Fortschritte im Automobilbau
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Abstrakt

Entwurf, Modellierung und Entwicklung eines seriellen Hybrid-Motorrads mit HCCI-Motor

Yuh-Yih Wu, Chen Duan, Kai-Xian Hong, Hsien-Chi Tsai, Craig J. Hoff

In diesem Artikel werden Design, Modellierung und Entwicklung eines kleinen Motorrads mit HCCI-Motor in einer seriellen Hybridkonfiguration erörtert. Mithilfe von MATLAB/Simulink wurde ein mathematisches Modell entwickelt, das zur Dimensionierung der Antriebsstrangkomponenten und zur Vorhersage des Kraftstoffverbrauchs verwendet wurde. Ein herkömmlicher 125-cm³-Ottomotor wurde für den HCCI-Verbrennungsmodus modifiziert und in ein Prototypfahrzeug integriert. Dual-Fuel- und externe EGR-Strategien wurden verwendet, um die Drehzahl- und Drehmomentfähigkeiten des Motors zu verbessern und den Anforderungen des Antriebsstrangs gerecht zu werden. Ein elektrischer Generator, ein Nabenmotor, ein Batteriepaket und andere Leistungselektronikgeräte wurden verwendet, um das elektrische System für das Fahrzeug zu bilden. Die Vorteile des vorgeschlagenen Designs im Vergleich zum ursprünglichen Motorrad mit Ottomotor und CVT-Getriebe sind: 1) eine Reduzierung der Schadstoffemissionen aufgrund der HCCI-Verbrennung und 2) ein höherer Kraftstoffverbrauch im Stadtverkehr aufgrund des HCCI-Motors und des seriellen Hybridantriebsstrangs. Der Kraftstoffverbrauch wurde gemessen, indem das Motorrad auf einem Rollenprüfstand mit einer Reihe von ECE-40-Fahrzyklen gefahren wurde. Der Gesamtkraftstoffverbrauch wurde mit 73,7 km/l gemessen, was einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs um 139,3 % gegenüber dem Basisfahrzeug entspricht.