工业和船舶市场中使用的各种传动系统设计历来给从纯柴油动力转向柴油电力动力带来了挑战。专注于工业传动设备的Transfluid公司致力于改变这一现状,开发出一种旨在简化转换过程的解决方案。
该公司在动力传输设备、电机/发电机的生产方面已积累了丰富的经验,此次与电池和电机控制器制造商合作开发了HM混合动力变速器系列。该系列混合动力模块提供多种版本,设计用于“夹在”带有SAE标准飞轮和壳体的内燃机与带有SAE输入轴的变速器之间。Transfluid公司表示,该方案提供了一种更加标准化的解决方案。
Transfluid总经理克里斯·坎贝尔表示:“我们提供混合动力模块、控制器、电池、电池管理系统——打造混合动力汽车所需的一切。如果您是一家小型机械制造商,没有资源自行研发混合动力系统,我们可以指导您如何在最短的时间内实现这一目标。”
使用该公司一系列预先开发的“准定制”解决方案,最快只需六个月即可完成。
故障安全设计
坎贝尔指出,许多现有的动力转换系统都采用分流器将电机(电动机/发电机)直接连接到发动机的飞轮上。如果该系统发生故障,车辆或船舶要么“完全无法行驶”,要么只能依靠发动机动力。
HM传动系统中,输入端充当液压或气动控制的离合器。一旦分离,发动机便与传动系统断开,车辆或船舶即可由电动机驱动,实现零排放和低噪音运行。如果发动机正在运行,离合器则接合,电动机变为发电机,必要时可为电池充电。这种分离设计可防止系统发生意外故障。
坎贝尔说:“如果我们的电力系统发生故障,你们还有柴油机可用;如果柴油机发生故障,你们还有电力可用。”
发动机和电动机还可以同时运行,实现“增压”模式,在加速过程中为传动系统提供额外的扭矩。Transfluid公司表示,这可以帮助汽车制造商更有效地根据应用需求优化内燃机的尺寸。
所需房地产数量有限
该电机可以安装在多个位置,以便为发动机舱提供最佳的适配性,无论是在新造车辆和船舶中,还是在现有设备上进行改装。
坎贝尔表示,安装所需的“空间”非常有限。发动机和变速箱之间只需要很短的距离——通常只需要几百毫米的空间。
坎贝尔说:“我们需要从飞轮壳体表面到混合动力变速器阀头之间的空间来安装混合动力模块。此外,我们还需要空间将电池安装到系统中,因为它是混合动力系统的一部分。”
Transfluid补充道,所有操作均由专有的电子控制器控制,该控制器通过CAN总线协议与设备通信,从而实现简单的即插即用解决方案。
创造历史
HM 传动系统最引人注目、也最具历史意义的应用之一,或许就是为“西部飞人号”进行动力改造。“西部飞人号”是一艘标志性的 77 英尺木船,建于 1937 年,最著名的是约翰·斯坦贝克在 1940 年租用它前往加利福尼亚湾进行考察,他后来在《科尔特斯海日志》中记录了这次考察。
这艘船最近由西部飞翔者基金会修复,并重新投入使用,作为渔业研究船。虽然该基金会最初希望将船改装成全电动,但最终选择了柴电混合动力系统,该系统主要依靠柴油驱动,但可以根据研究需要短时间切换到纯电动模式。
该系统由一台425马力的约翰迪尔6135涡轮增压直列六缸柴油发动机和由传动系统部件分销商Palmer Johnson Power Systems提供并支持的Transfluid HM3350混合动力模块组成。Palmer Johnson还提供了Twin Disc MGX516船用变速箱。在电力推进方面,两台100马力的电动机使Flyer能够在纯电动模式下达到全速,并实现无噪音的待机运行。
HM3350模块还配备三个额外的动力输出轴(PTO)头,用于驱动转向泵以及一个可离合泵,以运行研究设备。动力输出轴头的延长件可与Tier 4柴油发动机和船用齿轮箱无缝集成。Transfluid公司提供了推进控制系统、CANBUS通信系统以及所有组件,构成完整的混合动力系统。操作员只需按下按钮即可在柴油模式和电力模式之间快速切换,并通过驾驶台控制液压系统的接合或分离。
在储能方面,115千瓦时的磷酸铁锂电池可在电动模式下提供自主性并为房屋系统供电。
这艘船计划于 2023 年底进行首航,它既可以在航行中使用柴油发动机的动力进行充电,也可以在停靠时使用岸电进行充电。
图片:Transfluid这是克罗地亚的第一次
Transfluid公司再次创造历史,为其在克罗地亚船厂建造的首艘混合动力双体船提供HM混合动力传动系统。这艘15米长的铝制双体船由杜布罗夫尼克洛克鲁姆公共保护区管理局委托建造,将搭载多达50名乘客往返于特尔斯泰诺和洛克鲁姆之间,横跨亚得里亚海。
Transfluid提供的HM2000混合动力推进系统包含两台20千瓦的电机和两块100安时的电池,可实现高达18节的安静环保航行。专用的牵引电池组和能量回收模式可在船舶使用燃油发动机航行时为船上设备供电。
据 Transfluid 公司称,这种先进的解决方案不仅可以减少大气污染物,还有助于提高能源效率,从而降低双体船对环境的整体影响。


