智慧型油電複合動力機車之研製

Design and Implementation of Intelligent Hybrid Electric Scooter

陳重安(Chong An- Chen)

指導教授 ： 楊銘基

國立臺北科技大學/機電學院/車輛工程系所/碩士(2012年)

摘要

本研究係利用純電動機車與傳統燃油機車做一個結合，運用馬達與內燃機引擎不同的動力特性，設計出一種輕型的油電複合動力機車HES(Hybrid Electric Scooter)。在系統控制方面，微控制器是使用Microchip公司的dsPIC系列晶片，並依照行駛需求，進行內燃機引擎與電動馬達的主動式切換以及電能與動力的有效管理。由於行駛過程中會遇到各種不同的道路狀況，大致上分成四種道路模式進行判斷，並依照即時的路況，微控制晶片可區分成:純馬達驅動、內燃機引擎驅動、馬達與內燃機共同驅動與能量回收等四個模式。
在機械結構方面，由於系統屬於雙動力源輸出，因此必須對機構系統加以改良，以增加兩種動力源彼此搭配與接合的順暢度。最後以底盤動力計在相同的條件下進行測試，本系統相較於原車系統約可改善油耗18.5%，並驗證本研究所提出之複合動力機車，除了可達到怠速熄火、降低油耗的功能外，亦可藉由煞車時的能量回收，增加整體能源效率。

關鍵字

油電複合動力機車 ； 機構系統 ； 減少燃油消耗

並列摘要

This study combines electric scooter and conventional scooter which utilize the different power characteristics between motor and internal combustion engine, designed a light hybrid electric scooter (HES).In the control system, this study utilize Microchip’s microcontroller to reach the driving demand, execute active switch between electric energy and kinetic energy. The microcontroller has four operating modes: motor only, ICE only, motor with ICE and energy recovery.
In the mechanical structure, since the system is dual power sources output, the mechanical system must be improved to make the junction smoothly. Finally, the electric scooter will be tested through the driving cycle by the dynamometer on the chassis to verify the proposed strategy not only can effectively reduce fuel consumption, flameout while idle, and also regenerate energy while braking to enhance the energy efficiency.

並列關鍵字

hybrid electric scooterhybrid electric scooter ； mechanical structuremechanical structure

參考文獻

[23] 吳宜霖，應用等效油耗最小策略於油電混合機車動力分配控制之設計，碩士論文，國立台北科技大學車輛工程系，台北，2009年。

[10] Honda World News Press Release, “Honda Announces the New Civic Hybrid Sedan - The World's Most Fuel-Efficient 5-Seater Production Gasoline Vehicle,” 2001.

[17] A. Emadi, K. Rajashekara, S. S.Williamson, S. M. Lukic, “Topological Overview of Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicular Power System Architectures and Configurations,”IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 54, no. 3, 2005, pp. 763-766.

[19] K. T. Chau, C. C. Chan, C. Liu, “Overview of Permanent-Magnet Brushless Drives for Electric and Hybrid Electric Vehicles,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no. 6, 2008, pp. 2246-2254.

[20] X. L. Shi, F. Morel, A. M. Llor, B. Allard, J. M. Rétif, “Implementation of Hybrid Control for Motor Drives,”IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 54, no. 4, 2007, pp. 1946-1950.