Viðfangsefni:
- Inngangur
- Hybrid form
- Ör blendingur
- Mildur blendingur
- Serial hybrid drif
- Samhliða hybrid drif
- Plug-in hybrid
- Endurheimt orku
- Kerfisyfirlit Toyota Prius
- Kerfisyfirlit Mitsubishi Outlander
- Gírskipting tvinnbíls
Kynning:
Þegar jarðefnaeldsneyti er brennt losnar koltvísýringur (CO2). Þetta CO2 safnast fyrir í andrúmsloftinu. Þegar sólarljós fellur á jörðina getur varmageislun ekki lengur sloppið út vegna CO2 uppsöfnunarinnar, sem veldur „gróðurhúsaáhrifum“. 120g CO2 / km samsvarar:
- 5,2 l bensín / 100 km
- 4,5 l dísel / 100 km
- 4,4 kg jarðgas / 100 km
- 1,0 kg vetni / 100 km
- 20 kWh rafmagn / 100 km
Með hybrid tækninni minnkar CO2 minnkun (losun). Framleiðendur eru um þessar mundir uppteknir við að þróa sífellt fleiri tækni til að átta sig á orkuskipti frá CO2-hlutlausum akstri.
Hybrid form:
Ökutæki með tvinndrifi nota bæði brunavél og rafmótor. Markmið blendingar er fyrst og fremst að draga úr eldsneytisnotkun og útblæstri. Viðbótar ávinningur þökk sé rafmótornum/-mótorunum eru hærra tog og meiri þægindi.
Með tvinndrifum er gerður greinarmunur á Micro-hybrid, Mild-hybrid og Full-hybrid farartækjum.
Ökutæki með fullkomlega rafknúið drif fellur ekki undir flokkinn „blendingur“. Hægt er að flokka ökutæki með drægiútvíkkun sem „röð tvinnbíll“.
Skýringarmyndin hér að neðan sýnir mismunandi blendingsform frá lágu til háu formi rafstuðnings. keyra.
Ör blendingur:
Örtvinnbíll er ekki með rafmótor til að styðja við brunahreyfilinn í akstri heldur er hann búinn ýmsum eldsneytissparandi tækni. Svo það er ekkert slíkt hér HV (High Voltage) kerfi. Eldsneytissparnaður næst með því start/stop kerfi, sem stöðvast og ræsir vélina sjálfkrafa þegar ökutækið er kyrrstætt og endurnýjunarkerfi fyrir rafgeyminn. Þetta endurnýjunarkerfi gerir alternatornum kleift að hlaða að hámarki þegar ökutækið bremsar. Orkan sem venjulega tapast í bremsuklossunum er nú að hluta til notuð til að hlaða 12 volta rafhlöðuna. Þetta þýðir að ekki er þörf á frekari eldsneytisinnsprautun fyrir aukið álag á alternator þegar ekið er á jöfnum hraða og eldsneyti sparast.
Mildur blendingur:
Í mildum tvinnbílum er brunavél studd af einum eða tveimur 48 volta rafmótorar sem veita aukið afl við mismunandi rekstrarskilyrði. Rafmótorinn aðstoðar brennsluvélina við að hraða. Þegar ekið er á jöfnum hraða slokknar sjálfkrafa á rafmótornum aftur. Ökutækið getur því ekki ekið að fullu rafmagni.
Rafmótorinn er staðsettur nálægt honum svifhjól, eða það er keðju-/tennt beltisskipti milli rafmótorsins og enda vélarinnar sveifarás. Tiltölulega fyrirferðarlítil 48 volta rafhlaðan er oft staðsett í skottinu.
Myndin sýnir rafmótor í svifhjólshúsi brunavélarinnar. Þetta er heldur ekki HV kerfi. Tæknimaður án NEN-vottorðs getur því einnig unnið við rafdrifið.
Ör-blendingur ökutæki getur einnig verið búið 48 volta ræsimótor rafall, sem er í meginatriðum sambland af alternator og ræsir mótor. Framleiðendur gefa eftirfarandi nöfn á þessa tegund ræsimótorrafalla:
- Dynastart;
- Ræsir rafall;
- Remdrifinn ræsir-raffall;
- Belti samþættur ræsir rafall (BSG).
Með því að nota vélbúnað er hægt að herða fjölbeltið á réttri hlið eftir hleðslu eða ræsingu.
Myndirnar þrjár hér að neðan sýna þrjár mögulegar stöður við (endurnýjandi) hleðslu rafgeymisins, ræsingu brunahreyfils og rafmótorstillingar, þar sem hún styður brunavélina. Stuðningur við túrbóvélar fer aðallega fram á lághraðasviðinu þar sem „boost“ rafmótorsins bætir upp svokallaða túrbótöf.
48 volta ræsimótor alternator kemur í stað „venjulegs“ 12 volta alternators. Auk 48 volta rafhlöðunnar erum við einnig með 12 volta rafhlöðu fyrir rafmagnskerfið um borð sem veitir orku í lýsingu, hurðalása og aukabúnað í bílnum. A DC-DC breytir / breytir (spennir) breytir 48 voltum í 12 volt til að hlaða rafhlöðuna.
Serial hybrid drif:
Ökutæki með raðtengt drif er eingöngu stjórnað af HV rafmótor knúið. Engin bein tenging er á milli brunavélarinnar og hjólanna. Myndin hér að neðan sýnir dæmi um tvinnbíl úr röðinni með afturhjóladrifnum.
Tenging (1) er á milli brunahreyfils (3) og rafalans (2). Þegar vélin er í gangi og kúplingin er lokuð, er HV rafhlaða (7) með rafallnum (3) og inverter cq. inverter (6) ákærður. Inverterinn stjórnar AC spennunni sem rafallinn gefur til stjórnaðrar DC spennu.
Rafmagnsíhlutir í drifrás raðtvinnbíls starfa með háspennu (HV). Þetta er hægt að þekkja á appelsínugulum snúrum og innstungum. Aðeins löggiltir tæknimenn mega vinna við HV-kerfið.
Kostir raðhyrningakerfis:
- Einföld smíði vegna þess að brunavélin sér ekki beint fyrir drifinu.
- Hentar fyrir rafknúna akstur, ef rafhlaðan er nógu stór.
- Engin kúpling þarf til að keyra í burtu úr kyrrstöðu; rafmótorinn sér um þetta.
- Enginn bakkgír er nauðsynlegur því rafmótorinn getur snúist í tvær áttir.
- Hentar til hleðslu í gegnum rafmagn (innstunga).
Gallar:
- Rafmótorinn verður að veita fullt drifkraft
- Meiri massa en samhliða ökutæki.
Samhliða hybrid drif:
Í ökutæki með samhliða tvinndrif getur verið bein tenging á milli brunahreyfils og hjóla. Þegar tengin (3 og 5) á myndinni hér að neðan eru lokuð getur ökutækið keyrt á brunavélinni. Rafmótorinn (4) þjónar bæði til að hlaða rafgeyminn og knýja hjólin.
Samhliða tvinnbíll getur líka ekið eingöngu á rafmótornum. Með því að opna tengi 3 er tengingin við brunavélina rofin; Það er hægt að slökkva á þessu, þannig að hægt er að keyra eingöngu rafmagns. Kúpling 5 er virkjuð þegar ekið er í burtu úr kyrrstöðu.
Rétt eins og tvinnbíllinn er samhliða tvinnbíllinn búinn HV uppsetningu með appelsínugulum snúrum og innstungum.
Kostir samhliða hybrid kerfis:
- Hentar vel í rafknúnum akstri, að því gefnu að rafgeymirinn sé nógu stór og tengi sé á milli brunavélar og rafmótors.
- Enginn bakkgír er nauðsynlegur því rafmótorinn getur snúist í tvær áttir.
- Hentar til hleðslu í gegnum rafmagn (innstunga).
- Minni brunavél, því rafmótorinn aðstoðar við hröðun.
- Minni rafmótor, vegna þess að brunavélin getur aðstoðað við hröðun.
- Minni massi en raðdrifinn ökutæki.
Gallar:
- Vélrænt flókið.
- Kúpling þarf til að keyra í burtu með rafmagni.
- Vantar gírkassa.
Plug-in hybrid:
Rafhlaða tvinnbíls hleðst venjulega með endurnýjandi hemlun eða með því að láta brennsluvélina knýja rafmótorinn (sem er síðan notaður sem rafal). Hið síðarnefnda er augljóslega ekki skilvirkt.
Með tengitvinnbíl getur hann orðið rafhlöðupakkinn uppladen með því að tengja ökutækið með innstungu heima við innstungu eða almenna hleðslustöð og hlaða það með rafmagnskerfinu. Þegar farið er af stað með bíl er hægt að ná fyrstu kílómetrunum með rafmagni (þ.e.a.s. losunarlaust). Tilvalið þegar ekið er frá borginni að þjóðveginum. Eins fljótt SOC (State Of Charge), eða hleðslustig rafgeymisins verður lágt, mun brunavélin fara í gang og sjá um aðaldrifið. Við hemlun mun endurnýjunarhemlun hlaða rafhlöðuna að hluta.
Aukakostur er að hægt er að forrita rafmagns aukahitun og/eða loftkælingu á fyrirfram ákveðnum tíma, þannig að þú kemst í notalegt inniloftslag, án þess að það sé á kostnað rafgeymisins eða eldsneytis.
Í flestum tilfellum er tengitvinnbíll með takmarkað rafmagnsdrægi sem er 40 til 60 km. Dæmi eru:
- BMW 225XXE Active Tourer (2021): 55 km;
- Hyundai Ioniq (2021): 52 km;
- Mitsubishi Outlander PHEV árgerð 2015: 43 km og árgerð 2021: 54 km;
- Volkswagen Passat GTE Business tengitvinnbíll (2021): 55 km.
Vinsamlegast athugið: þetta eru forskriftir framleiðanda. Við óhagstæðar aðstæður eins og lágt hitastig eða óhagstæðar aksturslag getur drægnin minnkað um allt að 30%.
Endurheimt orku:
Við hröðun gefur rafhlaðan raforku til rafmótorsins. Þegar hægt er að hægja á (hemlað) mun rafmótorinn hafa framkallandi áhrif; rafmótorinn mun hlaða rafhlöðuna. Þetta er einnig kallað „endurnýjunarhemlun“ eða „batahemlun“. Þú getur fundið frekari upplýsingar um þetta á síðum um inverter og electromotive finna.
Kerfisyfirlit Toyota Prius:
Rafhlaðan í Toyota Prius geymir um það bil 200 volta jafnspennu. Uppörvunin breytir breytir rafhlöðuspennunni 201,6 í hærri jafnspennu (DC) upp á 650 volt. Boost breytirinn er DC/DC breytir; það helst DC, aðeins spennan er aukin. 650 volta DC spennan endar í inverterinu. The inverter breytir jafnspennu (DC) í riðspennu (AC) og öfugt. Þess vegna köllum við þennan breytir AC/DC afriðli eða DC/AC breytir. Til viðbótar við breytinguna frá DC í AC, stjórnar inverterinn einnig rafmótorunum með IGBT. Rafmótorarnir tveir (MG1 og MG2) starfa með þriggja fasa riðspennu sem er um það bil 600 volt.
Rafhlöðuspennan fer ekki aðeins í boost-breytirinn og loftræstiþjöppuna, heldur einnig í DC/DC-breytirinn fyrir rafhlöðuna um borð. Spenna 201,6 volt er breytt í 14 volt annað hvert annað blýsýru rafhlaða að geta hlaðið. Rafmagnshlutir innan og utan eru tengdir þessari 14 volta rafhlöðu, svo sem útvarp, lýsing, hurðalásar o.fl.
Kerfisyfirlit Mitsubishi Outlander:
Eftirfarandi yfirlit sýnir íhluti Mitsubishi Outlander (árgerð 2019 >).
Það fer eftir akstursaðstæðum, þessi (inntengi) tvinnbíll hegðar sér sem rafbíll, tvinnbíll eða samhliða tvinnbíll. Skammstafanir eru sem hér segir:
- PDU: Power Drive Unit
- GCU: Rafallastýringareining
- FMCU: Mótorstýribúnaður að framan
- RMCU: Vélastýringareining að aftan
- GCU: Rafallastýringareining
- OBC: Hleðslutæki um borð
EV-stilling: þegar ekið er að fullu rafmagni er fjölplötu blautkúplingin aftengd og rafmótorarnir (hver með hámarksafli 60 kW) sjá um drifið. Slökkt er á bensínvél og rafal.
Röð hamur: Við rafhleðslu sem er <30% og aflþörf >60% eru bensínvélin og rafalinn gangsettur. Kúplingin er áfram óvirk. Bensínvélin knýr rafalinn sem sér fyrir hleðslu rafgeymisins (og því ekki drif hjólanna). Kerfið hegðar sér nú sem raðblendingur. Hraði bensínvélarinnar er um það bil 1700 snúninga í akstri. / mín. Við hröðun og hemlun lækkar hraðinn í 1100 snúninga á mínútu.
Samhliða stilling: Þegar ekið er hraðar en 65 km/klst, það er aukin aflþörf eða SOC rafgeymisins er <30%, skipt er um skiptingu á þann hátt að samhliða stillingin verður til. Brunavélin og fremri rafmótorinn knýja hjólin áfram. Hraði brunavélarinnar og rafmótors að framan er samstilltur áður en kúplingin er tekin í notkun. Í samhliða stillingu er rafmótornum að aftan stjórnað um allt að 5% til að koma í veg fyrir segulsviðsviðnám á miklum hraða þegar keyrt er án álags.
Gírskipting tvinnbíls:
Flestir framleiðendur (Ford, Honda, GM) passa árið 2019 CVT tækni (Stöðugt breytileg skipting) sem skipting fyrir hybrid gerðir þeirra.
CVT tækni Toyota Prius (sjá mynd) fæst ekki með þrýstibelti og þvermálstillanlegum hjólum, heldur með rafstýrðri samsetningu rafmótors, rafala og plánetubúnaðarkerfi. Kosturinn við þessa tegund af gírskiptingu samanborið við vélræna CVT er að hún er ekki háð sliti og hefur miklu minni þyngd.
Aflrás Prius á myndinni samanstendur af:
- brunavél (bensínvél);
- rafmótor MG1 (virkar sem rafall/dínamó við endurnýjunarhemlun);
- rafmótor MG2 (mótorinn fyrir drifið);
- plánetukírkerfi (Power Split Device) sem getur tengt og aftengt brunavél og rafmótor frá drifrásinni;
- keðjuskipti á keðjuhjólum sem tengjast mismunadrifinu.
