English
洁净便利又节能高效的交通工具
--100%再生电源的串联式混合电力机车
…千载难逢的投资良机!
设于澳大利亚悉尼的潘柏系统(Pempek Systems)正在研发一项革新的混合式引擎驱动发电机,又名为游离活塞电源组(FP3),这项研发旨在提供交通运输业(Transportation
sector)一个以石油为基础,更洁净、更能提高节能效应的能源包。
(Figure 1: 100kW generator module)
外型精巧,发电密度极高的FP3,首度实现串联式混合电力机车趋于百分之百动能回收的目标。与传统汽车比较,性能表现与乘载力更出类拔萃。
加装FP3后主要成效:
市内交通耗油量,是市面上最优秀同类混合动力汽车耗油量的一
半以下。
.耗油量为传统汽车的四分之一。
.有效减少有害废气的排放。
FP3展现出稳健严谨的技术,为交通运输部门所面临的石油废料和污染难题,提供经济可靠的捷径,并且,采取积极配合环境保护的态度,使替代能源科技继续使用石油。
FP3设计原理基于游离活塞在内燃机的控制爆破下做往复运动。活塞上配有永磁铁,通过固定的线圈催动切割磁力线产生大量电力(可高达450千瓦),使FP3成为极其精巧、洁净,
高效有力, 低成本的发电机。
(Figure 2: FP3 installed in a Series Hybrid Electric Family Sedan)
FP3-关键特色
- 突破性的科技革新
- 空前的燃料经济性
- 高超的能量密度
- 使用寿命长
- 制造成本低
- 有害废气排放率极低或趋零
- 可使用汽油、柴油、乙醇、液态石油瓦斯(LPG)、氢等燃料
- 机械构造简单(软件「取代」传统曲轴)
- 作为100千瓦输出功率的引擎尺寸精巧 (660×280×280 mm 或 26"×11"×11")
FP3-主要运用
- 为微电网(Micro Grids)发电
- 做为辅助发电元件(如:可用于飞机发电辅件)
- 通用可携式发电机
- 串联式混合电力机车的能源装置(如:汽车、公交车、货车等等)
传统内燃机引擎车辆技术
当今的内燃机引擎动力技术,是受益于前人一百多年来努力不懈的研究发展,锲而不舍的检测试验、技术改良。这些努力成就了今日燃料高效率、低制造成本和极其实用可靠的技术设计。然而,我们的地球需要更有利的更新方案,使交通工具更能提高燃料的效率,挑起环境保护的责任,并有利于回收利用能源。若要在现有车辆的设计上加强改善以达成这些目标,又要同时避免在车辆减速及剎车时所造成的车辆动能流失,实在是一件相当棘手的事。潘柏系统的专业评估认为,串联式混合电力机,以FP3
作为洁净,低污染与高效能的动力来源,将会达到高效率的燃料使用与节省、环保及动能回收再利用等多项目标。
新式串联式混合电力 与 现有并联式混合动力机车
现有的并联式混合动力机车,主要是由内燃机引擎驱动车轮,同时,电子马达(或发电机)和电池组合,通过分离配置的传动系统共同驱动车轮,致使并联式的动能回收很难超过百分之二十五。相比之下,串联式混合电力机车,则不需要机械驱动。经过电子控制系统,FP3所输出的电能,直接传入电池和四个电动车轮马达中。如此,串联式能保证百分之百回收车辆在减速和剎车时所损耗的动能。
成效:
- 引擎极为小型轻便,设计更是简单协调
- 提高燃料经济性
- 减少废气排放量
- 降低运行噪音
- 减少机械运转部件
- 大幅降低制造成本
FP3 与 氢电科技(或称燃料电池) (Fuel Cell Technology)
许多汽车制造商已经投入燃料电池研发工作,而且市场上已出现部分燃料电池。制造成本高是燃料电池的主要发展障碍,而且专家认为其高成本仍会持续多年,并且指出至少要十年之后,燃料电池动力汽车的价格才会低于十万美元。为此,游离活塞的构想成为一项成本低而且效率高的汽车动力装置。
当前主要的议题是∶如何安全的将氢气储存在汽车中,因为燃料电池是以氢气为燃料来源。另一个发展局限则是∶在中短期之内,氢气加气站的基础建设无法迅速普及。据产业界分析家预测,这些基础建设至少还要再过二十年才能建造完成。若有一天氢气开始取代汽油和柴油,FP3也可以仰赖这种不排放有害废气的燃料(低成本、机械燃料电池)。
然而,由此可以相信∶销售上百万辆装有高效率、清洁FP3的低成本串联式混合电力机车,一定会有效地降低石油消费量, 并得已改善空气状况。其利益将会远远胜于销售有限的昂贵的「零废气污染车辆」。
装置有FP3的典型串联式混合电力家庭房车
- 100千瓦的FP3与电子控制配套
- 安装172千瓦的锂电池组
- 电动车轮马达功率4×50 = 200千瓦
- 车轮马达传动率 6.75:1
- 车轮转矩:
- 时速 0-100公里(62英里)力距为 2122牛顿米 (1563 英尺-磅)
- 时速150公里(93英里)力距为1415牛顿米(1042英尺-磅)
- 瞬间加速:5.4秒之内加速0-100公里(62英里)
- 车重1300 公斤(2860磅)
- 100% 动能回收
- 总效率45%
迄今工作进展 (二○○四年九月)
二○○一年二月,潘柏系统的研发部门(R & D)开始开发FP3。
一直以来,FP3的设计坚持内部设计检讨汇报以及性能表现分析。研究发展过程中, 使用了多种分析技法,包括:有限元分析 (FEA)、计算机模型分析、能量转换分析、热效应分析,气体转换模型等。分析表明∶由FP3发电的串联式混合电力机车,总效率将高于百分之四十五,这是一项具有重大突破性的改进,即使是最高档的现代内燃机引擎动力机车,总效率也只有大约百分之二十五。
本公司拥有一批刻苦耐劳, 坚持不懈的工程师, 以机械工程师、电力工程师、电子工程师和软件工程师为主力,负责设计并成功地制造了电子控制和动力模块的样机、亚系统和引擎零部件。尤其新颖的是已成功地开发测试了一款以变开时变开量为特色的新型电子气动排气闸门。而且,还设计了一部50千瓦的车轮马达,第一套成品正在加工中。
二○○三年十月,在匹兹堡举办的美国自动车工程师协会(SAE)动力与机油系统研讨会议上,FP3的设计构想正式对外发表了,并于二○○四年三月,在底特律的SAE世界代表大会上再次发表。
FP3样机已经装配完成并于近日进行测试,检证设计构思,迄今测试结果与预期一致。
背景资料简介
潘柏股份有限公司成立于一九八六年,成立宗旨为生产煤矿业专用,耐用持久,品质优良,领导同行的电子产品。本公司成长快速,已成为澳大利亚主要的产品提供厂商,为特殊矿产开采、隧道开通以及机器监控等艰巨工程,提供了低成本高效率的电子硬件及软件解决方案。本公司迄今已设计并制造了多种矿产开发专用设备,并销至国内外。由澳洲本地所设计生产的产品取代进口需求,其意义不言而喻。潘柏的产品以技术先进著名,对煤矿开采业的生产力、劳工安全和工作环境来说,意义深远,影响重大。
潘柏系统的成就主要归功于勇于承担风险,无私奉献的精英工作成员、巨额投资研发措施,以及优质产品的保证。目前有三十五个热血的员工,齐心协力为潘柏奉献。我们的优势在于电子控制系统科技方面的发展设计、生产制造和产销提供,无庸置疑。
近几年来,基于矿产开发技术的垄断,市场需求有限的局势,潘柏系统对其他产业进行了研究调查,竭力以求能跻身其中又能一展奇才的产业领域,同时持续追求企业的稳定发展。此时,一位著名的机械工程师投身潘柏系统,贡献出他的设计构思
— 新式内燃机引擎 / 发电机(也就是后来的FP3)— 这项构思的成功研究和发展, 以及尖端电子控制的炼结,已经促进了电子控制技术达到前所未有的境界。
虽然此项目并没有完全达到我们努力的目的和愿望, 然而它将增强我们在电子控制系统和电能电子等领域的专业知识能力,进一步加快企业的收益和持续成长。
潘柏系统坚定承诺开发此项目,业已指派四位工程师及其它支持人员,日以继夜,焚膏继晷持继发展FP3及其它控制系统。
著作
SAE 匹兹堡动力与机油系统研讨会议文献 (SAE2003-01-3277)
(SAE Powertrain & Systerms Conference Pittsburgh, PA (SAE2002-01-3277))
认证专利字号
- 澳大利亚专利字号:PQ8065 – 二○○○年六月
- 美国专利字号:US6,651,559B2 — 二○○三年十一月
- 欧洲专利字号:01931200.8 — 二○○四年七月
- Japan 3607909 2005, January
- South Korea 10-2002-7001442 2005, September
- India 107/KOL/2006 2006, February
- Australia PCT/AU2007/001193 2006, September
- International PCT/AU2007/001193 2007, October
- Australian Provisional Patent 2006904838
政府拨款
二○○三年澳洲产业创始研发计划补助
(AusIndustry Start Grant for Research & Development Projects 2003)
打动人心 错过可惜 千载难逢的投资良机
FP3计划最初由潘柏系统财务支持,近期则有「澳洲澳洲产业创始研发计划政府补助」的赞助,如同我们当初所预期,这些资金的适当投入将可帮助发展计划持续至二○○五年十二月。
然而,从时至今日的发展结果看来,研究的时间势必延长,因此我们正积极寻求额外的基金投资,来加快计划研究的步伐。
对于果断睿智的投资者,这将是一个空前的绝佳投资良机!
意者谒诚欢迎与我们联络!
John Adams: I must study politics and war that my sons may have liberty to study mathematics and philosophy. My sons ought to study mathematics and philosophy, geography, natural history, naval architecture, navigation, commerce and agriculture in order to give their children a right to study painting, poetry, music, architecture, statuary, tapestry, and porcelain.