Fuel-Electric Hybrid Systems Composed of Mechanical Clutching Units for Scooters

本研究之目的在於分析及發展以傳統離合器組成之機車用油電混合動力系統。研究首先建立功能動力圖示法，該圖示法可表示所有以離合器元件組成之油電混合動力系統，並使系統各元件的連接關係更明確。為使各系統之評估有統一之標準，建立系統功能及系統複雜度評估方法。其次，針對現有文獻中以離合器元件組成之混合動力系統進行分析，釐清現有系統之功能及特性。接著以合成方法進行系統設計，發展Matlab自動化程式建立完整的系統配置資料庫。研究最後針對三種合成所得之創新系統進行驗證。本研究經由上述過程，客觀的分析了現有系統之功能及複雜度，並以合成方法設計出創新的機車混合動力系統，其結果可作為混合動力機車後續發展時之參考。The Purpose of this study is to analyze and develop fuel-electric hybrid systems composed of traditional mechanical clutching units for scooters. In the research, firstly, the graph called “functional power graph” is developed, which can transform the traditional mechanical diagrams into a simplied graph for representing its mechanical structure and function. To make the evaluation of all systems objectively, a standard evaluative method is also proposed. Then, some current hybrid systems which composed of traditional mechanical clutching unit are analyzed and their functions and complixity have been assessed. By synthesis method, some new systems have been developed, and the automatical synthesis using Matlab program have been established. Finally, three new systems have been inspected. In this study, the characteristics of current systems have been clarified, and new systems have been invented. The result could be a considerable consultation for further research in hybrid scooters.誌謝 III要 IVbstract V錄 VI目錄 IX目錄 XI一章 緒論 1-1 研究背景 1-2 文獻回顧 2-3 研究動機與目的 3-4 研究架構與步驟 3二章 理論基礎及分析方法 5-1 油電混合動力系統之介紹 5-1-1 油電混合動力系統之基本原理 5-1-2 油電混合動力系統之分類 6-2 功能動力圖 6-2-1 系統組成元件 7-2-2 功能動力圖之建立步驟與規則 12-3 系統分析與評估方法 14-3-1 車輛行車模態 15-3-2 系統動力模式 16-3-3 系統功能 18-3-4 系統複雜度 21-4 小結 22三章 現有系統之整理與分析 23-1 系統簡介 23-2 現有系統之功能動力圖 35-2-1 功能動力圖建立步驟實例 35-2-2 各系統之功能動力圖 38-3 系統連接線路結構分類 40-4 系統離合器配置整理及分析 42-4-1 Y形線路系統 42-4-2 YD形線路系統 45-4-3 YT形線路系統 49-4-4 Δ形線路系統 50-5 現有系統功能及複雜度評估 52-5-1 Y形線路系統 52-5-2 YD形線路系統 54-5-3 YT形線路系統 57-5-4 Δ形線路系統 58-6 小結 59四章 系統合成與評估 61-1 系統合成 61-1-1 Y形線路系統 61-1-2 YD形線路系統 63-1-3 Δ形線路系統 64-2 系統評估 66-2-1 Y形線路系統 67-2-2 YD形線路系統 68-2-3 Δ形線路系統 69-3 系統合成與評估自動化程式 70-4 系統合成與評估結果 70-4-1 Y形線路系統 71-4-2 YD形線路系統 73-4-3 Δ形線路系統 76-5 小結 77五章 創新系統之檢驗與實現 78-1 系統檢驗 78-2 系統實現 79-2-1 Y形線路創新系統 79-2-2 YD形線路創新系統 83-2-3 Δ形線路創新系統 87-3 小結 91六章 結論與建議 92-1 結論 92-2 未來發展與建議 93考文獻 94錄 97錄ㄧ US Patent No. 6,843,751 B2系統功能動力圖 97錄二 Y形線路系統達成各項功能之系統數 103錄三 YD形線路系統達成各項功能之系統數 105錄四 Δ形線路系統達成各項功能之系統數 107錄五 Y形線路系統合成與評估自動化Matlab程式 110錄六 YD形線路系統合成與評估自動化Matlab程式 113錄七 Δ形線路系統合成與評估自動化Matlab程式 116錄八 Y形線路系統合成與評估結果 119錄九 YD形線路系統合成與評估結果 121錄十 Δ形線路系統合成與評估結果 12