Предмети:
- въведение
- Хибридни форми
- Микро хибрид
- Мек хибрид
- Серийно хибридно задвижване
- Паралелно хибридно задвижване
- Plug-in хибрид
- Възстановяване на енергия
- Преглед на системата Toyota Prius
- Преглед на системата Mitsubishi Outlander
- Трансмисия на хибридно превозно средство
Предговор:
Когато изкопаемите горива се изгарят, се освобождава въглероден диоксид (CO2). Този CO2 се натрупва в атмосферата. Когато слънчевата светлина пада върху Земята, топлинното лъчение вече не може да излезе поради натрупването на CO2, причинявайки „парников ефект“. 120g CO2/km съответства на:
- 5,2 л бензин / 100 км
- 4,5 л дизел / 100 км
- 4,4 кг природен газ / 100 км
- 1,0 кг водород / 100 км
- 20 kWh електроенергия / 100 км
С хибридната технология намаляването на CO2 (емисиите) е намалено. В момента производителите са заети с разработването на все повече и повече технологии за реализиране на енергиен преход от шофиране с неутрално CO2.
Хибридни форми:
Превозните средства с хибридно задвижване използват както двигател с вътрешно горене, така и електрически двигател. Целта на хибридизацията е преди всичко да се намалят разходът на гориво и емисиите на отработени газове. Допълнителни предимства благодарение на електромотора(ите) са по-висок въртящ момент и повече комфорт.
При хибридните задвижвания се прави разлика между микрохибридни, меки хибридни и напълно хибридни превозни средства.
Превозно средство с изцяло електрическо задвижване не попада в категорията „хибрид“. Превозно средство, оборудвано с удължител на пробега, може да бъде класифицирано като „сериен хибрид“.
Диаграмата по-долу показва различните хибридни форми от ниска до висока форма на електрическа опора. шофиране.
Микро хибрид:
Микрохибридното превозно средство няма електрически двигател, който да поддържа двигателя с вътрешно горене по време на шофиране, но е оборудвано с различни технологии за пестене на гориво. Така че тук няма такова нещо HV (High Voltage) система. Чрез него се постига икономия на гориво старт/стоп система, който автоматично спира и стартира двигателя, когато автомобилът е спрял и система за регенериране на батерията. Тази система за регенериране позволява на алтернатора да зарежда максимално, когато автомобилът спира. Енергията, която обикновено се губи в спирачните накладки, сега се използва частично за зареждане на 12-волтовата батерия. Това означава, че не е необходимо допълнително впръскване на гориво за повишеното натоварване на алтернатора при движение с постоянна скорост и се пести гориво.
Мек хибрид:
При леките хибридни превозни средства двигател с вътрешно горене поддържан от един или два 48 волта електродвигатели които осигуряват допълнителна мощност при различни работни условия. Електрическият мотор подпомага ускоряването на двигателя с вътрешно горене. При движение с постоянна скорост електродвигателят отново се изключва автоматично. Следователно автомобилът не може да се движи напълно електрически.
Електрическият мотор е разположен близо до него маховик, или има верижно/зъбчат ремъчно предаване между електродвигателя и края на колянов вал. Сравнително компактната 48-волтова батерия често се намира в багажника.
Изображението показва електрически мотор в корпуса на маховика на двигателя с вътрешно горене. Това също не е HV система. Следователно техник без NEN сертификат може също да извършва работа по електрическото задвижване.
Микрохибридното превозно средство може също да бъде оборудвано с 48-волтов генератор на стартер, който по същество е комбинация от алтернатор и стартер. Производителите дават следните имена на този тип генератор на стартерни двигатели:
- Dynastart;
- Стартер генератор;
- Ремъчен стартер-алтернатор;
- Ремъчен интегриран стартер генератор (BSG).
С помощта на механизъм многофункционалният колан може да се затегне от правилната страна в зависимост от натоварването или стартирането.
Трите изображения по-долу показват трите възможни позиции по време на (регенеративно) зареждане на батерията, стартиране на двигателя с вътрешно горене и режим на електрически двигател, където той поддържа двигателя с вътрешно горене. Поддръжката на турбодвигателите се извършва главно в диапазона на ниските обороти, където "усилването" на електрическия мотор компенсира така нареченото турбо забавяне.
48-волтов алтернатор на стартер замества "нормалния" 12-волтов алтернатор. В допълнение към 48-волтовата батерия разполагаме и с 12-волтова батерия за бордовата електрическа система, която захранва осветлението, ключалките на вратите и аксесоарите в автомобила. А DC-DC конвертор / конвертор (трансформатор) преобразува 48 волта в 12 волта за зареждане на батерията.
Серийно хибридно задвижване:
Превозно средство със серийно хибридно задвижване се управлява изключително от ВН електродвигател задвижван. Няма пряка връзка между двигателя с вътрешно горене и колелата. Изображението по-долу показва пример за сериен хибриден автомобил със задно задвижване.
Между двигателя с вътрешно горене (1) и генератора (3) има връзка (2). Когато двигателят работи и съединителят е затворен, HV батерия (7) с помощта на генератора (3) и инвертор cq. инвертор (6) зареден. Инверторът регулира AC напрежението, доставяно от генератора, до регулирано DC напрежение.
Електрическите компоненти в задвижването на сериен хибрид работят с високо напрежение (HV). Това може да се разпознае по оранжевите кабели и щепсели. Само сертифицирани техници могат да извършват работа по HV системата.
Предимства на серийната хибридна система:
- Проста конструкция, тъй като двигателят с вътрешно горене не осигурява директно задвижването.
- Подходящ за изцяло електрическо шофиране, ако батерията е достатъчно голяма.
- Не е необходим съединител за шофиране от спряло място; електродвигателят се грижи за това.
- Не е необходима задна предавка, тъй като електродвигателят може да се върти в две посоки.
- Подходящ за зареждане през електрическата мрежа (plug-in).
минуси:
- Електрическият мотор трябва да осигурява пълна задвижваща мощност
- По-голяма маса от превозно средство с успоредно задвижване.
Паралелно хибридно задвижване:
В превозно средство с паралелно хибридно задвижване може да има пряка връзка между двигателя с вътрешно горене и колелата. Когато съединителите (3 и 5) на изображението по-долу са затворени, превозното средство може да работи с двигател с вътрешно горене. Електрическият мотор (4) служи както за зареждане на батерията, така и за задвижване на колелата.
Паралелният хибрид също може да се движи само с електрически мотор. Чрез отваряне на съединителя 3 връзката с двигателя с вътрешно горене се прекъсва; Това може да се изключи, за да можете да шофирате чисто електрически. Съединител 5 е включен при шофиране от спряло място.
Също като серийния хибрид, паралелният хибрид е оборудван с HV инсталация с оранжеви кабели и щепсели.
Предимства на паралелната хибридна система:
- Подходящ за изцяло електрическо шофиране, при условие че батерията е достатъчно голяма и има връзка между двигателя с вътрешно горене и електрическия мотор.
- Не е необходима задна предавка, тъй като електродвигателят може да се върти в две посоки.
- Подходящ за зареждане през електрическата мрежа (plug-in).
- По-малък двигател с вътрешно горене, тъй като електрическият двигател подпомага ускорението.
- По-малък електрически мотор, тъй като двигателят с вътрешно горене може да помогне при ускорението.
- По-ниска маса от автомобил със серийно задвижване.
минуси:
- Механично сложно.
- Необходим е съединител за електрическо шофиране.
- Необходима скоростна кутия.
Plug-in хибрид:
Батерията на хибридно превозно средство обикновено се зарежда чрез регенеративно спиране или като остави двигателя с вътрешно горене да задвижва електрическия мотор (който след това се използва като генератор). Последното очевидно не е ефективно.
С Plug-in хибрид може да се превърне в батерията заредена като свържете автомобила с щепсела у дома към контакт или обществена станция за зареждане и го заредите от електрическата мрежа. Когато тръгвате с кола, първите километри могат да бъдат изминати електрически (т.е. без емисии). Идеален при движение от града към магистралата. Възможно най-скоро SOC (състояние на заряда), или нивото на заряд на батерията стане ниско, двигателят с вътрешно горене ще стартира и ще осигури главното задвижване. При спиране регенеративното спиране ще презареди частично батерията.
Допълнително предимство е, че електрическото допълнително отопление и/или климатизация може да се програмира в предварително зададено време, така че да влезете в приятен вътрешен климат, без това да е за сметка на капацитета на батерията или горивото.
В повечето случаи Plug-in хибридът има ограничен електрически пробег от 40 до 60 км. Примери за това са:
- BMW 225XXE Active Tourer (2021): 55 км;
- Hyundai Ioniq (2021): 52 км;
- Mitsubishi Outlander PHEV моделна година 2015: 43 км и моделна година 2021: 54 км;
- Volkswagen Passat GTE Business plugin hybrid (2021): 55 км.
Моля, обърнете внимание: това са спецификациите на производителя. При неблагоприятни условия, като ниски температури или неблагоприятен стил на шофиране, пробегът може да намалее с до 30%.
Възстановяване на енергия:
При ускорение батерията доставя електрическа енергия на електродвигателя. При забавяне (спиране) електродвигателят ще има генериращ ефект; електрическият мотор ще зареди батерията. Това се нарича още „регенеративно спиране“ или „рекуперативно спиране“. Можете да намерите повече информация за това на страниците за инвертор и който се движи с електричество намерете го.
Преглед на системата Toyota Prius:
Батерията на Toyota Prius съхранява директно напрежение от приблизително 200 волта. Тласъкът конвертор преобразува напрежението на батерията от 201,6 в по-високо директно напрежение (DC) от 650 волта. Усилващият преобразувател е DC/DC преобразувател; остава DC, само напрежението се повишава. Напрежението от 650 волта DC завършва в инвертора. The инвертор преобразува постоянно напрежение (DC) в променливо напрежение (AC) и обратно. Затова наричаме този преобразувател AC/DC токоизправител или DC/AC преобразувател. В допълнение към преобразуването от постоянен ток към променлив ток, инверторът също управлява електрическите двигатели, използвайки IGBT. Двата електродвигателя (MG1 и MG2) работят с трифазно променливо напрежение от приблизително 600 волта.
Напрежението на акумулатора отива не само към усилващия преобразувател и компресора на климатика, но и към DC/DC преобразувателя за бордовата батерия. Напрежението от 201,6 волта се преобразува в 14 волта всеки друг оловно-киселинна батерия за да може да зареди. Електрическите компоненти на интериора и екстериора са свързани към тази 14-волтова батерия, като радиото, осветлението, ключалките на вратите и т.н.
Преглед на системата Mitsubishi Outlander:
Следващият преглед показва компонентите на Mitsubishi Outlander (моделна година 2019 >).
В зависимост от условията на шофиране, този (plug-in) хибрид се държи като EV, сериен хибрид или паралелен хибрид. Съкращенията са както следва:
- PDU: Силово задвижващо устройство
- GCU: Блок за управление на генератора
- FMCU: Блок за управление на преден мотор
- RMCU: Заден блок за управление на двигателя
- GCU: Блок за управление на генератора
- OBC: Бордово зарядно устройство
EV режим: при изцяло електрическо шофиране многодисковият мокър съединител е изключен и електрическите мотори (всеки с максимална мощност 60 kW) осигуряват задвижването. Бензиновият двигател и генераторът са изключени.
Сериен режим: При заряд на батерията <30% и потребление на мощност от>60%, бензиновият двигател и генераторът се стартират. Съединителят остава изключен. Бензиновият двигател задвижва генератора, който осигурява зареждането на батерията (и следователно не задвижването на колелата). Сега системата се държи като сериен хибрид. Оборотите на бензиновия двигател са приблизително 1700 оборота по време на движение. / мин. При ускоряване и спиране скоростта пада до 1100 об / мин.
Паралелен режим: Когато шофирате по-бързо от 65 км/ч, има повишено потребление на мощност или SOC на батерията е <30%, предаването се превключва по такъв начин, че се създава паралелен режим. Двигателят с вътрешно горене и предният електрически мотор задвижват колелата. Скоростите на двигателя с вътрешно горене и предния електромотор се синхронизират преди задействане на съединителя. В паралелен режим задният електромотор се управлява с до 5%, за да се предотврати съпротивлението на магнитното поле при високи скорости, когато работи без натоварване.
Трансмисия на хибридно превозно средство:
Повечето производители (Ford, Honda, GM) се вписват в 2019 г CVT технология (безстепенна трансмисия) като трансмисия за техните хибридни модели.
Технологията CVT на Toyota Prius (вижте изображението) не се постига чрез бутащ ремък и ролки с регулируем диаметър, а чрез електрически управлявана комбинация от електрически двигател, генератор и планетарна предавка. Предимството на този тип трансмисия в сравнение с механичната CVT е, че тя не е подложена на износване и има много по-малко тегло.
Изобразеното задвижване на Prius се състои от:
- двигател с вътрешно горене (бензинов двигател);
- електродвигател MG1 (работи като генератор/динамо при регенеративно спиране);
- електродвигател MG2 (моторът за задвижването);
- планетарна редукторна система (устройство за разделяне на мощността), която може да свързва и изключва двигателя с вътрешно горене и електрическия мотор от задвижването;
- верижно предаване на зъбни колела, свързани към диференциала.
