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网站首页 >> 新闻动态 >> 日立开发出可对燃烧控制的发电机用AI引擎技术

日立开发出可对燃烧控制的发电机用AI引擎技术
点击:488    发布时间:2018-5-16 7:32:00    来源:微信网页版

       五月 10 号,日本日立制作所宣布他们成功开发出针对发电机使用的内燃机,能够根据不同类型的燃料(注:汽油,柴油,氢汽,乙醇、甲烷等生物混合燃料),实现自我学习并适应、调整燃烧控制的 AI 技术。


       市场上大部份的发电机,都是使用一副内燃机作为电力生产的来源。该项 AI 技术的基础原理就是收集气缸中的压力数据,通过程序预设数据,根据不同的燃料类型与状态,调整点火正时和空气的量的指令值,实现燃烧过程的全自动控制。除了能根据燃料类型和混合状态通过自行收集、调整之外,系统还可以透过自我学习来执行发动机内部的燃烧控制,实现最佳的燃烧效能。


       近年来,使用生物燃料和可再生能源 — 氢气作为来源、用于发电机已经被提了出来,代替普通的传统燃料以实现低碳社会。这些燃料中,由于在不同的地区和不同的季节,供给量会出现不同程度的波动,可以设想如果一副发电机可以同时使用多个燃料的组合,将可为全球不同区域的用户解决当地燃料供应、环保法例的问题。


       这套新的 AI 技术有两个主要特点:


       1、使用缸内压力数据学习燃烧控制方法。通过缸内压力数据,系统可以掌握内燃机的燃烧状态,以高精确度的控制系统去调节点火正时和内燃机所需的空气量。通过使用该学习结果,当用户加注不同燃料的时候,可以根据燃料类型和混合状态来计算最佳燃烧控制值。


       2、自动收集学习数据,从而提高热效率。系统在实际驱动内燃机时会自动收集不同燃料的燃烧过程中所产生的数据,通过对这些数据的集成、学习,为下次改变注入的燃料类型时,自动调节系统、从而达至最佳的燃烧效能。日立在实验室对该系统测试的结果,使用输出功率为 15 kw 的发电机、在加注不同的燃料之下,热效率达到了 34% 到 41%,并且已经确认能够稳定燃烧,目前能以 3% 或更小的热效率进行控制。




       说了这么一大堆皮毛、自己也不求甚解,核心的、最后想说的如下:


       1、热效率 34% 到 41% 是个很厉害的、甚至是以目前技术水平来说是极限级的数字(什么叫做热效率、对于发动机有什么标杆意义,摩友们请自己上网查)。现时内燃机领域,不包括比赛专用的一级方程式、MotoGP 等赛车,热效率最高的汽车,据说是 Honda Civie Type R 的 46%、Toyota 新 Camry 所搭载的 M20C 发动机的 40%(又据说是在广东有生产的),最后又是据说还有中国奇瑞也有一副类似热效率水平的发动机,而且是自主的。以最简化的方式去理解热效率提高的好处,那就是一台超级跑车 YZF-R1 或者是 CBR1000RR,能有 200 匹马力以上,一公升燃料能跑的距离是 40 公里(术语就叫做燃油经济性);


       2、热效率这个指标的高低,算是内燃机里最本质性能的衡量标准。只是摩托车领域里,企业基本都不公布这数据。而国产的摩托车发动机,热效率向来就徘徊在 25% 左右很久了,估计不会超过 30%(还在实验室里面的不算);


       3、随着集成电路、电子技术的进步,日立制作所的这些思路、很值得注意,因为内燃机毕竟是技术最稳定的选择。当然,也可以理解为这是技术上的利益既得者、对抗电动车的新思路,那就是从燃料方面着手。其实在中国,这方面的问题更加严重,空气污染,总是不停地黄标、绿标那样地要大家换新车,却不看看车辆在烧的油是否也要跟着换;


       4、因为技术上的通用性,国内生产摩托车发动机的大厂,基本都有做通机(通用机械),发电机、割草机、诸如此类的。未来的技术趋势,只烧石化燃料的话,迟早也会被列入更新对象,尽管这些设备、暂时不用挂牌上路;


       5、是时候对 AI 的实际应用做一些考虑。尽管商业环境不好导致顾虑重重,但与其困守围城、等别人做好了然后再一窝蜂而上,倒不如提前考虑一下该如何布局、如何玩出新概念。


       最后补充一些基本的资料,对于日本的日立,除了家用电器之外,他们在电子行业也是很著名的技术领导者、先行者,在手机行业、电动车行业里占着一席之地。在近年来的重要动向,是在 2017 年年中与 Honda 共同合资五亿日元成立了日立汽车系统公司,生产 ECU 电喷系统、节汽阀、凸轮轴/可变正时系统等高技术含量的汽车配套件,目前为日产、Suzuki、Honda 等多个日本牌子的汽车所采用;此外,日立与三菱也在去年,合作搞了世界上第一座由 AI 控制的、无人运营的氢燃料发电厂:三菱日立氢燃料发电厂。该电厂计划于 2020 年建成,将利用风能或太阳能将水转化为氢气,然后在电力需求上升时燃烧氢气。


       下图:日立汽车系统公司,及其生产的汽车用节汽阀、各式汽车用的子系统组件。



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