Sujeten:
- Aféierung
- Hybrid Formen
- Mikro Hybrid
- Mëll Hybrid
- Serial Hybrid fueren
- Parallel Hybrid Drive
- Plug-in Hybrid
- Energie Erhuelung
- System Iwwersiicht Toyota Prius
- System Iwwersiicht Mitsubishi Outlander
- Transmissioun vun engem Hybrid Gefier
Aféierung:
Wann fossil Brennstoffer verbrennt ginn, gëtt Kuelendioxid (CO2) fräigelooss. Dëse CO2 accumuléiert an der Atmosphär. Wann Sonneliicht op d'Äerd fällt, kann d'Hëtztstralung duerch d'CO2 Akkumulation net méi entkommen, wat den 'Treibhauseffekt' verursaacht. 120 g CO2/km entsprécht:
- 5,2 l Benzin / 100 km
- 4,5 l Diesel / 100 km
- 4,4 kg Äerdgas / 100 km
- 1,0 kg Wasserstoff / 100 km
- 20 kWh Stroum / 100 km
Mat der Hybridtechnologie gëtt d'CO2-Reduktioun (Emissiounen) reduzéiert. Hiersteller sinn am Moment amgaang ëmmer méi Technologien ze entwéckelen fir en Energietransitioun op CO2-neutral Fuere ze realiséieren.
Hybrid Formen:
Gefierer mat Hybrid Drive benotze souwuel de Verbrennungsmotor wéi en Elektromotor. D'Zil vun der Hybridiséierung ass virun allem de Brennstoffverbrauch an d'Ofgasemissiounen ze reduzéieren. Zousätzlech Virdeeler dank dem Elektromotor (en) si méi héich Dréimoment a méi Komfort.
Mat Hybrid Drive gëtt en Ënnerscheed tëscht Mikro-Hybrid, Mild-Hybrid a Full-Hybrid Gefierer gemaach.
E Gefier mat engem voll elektreschen Drive fällt net ënner der Kategorie "Hybrid". E Gefier equipéiert mat engem Range extender kann als "Serie Hybrid" klasséiert ginn.
D'Diagramm hei ënnen weist déi verschidde Hybridformen vun enger niddereger bis héicher Form vun elektrescher Ënnerstëtzung. fueren.
Mikro Hybrid:
E Mikro-Hybrid Gefier huet keen Elektromotor fir de Verbrennungsmotor beim Fueren z'ënnerstëtzen, awer ass mat verschiddenen Brennstoffspuerend Technologien ausgestatt. Also et gëtt net esou eppes hei HV (Héichspannung) System. Brennstoff spueren sinn duerch et erreecht Start / Stop System, déi automatesch stoppt an de Motor start wann d'Gefier stationär ass an e Regeneratiounssystem fir d'Batterie. Dëse Regeneratiounssystem erlaabt den Alternator maximal ze laden wann d'Gefier bremst. D'Energie déi normalerweis an de Bremskloss verluer geet, gëtt elo deelweis benotzt fir d'12 Volt Batterie ze laden. Dëst bedeit datt zousätzlech Brennstoffinjektioun net erfuerderlech ass fir d'Erhéijung vun der Belaaschtung op den Alternator beim Fuere mat enger konstanter Geschwindegkeet a Brennstoff gespuert.
Mild Hybrid:
An mëll Hybrid Gefierer der Verbrennungsmotor ënnerstëtzt vun eent oder zwee 48 Volt elektresch Motore déi extra Kraaft ënner verschiddene Betribsbedéngungen ubidden. Den Elektromotor hëlleft dem Verbrennungsmotor beim Beschleunegen. Beim Fuere mat enger konstanter Geschwindegkeet gëtt den Elektromotor automatesch erëm ausgeschalt. D'Gefier kann also net voll elektresch fueren.
Den Elektromotor läit derbäi Schwéngrad, Oder et gëtt eng Kette / Zännstaang Transmissioun tëscht dem Elektromotor an d'Enn vun der crankshaft. Déi relativ kompakt 48-Volt Batterie läit dacks am Kofferraum.
D'Bild weist en Elektromotor am Schwéngradgehäuse vum Verbrennungsmotor. Dëst ass och keen HV System. En Techniker ouni NEN Zertifikat kann also och Aarbechten un der elektrescher Drivetrain maachen.
E Mikro-Hybrid Gefier kann och mat engem 48-Volt Startmotorgenerator ausgestatt sinn, wat am Wesentlechen eng Kombinatioun vun engem Alternator a Startmotor ass. Hiersteller ginn déi folgend Nimm fir dës Zort Startmotor Generator:
- Dynastart;
- Starter Generator;
- Riem ugedriwwen Startënnerlagen-Alternator;
- Riem integréiert Starter Generator (BSG).
Mat engem Mechanismus kann de Multi-Gürtel op der richteger Säit ofhängeg vun der Belaaschtung oder dem Start festgehalen ginn.
Déi dräi Biller hei drënner weisen déi dräi méiglech Positiounen während der (regenerativ) Opluedstatioun vun der Batterie, Start vun der Verbrennungsmotor an der Elektromotor Modus, wou et de Verbrennungsmotor ënnerstëtzt. D'Ënnerstëtzung fir Turbomotoren fënnt haaptsächlech am nidderegen Geschwindegkeetsberäich statt, wou de "Boost" vum Elektromotor déi sougenannt Turbolag kompenséiert.
En 48 Volt Startmotor Alternator ersetzt den "normalen" 12 Volt Alternator. Nieft der 48-Volt Batterie hu mir och d'12-Volt Batterie fir den elektresche System an der Bord, déi Energie un d'Beliichtung, d'Türschloss an d'Accessoiren am Auto liwwert. A DC-DC Konverter / Konverter (Transformator) konvertéiert 48 Volt an 12 Volt fir d'Batterie ze laden.
Serien Hybrid Drive:
E Gefier mat engem Serien Hybrid Drive gëtt exklusiv vun der HV Elektromotor gefuer. Et gëtt keng direkt Verbindung tëscht dem Verbrennungsmotor an de Rieder. D'Bild hei drënner weist e Beispill vun engem hënneschte Rad fueren Serie Hybrid Auto.
Et gëtt eng Kupplung (1) tëscht dem Verbrennungsmotor (3) an dem Generator (2). Wann de Motor leeft an d'Kupplung zou ass, ass d' HV Batterie (7) vun heescht vun der Generator (3) an der inverter cq. inverter (6) gelueden. Den Inverter reguléiert d'AC Spannung, déi vum Generator op eng reglementéiert DC Spannung geliwwert gëtt.
Déi elektresch Komponenten am Drivetrain vun engem Serien Hybrid funktionnéieren mat enger Héichspannung (HV). Dëst kann unerkannt ginn duerch orange Kabelen a Stecker. Nëmmen zertifizéiert Techniker kënnen Aarbecht op der HV System Leeschtunge.
Virdeeler vum Serien Hybrid System:
- Einfach Konstruktioun, well de Verbrennungsmotor net direkt d'Antrieb ubitt.
- Gëeegent fir voll elektresch Fuere, wann d'Batterie grouss genuch ass.
- Keng Kupplung erfuerderlech fir aus engem Stand ze fueren; den Elektromotor këmmert sech dofir.
- Kee Réckgang ass néideg, well den Elektromotor kann an zwou Richtungen dréien.
- Gëeegent fir iwwer den Netz ze laden (Plug-in).
Nodeeler:
- Den Elektromotor muss voller Fuerkraaft ubidden
- Méi grouss Mass wéi e Parallelfahrt Gefier.
Parallel Hybrid Drive:
An engem Gefier mat parallel Hybrid fueren kann et eng direkt Verbindung tëscht dem Verbrennungsmotor an de Rieder ginn. Wann d'Kupplungen (3 an 5) am Bild hei ënnen zougemaach sinn, kann d'Gefier op de Verbrennungsmotor lafen. Den Elektromotor (4) déngt souwuel fir d'Batterie ze laden an d'Rieder ze fueren.
E Parallelhybrid kann och eleng um Elektromotor fueren. Duerch d'Ouverture vun der Kupplung 3 gëtt d'Verbindung mam Verbrennungsmotor gebrach; Dëst kann ausgeschalt ginn, sou datt Dir reng elektresch fuere kënnt. D'Kupplung 5 ass engagéiert wann Dir vun engem Stëllstand fortfuert.
Just wéi d'Serie Hybrid, ass de Parallel Hybrid mat enger HV Installatioun mat orange Kabelen a Stecker ausgestatt.
Virdeeler vum Parallel Hybrid System:
- Gëeegent fir voll elektresch Fuere, virausgesat datt d'Batterie grouss genuch ass an eng Kupplung tëscht dem Verbrennungsmotor an dem Elektromotor ass.
- Kee Réckgang ass néideg, well den Elektromotor kann an zwou Richtungen dréien.
- Gëeegent fir iwwer den Netz ze laden (Plug-in).
- Méi kleng Verbrennungsmotor, well den Elektromotor hëlleft bei der Beschleunegung.
- Méi klengen Elektromotor, well de Verbrennungsmotor mat Beschleunegung hëllefe kann.
- Méi niddereg Mass wéi e Serienfahrt Gefier.
Nodeeler:
- Mechanesch komplizéiert.
- Kupplung néideg fir elektresch Fuere.
- Gearbox néideg.
Plug-in Hybrid:
D'Batterie vun engem Hybrid Gefier gelueden normalerweis duerch regenerativ Bremsen, oder andeems de Verbrennungsmotor den Elektromotor dréit (deen dann als Generator benotzt gëtt). Déi lescht ass offensichtlech net effizient.
Mat engem Plug-in Hybrid kann et de Batteriepack ginn eropgelueden andeems Dir d'Gefier mat engem Stecker doheem un en Socket oder eng ëffentlech Opluedstatioun verbënnt a mam Stroumnetz opluet. Wann Dir mam Auto fortfuert, kënnen déi éischt Kilometer elektresch (d.h. Emissiounsfräi) ofgedeckt ginn. Ideal wann Dir vun der Stad op d'Autobunn fuert. Soubal SOC (State Of Charge), oder d'Ladeniveau vun der Batterie niddereg gëtt, fänkt de Verbrennungsmotor un a gëtt den Haaptfueren. Beim Bremsen, regenerativ Bremsen wäert d'Batterie deelweis oplueden.
En zousätzleche Virdeel ass, datt d'elektresch Hëllefsheizung an/oder Klimaanlag zu enger virgesielter Zäit programméiert ka ginn, sou datt Dir an en angenehmen Inneklima kënnt, ouni datt dat op d'Käschte vun der Batteriekapazitéit oder vum Brennstoff geet.
An de meeschte Fäll huet e Plug-in Hybrid eng limitéiert elektresch Reechwäit vu 40 bis 60 km. Beispiller sinn:
- BMW 225XXE Active Tourer (2021): 55 km;
- Hyundai Ioniq (2021): 52 km;
- Mitsubishi Outlander PHEV Modell Joer 2015: 43 km a Modell Joer 2021: 54 km;
- Volkswagen Passat GTE Business Plugin Hybrid (2021): 55 km.
Notéiert w.e.g.: dëst sinn d'Spezifikatioune vum Hiersteller. Bei ongënschtege Konditiounen, wéi bei niddregen Temperaturen oder ongënschtege Fahrstil, kann d'Gamme bis zu 30% erofgoen.
Energie Erhuelung:
Beim Beschleunigung liwwert d'Batterie elektresch Energie un den Elektromotor. Beim Deceleratioun (Bremsen) wäert den Elektromotor e generéierende Effekt hunn; den Elektromotor wäert d'Batterie oplueden. Dëst gëtt och "regenerativ Bremsen" oder "recuperative Bremsen" genannt. Dir kënnt méi Informatiounen iwwer dëst op de Säiten fannen iwwer Inverter an der electromotive fannen et.
System Iwwersiicht Toyota Prius:
D'Batterie vun engem Toyota Prius späichert eng Direktspannung vun ongeféier 200 Volt. De Boost Converter konvertéiert d'Batteriespannung vun 201,6 an eng méi héich Direktspannung (DC) vu 650 Volt. De Boost Konverter ass en DC / DC Konverter; et bleift DC, nëmmen d'Spannung gëtt erhéicht. D'650 Volt DC Spannung endet am Inverter. Déi Inverter konvertéiert Direktspannung (DC) an Alternéierspannung (AC) a vice versa. Mir nennen dësen Konverter also en AC/DC Gläichtrichter oder DC/AC Konverter. Zousätzlech zu der Konversioun vun DC op AC kontrolléiert den Inverter och d'Elektromotoren mat IGBTs. Déi zwee Elektromotoren (MG1 a MG2) funktionnéieren mat enger Dräi-Phas-Alternativspannung vu ronn 600 Volt.
D'Batteriespannung geet net nëmmen un den Boost-Konverter an den Klimaanlage-Kompressor, awer och un den DC/DC-Konverter fir d'Batterie. D'Spannung vun 201,6 Volt gëtt all aner op 14 Volt ëmgewandelt Bläi-Sauer Batterie lueden kënnen. D'elektresch Komponente vum Interieur an der Äussewelt si mat dëser 14-Volt Batterie ugeschloss, wéi de Radio, d'Beliichtung, d'Dierschloss, asw.
System Iwwersiicht Mitsubishi Outlander:
Déi folgend Iwwersiicht weist d'Komponente vun engem Mitsubishi Outlander (Modell Joer 2019 >).
Ofhängeg vun de Fuerbedingunge verhält sech dësen (Plug-in) Hybrid als EV, Seriehybrid oder Parallelhybrid. D'Ofkierzungen si wéi follegt:
- PDU: Power Drive Eenheet
- GCU: Generator Kontroll Eenheet
- FMCU: Front Motor Kontroll Eenheet
- RMCU: Rear Motor Kontroll Eenheet
- GCU: Generator Kontroll Eenheet
- OBC: On Board Charger
EV Modus: wann Dir voll elektresch fuert, gëtt d'Multi-Plack naass Kupplung ausgeschalt an d'Elektromotoren (jidderee mat enger maximaler Kraaft vu 60 kW) suerge fir de Fuert. De Bensinmotor an de Generator sinn ausgeschalt.
Serie Modus: Bei enger Batterieladung vu <30% an enger Kraaftfuerderung vun >60% ginn de Bensinmotor an de Generator gestart. D'Kupplung bleift ausgeschalt. De Bensinmotor dréit den Generator, deen d'Batterieladung ubitt (an dofir net d'Undriff vun de Rieder). De System verhält sech elo als Seriehybrid. D'Vitesse vum Bensinmotor ass ongeféier 1700 Ëmdréiungen beim Fueren. / min.Beim Beschleunigung a Bremsen fällt d'Vitesse op 1100 U/min.
Parallel Modus: Wann Dir méi séier wéi 65 km/h fuert, gëtt et eng erhéicht Kraaftfuerderung oder de SOC vun der Batterie ass <30%, d'Transmissioun gëtt sou geschalt datt de Parallelmodus erstallt gëtt. De Verbrennungsmotor an de viischte Elektromotor fueren d'Rieder. D'Geschwindegkeete vum Verbrennungsmotor a virun Elektromotor ginn synchroniséiert ier d'Kupplung ageschalt ass. Am Parallelmodus gëtt den hënneschte Elektromotor vu bis zu 5% kontrolléiert fir Magnéitfeldresistenz bei héijer Geschwindegkeet ze vermeiden wann se ouni Laascht lafen.
Transmissioun vun engem Hybrid Gefier:
Déi meescht Hiersteller (Ford, Honda, GM) passen am Joer 2019 CVT Technologie (Continuously Variable Transmission) als Transmissioun fir hir Hybrid Modeller.
D'CVT-Technologie vum Toyota Prius (kuckt Bild) gëtt net duerch e Push-Gürtel an Duerchmiesser-justierbare Pulleys erreecht, mee duerch eng elektresch kontrolléiert Kombinatioun vun Elektromotor, Generator an Planetareschen Gang System. De Virdeel vun dëser Aart vun Transmissioun am Verglach zum mechanesche CVT ass datt et net ënner Verschleiung ënnerläit an vill manner Gewiicht huet.
De ofgezeechente Powertrain vum Prius besteet aus:
- Verbrennungsmotor (Bensinmotor);
- Elektromotor MG1 (schafft als Generator / Dynamo während regenerativ Bremsen);
- Elektromotor MG2 (de Motor fir de Fuert);
- Planetaresch Gangsystem (Power Split Device) deen d'Verbrennungsmotor an den Elektromotor vun der Drivetrain konnektéieren an trennen;
- Kette Iwwerdroung op Sprockets verbonne mat der Differenziell.
