劉霆Liu, Tyng臺灣大學:機械工程學研究所江承舜JIANG, CHENG-SHUNCHENG-SHUNJIANG2010-06-302018-06-282010-06-302018-06-282008U0001-2107200814012400http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187278本研究之目的為發展一種理念設計方法，此方法在分析混合動力系統時可以清楚地辨識其特徵與功能，在設計時可快速有效地進行設計概念搜尋。在本研究中首先發展一套以圖論為基礎之系統表示法，訂定一系列之表示規則，將系統之構造與功能分離，並以此種表示法產生之各種功能拓樸圖對系統進行分析比較。本研究再利用此表示法及功能拓樸圖以建立圖集之方式進行設計構想之搜尋，對混合動力系統進行合成。可以針對增加系統功能、多構造系統之合成與多動力元件系統之合成等三大設計任務提供有效的概念產生方法。最後以三個設計範例實際進行理念設計，驗證本研究發展方法之可行性與功效。The purpose of this study is to identify the function and the structure of a hybrid power system clearly, and to search possible conceptual design of hybrid power system efficiently. According to the rules, developed based on graph theory and the characteristics of the system several types of graphs, i.e., structural graph, power flow graph, combined functional graph, can be generated for complete and detailed analysis of the hybrid power system. Then, the possible conceptual design of the hybrid system can be synthesised using this representation through enumeration and selection. The method can be applied to three design topics: 1.Increasing the functions of the system. 2.Muti-structure system synthesis. 3.The synthesis of muti power source system. At last, some case of studies, three design examples, are presented to show the usefulness and effectiveness of the design method.論文口試委員審定書 i謝 ii要 iii文摘要 iv錄 v目錄 ix目錄 xv一章 緒論 1-1 前言 1-2 文獻回顧 2-2-1 系統圖畫表示法 2-2-2 混合動力系統之相關研究 2-3 研究動機與目的 5-4 研究架構與步驟 5二章 混合動力系統介紹 7-1混合動力系統的定義及特點 7-1-1 混合動力系統之定義 7-1-2 常見之混合動力種類 8-1-3 油電混合車 8-2 油電混合動力系統之分類 9-2-1 傳統分類法 9-2-2 Miller分類法 11-2-3 小結 14-3 行車模態 14-3-1 一般行車模態與油電混合特殊行車模態定義 14-3-2 行車模態之判斷依據 14-3-3 一般行車模態 15-3-4 油電混合車輛特有之行車模態 16-3-5 小結 17-4 混合動力系統之設計要求 17-4-1 動力輸出強度 18-4-2 引擎操作優質化 18-4-3 能量使用效率 19-4-4 系統運作順暢度 19-4-5 系統機械強韌性 20-4-6 行車模態完整性 20-4-7 行駛可靠度 20-4-8 能量回生 21-5 小結 21三章 分析方法 22-1 圖論 22-1-1 基本概念 22-1-2 名詞解釋 22-2 功能拓樸圖 24-2-1 元件表示方式 24-2-2 能量表示方式 26-2-3 元件與能量之表示圖例 27-3 功能拓樸圖種類 27-3-1 構造圖 29-3-2 動力流圖 29-3-3 整合功能圖 30-4 動能控制器 31-4-1 耦合器 31-4-2 動力分配裝置 32-4-3 PS與C與相鄰元件之關係 33-4-4 簡化原則 33-4-5 轉化原則 34-5 元件連接規則及功能拓樸圖建立步驟 34-5-1 能量線連接規則 36-5-2 運動圖轉換為構造圖之步驟 37-5-3 行車模態討論步驟與動力流圖產生方法 37-5-4 整合功能圖建立步驟 38-5-5 小結 38-6 設計要求之評分指標 38-6-1 動力輸出強度 38-6-2 引擎操作優質化 39-6-3 能量使用效率 41-6-4 系統運作順暢度 42-6-5 系統機械強韌性 43-6-6 行車模態完整性 45-6-7 行駛可靠度 45-6-8 能量回生 46-7 雷達圖 47-8 小結 47四章 混合動力系統之分析與討論 48-1 Toyota Hybrid System 49-1-1 THS架構簡介 49-1-2 THS構造圖 50-1-3 THS各行車模態下之操作模式 50-2-4 THS整合功能圖 53-2-5 LS600h系統 53-2-6 Yamaha Hybrid System 55-2-7 THS雷達圖及設計重點 56-2 Honda Hybrid System 59-3-1 HHS系統架構簡介 59-3-2 HHS構造圖 59-3-3 HHS各行車模態之操作模式 59-3-4 HHS整合功能圖 61-3-5 HHS設計重點及雷達圖 62-3 Renault IVT 63-3-1 R-IVT系統簡介 63-3-2 R-IVT構造圖 64-3-3 R-IVT各行車模態之操作模式 64-3-4 R-IVT整合功能圖 68-3-5 R-IVT設計重點及雷達圖 69-4 Timken EVT 70-4-1 T-EVT系統簡介 70-4-2 T-EVT構造圖 70-4-3 T-EVT各模式構造圖 71-4-4 T-EVT各行車模態之操作模式 72-4-5 T-EVT整合功能圖 76-4-6 T-EVT設計重點及雷達圖 76-5 GM-Allison Hybrid System 78-5-1 AHS系統簡介 78-5-2 AHS構造圖 78-5-3 AHS各模式構造圖 78-5-4 AHS各行車模態之操作模式 83-5-5 AHS變速箱模式 88-5-6 AHS整合功能圖 88-5-7 AHS設計重點及雷達圖 91-6 討論與結論 92五章 混合動力系統之合成與設計 94-1 構造圖集建立方法 94-1-1 構造同構 94-1-2 構造圖集之建立條件 95-1-3 構造圖集建立步驟 96-2 構造之特徵比較 99-2-1 構造1 99-2-2 構造2 99-2-3 構造3 100-2-4 構造4 100-2-5 構造5 101-2-6 構造6系列 101-2-7 構造7系列 104-2-8 小結 104-3 動力流圖集之建立 105-4 理念設計任務 107-4-1 系統功能增加 107-4-2 多構造系統之合成 107-4-3 多動力元件系統合成 109-5 設計範例 109-5-1 設計範例一—系統功能增加 109-5-2 設計範例二—多構造系統之合成 112-5-3 設計範例三—多動力元件系統之合成 116-6 小結 121六章 結論與建議 123-1 結論 123-2 未來展望與建議 124考文獻 125錄一 包含三個動力元件以下之構造圖集 129錄二 Prius構造之動力流圖集 132錄三 大型車輛設計範例之包含2個引擎、2個馬達系統構造圖集 135錄四 大型車輛設計範例之動力流圖集 139者簡歷 1491739892 bytesapplication/pdfen-US理念設計方法混合動力系統圖論功能拓樸圖分析與合成conceptual designhybrid power systemgraph theoryfunction graphanalysis and synthesisthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187278/1/ntu-97-R95522601-1.pdf