随机伺服变速器打破国外制动能量回收技术垄断

随机伺服变速器打破国外制动能量回收技术垄断

记者张彬王文志/北京报道

车速已经超过40公里/小时了，而发动机的转速仍然是700转；汽车刹车后发动机停止了转动，汽车重新起步加速时发动机却仍在休息；下陡坡时不用踩刹车踏板，汽车也能一直平稳行驶……这是在北京西郊的一个工厂内，北京玖鼎力源科技有限公司总工程师刘艳阳驾驶一辆“智能”车的场景。

据介绍，该车辆装载了刘艳阳的最新发明成果——随机伺服变速器，可使汽车节能40%到60%，减少排放50%到80%。

“从能量转化的角度来说，在刹车的过程中，汽车的一部分动能被白白浪费掉了。如何将汽车刹车时的能量损失进行回收并加以利用，以降低污染排放，一直是无数汽车工程师努力的目标。”刘艳阳说。

制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车最重要的技术之一，它最早应用在不计成本、不计投入的一级方程式赛车(F1)上，比如汉米尔顿的MP4-24赛车搭载动能回收系统后，每6.7秒可额外增加400kJ(80bhp)的马力，每圈所用的时间减少0.3秒至0.5秒。

目前，制动能量回收系统掌握在少数国外汽车厂商手中，该技术仅应用在一些中高端的车型上，比如奥迪、宝马、特斯拉等，且多数用于混合动力车辆，国产传统汽车和新能源车尚未打破这一技术垄断。

经过十多年潜心研究，刘艳阳和他的团队成功研发了“液压随机伺服变速传动系统”，利用这个系统可以大幅度改进汽车制动能量回收的效率。“液压随机伺服变速传动系统”不但可以代替油电混合动力和当前的液压混合动力技术，还可代替汽车的传统变速器(离合器和手动箱、液力变矩器和自动箱、CVT变速箱等)。

据刘艳阳介绍，液压随机伺服变速传动系统由两个液压马达泵、两个液压阀和一个液压蓄能器等元件组成。其中，一号液压马达泵与发动机连接，不仅可以将发动机输出的机械能转化为液压能，而且还可以把液压能转化为机械能，驱动发动机运转；二号液压马达泵则与汽车的驱动桥连接，将来自1号液压马达泵输出的液压能和来自蓄能器的液压能，转化为机械能来驱动汽车，同时还可以把汽车在制动时的机械能转化为液压能，储存在蓄能器中。

当汽车在制动过程中，二号液压马达泵将车身的动能转化为液压能，储存在蓄能器中。当汽车再次起步加速时，这些液压能量通过液压阀释放出来，通过二号液压马达泵，转化为机械能，驱动汽车。当蓄能器储存的能量将要耗尽时，液压阀会把最后这些能量分配给一号液压马达泵，再转化为机械能，启动发动机。

也就是说，当汽车在下坡行驶时，车身的势能会被二号液压马达泵转化为液压能，通过液压阀分配给一号液压马达泵，再转化为机械能来反推发动机运转，从而牵阻汽车下坡。由于变速器的传动比范围很宽，而且在改变传动比过程中不间断动力，所以汽车下坡的速度很容易得到精确维持，实现定速自动巡航行驶的效果。

据介绍，要保证这套系统的高效和稳定，一大难点是要有转速高、功率高、效率高的液压马达泵。目前，刘艳阳研发的液压马达泵比同等重量的电动机/发电机功率大10倍以上(油电混合公交车的电机功率为80千瓦左右，刘艳阳研发的同等重量的液压马达泵，功率可达900千瓦左右)，效率也比电动机/发电机高出10个百分点以上。

除了可以在汽车上应用之外，随机伺服变速器还有多个应用场景，其改进型可代替修井机、钻机、装载机和拖拉机等工程机械的传统变速器，节能效果明显。“机器人应用了我们的随机伺服变速器后，可以准确抓取5吨重物的同时回收重物势能。应用该系统推进器后的水面飞船，时速可以达到200节。”刘艳阳介绍说。