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泰克鲁斯·腾风助力“院士科创中心”入驻北京未来科学城

  2017年8月12、13日,“北京未来科学城院士科创中心暨陈清泉院士科创中心”揭牌仪式和创新研讨会在北京昌平“未来科学城”举办,活动以“创新驱动、跨界融合、科技强国”为主题,旨在通过搭建院士科创中心平台,建立独立的国际科学家智库以及专业国际技术评估中心,引进优质的创新主体。


     
 

多领域顶尖人才聚集
陈清泉

世界电动车协会创始主席、电机电力驱动和电动车专家、中国工程院院士、英国皇家工程院院士、匈牙利工程院荣誉院士、乌克兰工程科学院院士、英国洛夫堡大学荣誉技术博士、敖德萨理工大学荣誉科学博士、香港工程科学院院士特别顾问、澳门政府科技顾问
金涌
中国工程院院士、化学工程专家(研究了气固湍流动态化流型转变提出了流型转变的机理模型和定量判据)
黄其励
中国工程院院士、蒸汽工程专家、现任国家电网公司顾问 
杜祥琬
中国工程院能源与矿业工程学院院士、应用物理与强激光技术和能源专家、原中国工程院副院长、国家能源咨询专家委员会副主任 
薛禹胜
中国工程院院士、电力系统稳定性理论及自动化专家
倪光南
中国工程院院士、著名计算机专家、我国最早从事汉字信息处理和模式识别的学者之一 
何继善
中国工程院院士、地球物理理论、方法技术及观测系统专家 
周孝信
中国科学院(技术科学部)院士、电力系统专家
卢强
中国科学院院士(学部委员)、电力系统线性最优控制和非线性最优控制学科体系的开拓者和奠基人
郑静晨
中国工程院工程管理学部院士、灾害救援医学专家  
彭苏萍
中国工程院能源与矿业工程学部院士、现任中国矿业大学(北京)教授、煤炭资源与安全开采专家 
干勇
中国工程院院士、铁路建设技术和管理专家、原铁道部常务副部长  
孙永福
原中国工程院副院长、我国材料、冶金、现代钢铁流程的学术带头人之一
顾国彪
电气工程专家、电机蒸发冷却研究与产业化、中国科学院大学电子电气与通信工程学科群学位评定委员会副主席
   

  科创中心将联合由诺贝尔奖获得者、院士等组成的高端科学家团队,开展专项课题研究和关键技术联合攻关。同时也将与美国、以色列、德国、俄罗斯等国家的顶级研究机构开展科研合作,助力未来科学城引入国际高端人才和研发团队。
  活动围绕中国新能源汽车领域,秉承“多学科技技术交叉创新、多产业商业模式互补创新、多层次立体研发体制创新”理念。通过促进新型研发机构的协同创新,组建国际科技评估中心,联合国际顶尖研发机构,搭建国际化的产业孵化、融合创新平台,助力未来科学城成为世界顶尖人才聚集地和全球最具活力的科技创新成果转化及科技成果输出中心。

揭牌仪式后举行了创新研讨会

  会上,泰克鲁斯·腾风董事长兼CTO靳普就“泰克鲁斯·腾风的串联式混合动力传动系统”的优势与应用前景做了重要专题演讲:

 



  随着电机驱动技术的普及与应用,电动化的趋势逐渐开始影响了主流整车厂的动力系统设计思路。同时为了满足巴黎协定中对节能减排与降耗的硬性要求,混合动力成为了驱动的主流。
  汽油机驱动为了满足变速和发动机经济转速的需要,逐渐在增加变速器的档位数量,以适配最佳的扭矩区间。活塞式发动机直驱这种动力形式,是100%服从于调速需求而非扭矩需求和经济型需求的。虽然理论上只要档位数无限大,可以匹配到完全精准而不浪费,可工程上实则不可行。所以实际在路上跑的传统汽车,其最终轮上效率都比较惨淡。
  电机驱动由于有扭矩矢量控制等特性,其实是一种较为优秀的调速设备。同时电机的扭矩分布较为集中好控制,对整车布局方面也有非常出色的简易化、模块化贡献。所以是汽车理想的驱动机。
  但电机不比发动机,发动机既是驱动机、又是热机。电机是个专职驱动机,但依赖电能供给才能工作。这时如果为电机供电成了一个重要的研究课题。电池储能是一种大多数人在做的路线,但只是技术路线中的一种。电动车中,电机与电池其实不一定在很多人习惯上那样去绑定在一起。所以“电机驱动车”和“电池储能车”并不相同。
  传统汽、柴油机增程器,可以作为増程器使用,在许多坦克APU等军用领域其实已存在多年。但是汽油机作为増程器,有非常多的技术障碍。
  大概可以总结为:单缸总熄火,双缸难配平;三缸实在抖,四缸又嫌重。再写首打油诗也可以这么说:
要想效率高,电机得快跑,中间加齿轮,油机很苦恼。总成400斤,成本也难搞,研发路漫漫,效益未必好。
 

  

  在泰克鲁斯·腾风的串联式混合动力(增程式)技术路线中,用固定转速的燃气轮机发电后使用电池或超级电容作为桥梁起到变速和功率代偿的方式,事实上是一种“职业热机”与“专业驱动机”的完美衔接。
  基于燃气轮机"连续燃烧"与"充分反应"等理想燃烧环境的特性,泰克鲁斯·腾风采用涡轮轴发动机的改型作为发电机。
使用燃气轮机作为动力源,我们并非首创,但我们的技术优势有以下三个方面:
1)使用了航空用微型涡轴发动机作为动力源 
所使用的航空涡轴发动机具备超高主轴转速,10万以上的转速降低了扭矩。轴系没有机油润滑系统,提高了热效率并减去了频繁更换机油的需求。燃气轮机具备连续的热力学循环,燃气轮机发电效率可达30%-50%。
燃气轮机没有往复性运动结构产生的机械性振动;噪音低且易隔离。集成度极高,对整机上车装配条件的要求也大幅降低 。
使用燃气轮机发电导致大幅减少电池使用量,既减少电池污染,又减少底盘和车身载荷,实现车辆轻量化,显著提升功重比。
基于"废气余热再利用"热力学原理设计的布雷顿循环,该发动机综合发电效率高于活塞式汽、柴油机,且最终轮上效率远高于热机直接驱动。在理想的工况下,该动力系统可使用80升燃料为车辆提供约2000公里的续航能力。
该发动机拥有极强的环保性能。废气直排的各项指标成倍领先于各类活塞式发动机的排放水平。各项废气直排指标均优于“欧5”标准的一倍,真正接近“0排放”。 

2)重新进行整车布局
将涡轴发动机中置,发动机的重心落在前后车轴之间,发动机的输出轴位于车的对称中心面上,这样,中置发动机的重心是落在车身的中央。并在中部布置电池组和车前部布置油箱,前后车轮承载重量基本先天即前后 50 :50,不需额外配重。车体重量分布理想平衡,在高速过弯时水平方向上的惯性力矩小,所以整车拥有很好的操纵性,转向非常敏锐,能获得最佳运动性能。
发动机中置后,因采用增程式模式,由发电机用电缆将电能输送到前轮的驱动电机,而没有了多余的变离合、变速装置和转动轴,使电池组在不占用发动机布置空间的情况下有更大的空间和灵活性。采用四轮独立驱动控制,不但有很好的路面适应性能,还可以独立线性控制扭矩输出。不会如一般后轮驱动汽车,在高速过弯后轮产生侧滑时则会发生转向过度,过于敏锐的转向会让车辆更容易侧滑和失控。燃气轮机的进气量比较大,其尾气还可以为车身引流,起到降低风阻系数的作用。 

3)整车轻量化
在低速高扭矩的工况下,传统増程器往往发电机体积重量比较大,成本相应也就高。与传统增程器不同,泰克鲁斯所采用的高转速的燃气轮机有极高的功率密度,故泰克鲁斯·腾风的増程器总成只有40kg,泰克鲁斯·腾风对于家用车的配置来讲,电池约100-150kg,电机总成30-40kg,动力系统非常轻。
  燃气轮机増程器基本没有扭矩,可以使用典型电动车“非承载式车身”的方式进行底盘开发。这样不但提高了模块化性能,还大幅降低了研发、生产的成本和难度。
算下来,这种技术路线的家用车可以比较轻松的把“体重”控制在1吨左右,大跨步式地实现了整车轻量化的效果。

 



  总而言之,泰克鲁斯·腾风作为非常另类别致的增程器和动力系统,可以有望为汽车动力系统路线开辟出非常独特的一种“路数”此次活动历时2天,在各界人士发表精彩演讲与友好会谈后,圆满落下了帷幕!


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