氫油混合動力機車

義守大學機械與自動化工程學系

報告人: 徐祥禎 教授

發明人: 朱力民、徐祥禎、任善隆、傅勝利

2014.05.23

簡報大綱

氫能背景及目的目標系統架構圖整車性能測試實走測試氫油混合動力機車初步成果台北發明展獲獎發明專利論文發表

由於氫在地球上無所不在，沒有用盡的一天，因此「明日能源」一書的作者Peter Hoffmann稱氫為一種「永遠的能源」。此外，燃燒氫氣並不像石油或煤碳會產生二氧化碳等有毒物質，水和熱是氫燃料電池的唯一產物。因此，使用氫氣這種清潔能源最大的好處就是保護環境。

發展氫能經濟的好處就是可以大量利用國內資源來生產，不需要像石油一樣仰賴其他國家的進口。氫能不是能源的一種，它必須被生產出來。它可以利用煤碳、天然氣、核能或是太陽能等其他替代能源被生產出來。我們必須大幅度減少生產氫氣的成本到目前的十分之一左右。

氫能經濟的另一項巨大挑戰就是在安全方面。由於氫氣無色無味，它的火焰也是肉眼看不見的，如何安全的儲存氫氣在車輛中、以及如何到類似加油站的地點補充氫氣都是問題。不過，科技發展會解決這個問題。

氫能

背景及目的

1. 為因應全球暖化、能源短缺，節能減碳儼然成為全球共識。根據OECD組織調查，交通運輸消耗的能源超過22%，其中60%為車輛行駛，因此運輸能源為重要研究課題。

2. 台灣機車數量目前總數約1440萬輛，機車密度高。機車排放之一氧化碳、碳氫化合物與氮氧化物，是造成空氣污染的主要污染源。因此急需研發環保節能機車以降低空氣污染量。

3. 台灣在機車方面具有產品之主導權，且研發方面於世界上有領先的地位，因此具有研發綠色節能機車之利基。

國內、外與研究主題相關之產業/領域發展現況、趨勢比較分析

國內、外目前技術/市場/研究之發展趨勢指標

比較分析

(技術/市場/研究水準差距)噴射系統機車 單價太高、舊車無法使用。

電動機車 速度不高，扭力不大，續航力不足，電池充電耗時。

燃料電池電動機車 速度不高，扭力不大，續航力不足，電池充電耗時，電池單價太高，儲氫裝置。

油電混合動力機車 單價太高，尚在研發階段。

氫能車 因有儲氫裝置(儲氫瓶)，危險性高，溫度太高會有氫脆現象，加氫站危險性高，尚在研發階段。

瓦斯機車 因有瓦斯瓶，危險性高，加瓦斯站危險性高，尚在研發階段。

加氣機車 速度不高，扭力不大，續航力不足，儲氣瓶佔空間，尚在研發階段。

除了新車的研發外，台灣尚有約1440萬台的舊機車尚在使用中，依現今的技術，一台車平均壽命約8年，以上所述的技術舊機車皆無法使用，而舊車卻一直耗能及污染環境。

目標

1. 節能(多的能源只有純水) 、環保

2. 安全（即產即用、不儲存）

3. 易改裝、改裝費用低（4000元以內）

4. 保持原有動力特性

5. 新舊內燃機引擎車皆可改裝使用。

研發1台綠色環保氫油混合節能機車

機車原機電系統

AC發電機

整流器與電阻器

系統架構圖(化油器車)

化油器車總數約1440萬輛舊車

第二代氫油混合動力機車

整車性能測試

實走測試

1. 大樹鄉加油站→屏科大附近加油站

（34.7 km），來回測試

2. 產氫量： 660 cc/min

3. 未產氫：平均每公升可跑35.0 km

4. 產氫：平均每公升可跑39.0 km

5. 電解液消耗不明顯

6. 油耗：down 11%

實走測試結果case (1)

1. 大樹鄉加油站來回測試

2. 產氫量： 660 cc/min，經30分鐘後穩定約

400 cc/min

3. 未產氫：平均每公升可跑23.98 km，加0.58

公升

4. 產氫：平均每公升可跑23.91 km，加0.51公

升

5. 電解液消耗不明顯

6. 油耗：down 12%

實走測試結果case (2)

實走測試結果case (3)

1. 大樹鄉加油站來回測試

2. 產氫量： 660 cc/min，經30分鐘後穩定約

400 cc/min

3. 未產氫：平均每公升可跑47.8 km，加1.13公

升

4. 產氫：平均每公升可跑47.75 km，加1.04公

升

5. 電解液消耗不明顯

6. 油耗：down 8%

實走測試結果case (4)

1. 大樹鄉加油站來回測試

2. 產氫量： 660 cc/min，經30分鐘後穩定約

400 cc/min

3. 未產氫：平均每公升可跑26.9 km，加0.6公

升

4. 產氫：平均每公升可跑26.9 km，加0.544公

升

5. 電解液消耗不明顯

6. 油耗：down 9.3%

氫油混合動力機車初步成果

1.節能減碳：在實車耐久測試下，可省8 ~ 11%耗油率 (行走100km)，相對可降低CO2排放量。

2.排污改善：CO最高降低約10%。HC最高降低約10%。

3.馬力及扭力不受影響。4.機油溫度最高升高約2oC(1.5%)、火星塞溫度最高升高約8oC(3%)。

16

台北國際發明暨技術交易展

中華民國發明型專利

期刊論文發表

International Journal of Technology andHuman Interaction Vol.8 no.3, 2012

燃燒季刊Vol.20 no.2, 2011

簡報結束

謝謝聆聽