《KERS动能回收系统》PPT课件

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1、KERS动能回收系统燕山大学kangxiuruiS11080204021KERS动能回收系统动能回收系统KERS(KineticEnergyRecoverySystems)，是FIA在F1赛车上使用的一项新技术。基础原理：通过技术手段将车身制动能量存储起来，并在赛车加速过程中将其作为辅助动力释放用。三种基本类型的KERS系统：1.电池-电机动能回收(或油电混合动力)系统2.机械飞轮动能回收系统3.电驱飞轮动能回收系统一.电池-电机动能系统电池-电机动能回收系统的应用：丰田的普锐斯，本田的INSIGHT、雷克萨斯、大众、福特等厂家的混合动力车型上都装有能量回收系统。奔驰S40

2、0混合动力车配备的电池-电机能量系统中，以锂电池作为存储介质。电池-电机动能回收系统的优缺点1.优点：扭矩输出大、能量释放便于控制、技术成熟(不包含新电池技术)。2.弱点：即便是最先进的锂电池，其能量密度和功率密度也是相对较低的，而且系统管理复杂，对温度敏感，自重大，系统效率：35-45%。二机械飞轮KERS系统基本原理及工作过程主要部件：飞轮系统离合器控制系统无极变速器IVT安装位置优缺点应用实例二机械飞轮KERS系统基础原理：动能－>飞轮动能—>动能工作过程：当赛车在制动的过程中，车身动能会通过无级变速箱传入飞轮，此时处于真空盒中的飞轮被驱动、高速旋转积蓄能量。而当赛车

3、在出弯时，飞轮积蓄的能量则通过无级变速箱释放，并在主变速箱的输出端在锥形齿轮上和引擎动力汇合后，输入后桥差速器的冠状齿轮，作为推动力传递给后轴。由写入SECU(标准ECU)的配套程序进行控制。二机械飞轮KERS系统实体构造核心系统：飞轮组件1.飞轮：飞轮是由碳纤维缠绕的钢圈制成的，大约重5KG。飞轮转速达到了64500rmp，可以存储60KW的能量。高转速飞轮储存的能量如果集中释放，大概能够为动力系统提供额外的80马力瞬时功率。组件2.包容结构：为了防止飞轮出现碎裂的情况，需要一个非常坚固的结构来包容飞轮。组件3.气密结构：该装置可以保持容器内1×10-7bar的真空度。组

4、件4.轴承：轴承是飞轮系统的最大挑战，困难在于润滑，因为在真空中是不能使用润滑油润滑的。二机械飞轮KERS系统二机械飞轮KERS系统控制系统：一套启动离合器与齿轮组负责动能回收过程与释放过程的适时切换。飞轮动能回收系统也称离合器飞轮传动装置CFTKERS（ClutchedFlywheelTransmission）。工作过程：CFTKERS中的三个不同齿数的齿轮之一会被主齿轮箱中的一组齿轮驱动，在车轮与飞轮之间提供一系列不同的总传动比。电脑通过一套液压装置操控离合器的开闭，可以无缝的实现从一个齿比转到另一个齿比。二机械飞轮KERS系统传动装置IVTＩＶＴ（infinitely

5、variabletransmission）无限变速式无极变速器，ＩＶＴ不同于一般的皮带轮变速器，而是圆环曲面变速器。是一种高效、紧凑、速比连续可变的传动装置。二机械飞轮KERS系统CFTKERS系统与主动力链有多个备选接口相连，正如图中1~7所示。使用连接3~4的优点是可以将CFT中的齿轮与主齿轮箱的齿轮的传动系数相乘，但使用5~7接口也有其合理之处，那就是由于比较靠近赛车的驱动轮，可以有效的减少回收的刹车动能往返与车轮与飞轮之间的能量损失。安装位置二机械飞轮KERS系统FB公司飞轮动能回收系统技术参数预览技术方案：飞轮动能回收系统技术原理：通过飞轮存储并释放能量飞轮材质：

6、钢/碳纤维飞轮质量：5KG飞轮转速：64500转/分最大功率：60KW(FIA规定上限)最大扭矩：130牛.米(理论)最大能储：400千焦系统总重：24KG系统体积：13升系统效率：65～70%二机械飞轮KERS系统机械飞轮KERS系统的优缺点：优点：制造成本低、效率高、结构简单、体积紧凑、重量轻、工作温度区间广、安全稳定、寿命长、可重复使用和环保。与前面讲的电池-电动动能回收系统相比，如下：1)功率相同，飞轮动能回收系统的尺寸和重量只有电池-电机动能回收系统的一半。2)功率相同，造价只有电池-电动回收系统系统的1/4。3)制造材料容易，易回收。弱点：扭矩输出小和能量存储有

7、限。另外技术欠成熟也是其弱点所在。二机械飞轮KERS系统应用实例：沃尔沃的FlywheelKERS沃尔沃成功的将F1上的KERS技术应用在了量产车型上。沃尔沃声称，已经能利用此技术，实现油耗降低20%，还可提供车辆80匹马力，普通4缸发动机更能获得媲美6缸发动机的加速感。制动过程一开始，驱动前轮的发动机立刻就停止工作。当汽车再次起步时，飞轮积蓄的能量可用来给汽车加速，或者在汽车达到巡航速度后给汽车提供动力。飞轮储存的能量足够为汽车提供短时间的动力，这样就对降低燃油消耗起到很大的作用。计算表明，在新欧洲行驶循环测试条