24 逆向差速齒輪式動力整合分配機構

單位:台北科技大學-車輛低碳能源及系統研發中心

隊長:鄭明源

隊員:江仲達、薛志宇


團隊介紹

本實驗室致力於各種創新構想及先進技術,以實現車輛潔能及節能,提升台灣工程技術能力,改善人類生活為目標,在指導教授黃國修博士的帶領下,於2008年榮獲國立台北科技大學機電學院特色研究獎第二、三名,同年以“逆向差數齒輪式動力整合分配機構教學平台”獲台北科大96學年度教材教具製作競賽優等,近期榮獲國立台北科技教育館“百樣生活科技特展”邀請以“油電複合電動機車”與“逆向差數齒輪式動力整合分配機構教學平台”參展。


創作動機

現代的汽車需要以石油作為能量輸出的主要燃料,但由於其所排放的污染物已成為空氣污染的主要來源,且國際油價也節節升高,石油存量已不多,如何在不減少車輛動力下,降低耗油量與減少汙染物排放量是重要議題。大部分的車輛驅動能量,皆浪費在內燃機需應付「各種不同駕駛狀況與摩擦」,使其無法維持在最佳燃燒效率轉速,這是汽車界積極想要突破的瓶頸。

複合電動系統結合了傳統內燃機及馬達的優點,具有雙動力來源,利用儲能裝置和馬達,作為車輛低速時的動力源,解決傳統車輛在低速時的高油耗,並且控制內燃機在最高效率的狀況運轉,配合高效率的傳動機構及能量管理控制策略,結合出一個低污染、低耗能、低噪音、續航力強、能源補充環境完整的架構,進而改善了燃油效率與減少排氣污染,採用並聯式複合動力系統達到較高輸出效率,此系統可單獨以單動力源輸出,亦可使用雙動力源輸出,充分利用動力資源。


創作過程

我們以市售重型機車作為架構平台,將一體式馬機/發電機植入其中,配合本實驗室獨有專利逆向差速齒輪式動力整合分配機構,整合馬達與內燃機雙動力來源,為達到該車輛可適應各種路面狀況,搭配能量管理策略軟體控制兩動力源,並由eCVT做無段變速控制,降低路面負載隨車速不同時造成的負載變化,達到最有效率動力輸出並減少能量的消耗。


作品介紹

逆向差速齒輪式動力整合分配機構為台灣獨有專利,可避開國際車廠專利限制的問題,對於降低研發成本以及提升台灣自我研發能力均有助益。三種運作模式可妥善利用兩種動力源,內燃機與馬達可以分別作動,也可整合成較大動力輸出。內燃機維持在最佳點運轉,轉速及負荷只需滿足單一固定値不必作瞬間的加速或減速,可減少內燃機的損耗及延長壽命。採用一體式馬機/發電機可減輕系統重量。預估能源效率能提高40%以上,廢氣汙染能降低70%以上,而小尺寸的高壓發電機的效率也到達85%以上。