TVS作为宝马的合作伙伴,想必也从宝马那里得到了一些支持,这款名为飞艇的油电混动摩托车展现出了很高的技术水平,令人刮目相看,汽车制造商很早就看到了混合动力的魅力,电动模式提供低成本的城市代步,加上内燃机对于续航的保障,似乎是目前新能源趋势下很好的折衷方案,许多国际一线汽车厂家也推出了不少混动产品,而且车辆目前的完成度已经达到较高的水平,业内媒体纷纷猜测可能会在一两年内完成改进量产。
这款名为飞艇的巡航车搭载一台220mL的单缸发动机,以及一台1200W的电机,发动机在8500(r/min)时能提供15kW的最大马力,最大扭矩18.5N·m,而在电机的辅助下,扭矩还能提升20%达到22.2N·m,极速约为130km/h,这个数据在同级别中属于优秀的水平,电机的加持也给这辆车增添了不一样的驾驶感受,车辆配备了一块48V的锂电瓶,可在行驶中充电,厂家表示后续的改进中会更换更大的电瓶与电机。
这款车还使用了41mm倒立式前减震,全车LED灯具,液晶仪表,前置高清摄像头(应该是作为记录仪使用),双通道ABS系统,TVS还宣称这辆车具备了车联网功能,希望这台混动摩托能尽快量产和大家见面,先让这“飞艇”飞一会儿吧。
插电混动摩托应该如何设计:
首先我们科普一下混合动力的结构形式:串联、并联和混联(下面还可以细分,就不扩展了);按照混合度可分为重混、中混和轻混(或叫微混,一般带发动机启停技术的可以称之为轻混)。结构形式的区别主要体现在能量流动的路径上,串联、并联的形式类比到电路里就是能量流动的路径,那么串联就是单一的能量流动路径、并联就是两条能量流动路径、混联是二者的结合,直接上图吧。
串联
并联
混联
如果要设计一辆靠谱的插电混合动力摩托车,在结构和控制策略上跟汽车有什么不同?
一辆插电混动摩托应该如何设计,才能既提供真正的混动汽车的优势——比如动能回收、对于不同行驶状态的电机和发动机工作的合理分配、甚至是电机内燃机共同驱动的运动模式——同时也能够均衡成本和体积呢,类似星月神那种增程电动车就不提了,那种基本只能算有两个动力系统的摩托而已,并没有发挥混动的真正潜力,而且行驶品质也相当差,用油模式噪音几乎难以忍受。
那么科普完之后,回到题主的问题,对于一辆小踏板的摩托车来讲,适合采用哪种结构形式呢?
答案是:都不适合,讨论是否适合,就要看混合动力存在的原因是什么了,混合动力系统出现的原因可以根据具体情况进行分析:非插电式的混合动力是为了传统车的节能减排而出现,而插电式混合动力系统则是为了弥补当前电动车续驶里程短、充电速度慢的缺点。对于第一条,100~125cc的踏板摩托车的百公里油耗大约在2~3L,也就是说一箱油一般可以走500~600km,加油时间<5min,抛开安全性暂时不讨论,未来的乘用交通运输工具的主要衡量指标可以称为“载运能力”,其单位为(能耗KJ)*(速度m/s)/(人数*km),也就是载运单个人(平均体重)行驶一公里的能耗与速度的乘积,以这个指标来看,相对于绝大多数机动交通工具来讲,摩托车无疑是最高的,因此第一条基本不成立。
再看第二条,这里就不得不提电动踏板车了,毫无疑问,其具备电动汽车的一切缺点,然而必须强调的是,其用途不同于汽车,既不用于远途,也基本不用于长时间运行,因此续驶里程和充电时间对其的束缚远不如电动汽车那样严重。在这种情况下,增加较大成本(可能翻番)在摩托车上设计混合动力,那一定是像我等一样穷的混合动力技术控,想搞技术又不舍得费大车,否则没有任何必要性。
然而,题主的问题是假设要设计这样一辆摩托车,也就是说这里的前提是想玩儿又不差钱儿,就问你能不能干,那我一定说能干!为什么?因为有人给钱。
分析题主的要求:“插电混动,平常用电节能减排,电没了用油,避免电摩没电的困扰,爬坡或急加速的时候还可以油电一起上”,在上文所罗列的这些结构形式中,要做插电式,那所谓的串联就成了增程式电动车,要做到先用电后用油,必要时油电一起上,那就是并联式和混联式可以做到,从控制上讲,混联式更适合非插电式,具体分析涉及全局优化算法,这里略去,因为这可以写一篇论文。
又考虑到题主的基本要求:“成本、体积等”,那这个形式基本就可以确定为并联式了,原因是:并联式只用一个驱动电机,再把原来的离合器换成带可控执行机构的自动离合器,加个18650电池包,配上电机和整车电控单元,整车部件部分就齐活了。
对于有的回答认为要用串联式表示不能认同,发电机驱动电机两个电机的成本过高,而且更重要的是发电机需要用永磁电机,成本再次提升,有人会说发电机也可以用感应电机,那请问考虑过效率吗,发动机即使是在高效区发电,经过俩感应电机一折腾(0.7*0.7=0.49),出来的能量直接打了个五折不到,还有节油率可言么?
采用并联式的话,这里要强调必须用电控发动机,且不说化油器发动机早就被强制淘汰,即使市面上有,在一个混合动力系统中用化油器发动机,绝不会有好的节油率,没有好的节油率,那么做混动的意义又何在呢?要知道,经济性与整车控制策略紧密相关,发动机运行状态不可控,谈何控制策略呢。考虑到布置,电机最好用轮毂电机,那这样就可以简单画个图了:
那这样,这个“混合动力摩托车”就有以下工作模式:
1、纯电动:离合器分离,发动机不工作,电池驱动轮毂电机运行,完全耗电零油耗零排放;2、纯发动机:电量不足时,发动机起动,离合器结合,发动机驱动摩托车运行,电机随转但不工作;
3、混合驱动:离合器结合,电量允许时发动机、电机同时驱动摩托车运行,一般用于快速提速;
4、行车充电:离合器结合,发动机作为主动力源驱动摩托车,在电量过低且发动机高效的情况下,轮毂电机可以通过施加负转矩来作为发电机工作,消耗部分发动机功率为电池充电;5、制动回收:滑行(溜车)时轮毂电机根据制动踏板开度信号施加负转矩,回收能量充电。