进系统®是新能源汽车动力系统中的世界前沿技术,利用飞轮以机械能形式储存能量,将车辆制动的动能吸收,转化为飞轮动能,并在车辆加速时释放,提供辅助动力,达到增强动力和降低能耗的效果。
该系统将飞轮控制电机与汽车传动系统,以创新的结构通过行星齿轮连接起来,再用创新的控制方法实现新颖的电混合无极变速,将飞轮功率以控制电机额定功率的2到3倍输入输出,实现了飞轮与汽车传动系统间大于50%的直接功率传递。与现有主流技术相比,具有节能效果显著、应用广、成本低等优势。标准工况下可节能30-50%,整车加速性提升50-100%,与传统动力总成相比,能量转换效率提高48% ,配套“电动式”飞轮混动系统的新能源汽车的整车成本下降一半。
上图为海科新能源“电动式”飞轮混动系统的总成照片,点击后可看大图.
上图为海科飞轮混动系统的核心部件之一“控制器” 上图为海科飞轮混动系统的核心部件之一“动力电池组”
产品基本参数表:
飞轮混动系统的形式 | 电动式 |
飞轮能量传输途径 | 机械传递 |
刹车能量回收效率(%) | 70 |
系统效率(%) | >85 |
系统重量(kg) | 50 |
对电机和控制器的要求 | 低 |
飞轮能量的调节 | 通过飞轮控制电机随时补充飞轮能量,降低转速要求 |
飞轮的运行条件 | 大气环境 |
飞轮最高转速(rpm) | 25,000 |
飞轮材料 | 金属 |
扭矩传递控制 | 线形矢量控制,扭矩传递能力高 |
对轴承的要求 | 钢制轴承 |
对飞轮保护装置的要求 | 相对降低 |
动力实现形式 | 多模式动力控制 |
以下是海科新能源的电动式飞轮混动系统与Williams Hybrid power的储能式飞轮混动系统及Flybrid的机械式飞轮混动系统之简要对比:
研发企业 | Flybrid | Williams Hybrid power | 海科新能源 |
飞轮混动系统的形式 | 机械式 | 储能式 | 电动式 |
飞轮的能量输入、输出途径 | CVT | 电力传动系统 | 大部分能量通过机械传递,小部分通过双电机功率流 |
能量转换效率 | 机械传递的转换效率较高 | 能量需要双重转换,效率较低 | 保留了机械式转换效率高的特点 |
对电机和控制器的要求 | 低 | 需要大容量的电力传动系统 | 相比储能式要求大大降低 |
飞轮的运行条件 | 需要密封 | 需要密封 | 大气环境 |
飞轮最高转速(rpm) | 64,500 | 40,000-45,000 | 25,000 |
飞轮材料 | 轮缘为碳纤维复合材料 | 使用磁负载复合技术的复合材料 (MLC) | 金属 |
扭矩传递控制 | 非线形,扭矩传递能力低 | 通过电动力传动系统传递 | 线形矢量控制,扭矩传递能力高 |
对轴承的要求 | 陶瓷轴承 | 陶瓷轴承 | 钢制轴承 |
对飞轮保护装置的要求 | 很高 | 较高 | 相对降低 |
系统集成度 | 相对较高 | 不高 | 相对较低,主要靠软件实现 |
动力实现形式 | 单一并联动力形式 | 单一串联动力形式 | 多模式动力控制 |
产品规划:
由于海科的循环型动能推进系统®可以无缝集成到多种形式的汽车动力系统,也适用于各种轿车和重型商用车,产品覆盖面广,这就为其产品应用开辟了广阔的空间。
1,2013年,以国内某大主机厂一量产车型为平台,完成海科的循环型动能推进系统®的装配试制和路面测试,推出了装置“电动式”飞轮混动系统的新能源汽车,有效提升其动力性和续航里程。
2,2014年,面向国内巨大的公共运输市场,以国内某大主机厂的公交车为平台,完成海科的循环型动能推进系统®在重型商用车领域的应用突破,这对运营成本十分敏感的公交车市场提供了高效节能、动力表现更佳的新产品;
3,2015年,结合前期产品规模应用的实际经验,以全面优化后的系统和新材料、新技术的应用为基础,推出装置碳纤维飞轮的第2代循环型动能推进系统®。并首先以追求高性能为优先目标的高端车为平台,开发出系列第2代产品,将高端豪华车的动力性推向新的极限,并同时大大降低其能耗。
4,2016-2018年,随着第2代产品在高端车上的应用不断成熟、产业化规模的扩大和产品成本的不断降低,进行第2代产品在普通轿车和商用车领域的大规模应用,并进一步降低成本、扩大应用规模。
5,2019-2020年,以海科的循环型动能推进系统®在各种动力模式,各种轻、重型平台的汽车产品上的应用为基础,实现产品在工程机械、轨道车辆等重型、超重型设备上的应用,为海科的循环型动能推进系统®构建一个覆盖范围更广的产品体系,将飞轮混动系统的产业化应用推向一个新的高度。
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