denekler:
- tanıtım
- Hibrit formlar
- Mikro hibrit
- Hafif hibrit
- Seri hibrit sürücü
- Paralel hibrit sürücü
- Plug-in hibrit
- Enerji geri kazanımı
- Sisteme genel bakış Toyota Prius
- Sisteme genel bakış Mitsubishi Outlander
- Hibrit bir aracın şanzımanı
Giriiş:
Fosil yakıtlar yakıldığında karbondioksit (CO2) açığa çıkar. Bu CO2 atmosferde birikir. Güneş ışığı Dünya'ya düştüğünde, CO2 birikimi nedeniyle ısı radyasyonu artık kaçamaz ve 'sera etkisi'ne neden olur. 120g CO2 / km şuna karşılık gelir:
- 5,2 l benzin / 100 km
- 4,5 lt dizel / 100 km
- 4,4 kg doğalgaz / 100 km
- 1,0 kg hidrojen / 100 km
- 20 kWh elektrik / 100 km
Hibrit teknoloji ile CO2 azaltımı (emisyon) azaltılır. Üreticiler şu anda CO2 nötr sürüşe enerji geçişini gerçekleştirmek için giderek daha fazla teknoloji geliştirmekle meşgul.
Hibrit formlar:
Hibrit tahrikli araçlarda hem yanmalı motor hem de elektrik motoru kullanılır. Hibritleşmenin amacı öncelikle yakıt tüketimini ve egzoz emisyonlarını azaltmaktır. Elektrikli motor(lar)ın ek avantajları arasında daha yüksek tork ve daha fazla konfor yer alır.
Hibrit tahriklerde Mikro hibrit, Hafif hibrit ve Tam hibrit araçlar arasında ayrım yapılır.
Tamamen elektrikli sürüşe sahip bir araç “hibrit” kategorisine girmiyor. Menzil genişleticiyle donatılmış bir araç, "seri hibrit" olarak sınıflandırılabilir.
Aşağıdaki şemada düşükten yükseğe elektriksel destek biçimine kadar farklı hibrit formlar gösterilmektedir. sürmek.
Mikro hibrit:
Mikro hibrit bir araç, sürüş sırasında yanmalı motoru destekleyecek bir elektrik motoruna sahip değildir ancak çeşitli yakıt tasarrufu sağlayan teknolojilerle donatılmıştır. yani burada öyle bir şey yok HV (Yüksek Gerilim) sistemi. Yakıt tasarrufu bu sayede sağlanır başlatma/durdurma sistemiaraç durduğunda motoru otomatik olarak durdurup çalıştıran ve akü için bir rejenerasyon sistemi. Bu rejenerasyon sistemi, araç frenlendiğinde alternatörün maksimum şarj olmasını sağlar. Normalde fren balatalarında kaybedilen enerji artık kısmen 12 volt aküyü şarj etmek için kullanılıyor. Bu, sabit hızda sürüş sırasında alternatör üzerindeki artan yük için ilave yakıt enjeksiyonuna gerek olmadığı ve yakıt tasarrufu sağlandığı anlamına gelir.
Hafif hibrit:
Hafif hibrit araçlarda içten yanmalı motor bir veya iki adet 48 volt tarafından desteklenir elektrik motorları Farklı çalışma koşullarında ekstra güç sağlayan. Elektrik motoru içten yanmalı motorun hızlanmasına yardımcı olur. Sabit hızda sürüş sırasında elektrik motoru otomatik olarak tekrar kapatılır. Bu nedenle araç tamamen elektrikli olarak sürülemez.
Elektrik motoru yakınında bulunur volanveya elektrik motoru ile motorun ucu arasında zincir/dişli kayış aktarımı vardır. krank mili. Nispeten kompakt 48 voltluk pil genellikle bagajda bulunur.
Resimde, içten yanmalı motorun volan muhafazasındaki bir elektrik motoru gösterilmektedir. Bu aynı zamanda bir HV sistemi değildir. Bu nedenle NEN sertifikası olmayan bir teknisyen de elektrikli aktarma organları üzerinde çalışma yapabilir.
Mikro hibrit bir araç aynı zamanda, esas olarak bir alternatör ve marş motorunun bir kombinasyonu olan 48 voltluk bir marş motoru jeneratörü ile de donatılabilir. Üreticiler bu tip marş motoru jeneratörüne aşağıdaki isimleri verir:
- Dynastart;
- Marş jeneratörü;
- Kayış tahrikli marş motoru-alternatör;
- Kayışa entegre marş jeneratörü (BSG).
Bir mekanizma kullanılarak çoklu kayış, yüklemeye veya çalıştırmaya bağlı olarak doğru taraftan sıkılabilir.
Aşağıdaki üç resim, akünün (rejeneratif) şarj edilmesi, yanmalı motorun çalıştırılması ve yanmalı motoru desteklediği elektrik motoru modu sırasındaki üç olası konumu göstermektedir. Turbo motorlara yönelik destek esas olarak düşük hız aralığında gerçekleşir; burada elektrik motorunun "yükseltilmesi", turbo gecikmesi olarak adlandırılan durumu telafi eder.
48 voltluk bir marş motoru alternatörü, "normal" 12 voltluk alternatörün yerini alır. 48 volt aküye ek olarak araç içi aydınlatma, kapı kilitleri ve aksesuarlara enerji sağlayan araç içi elektrik sistemi için 12 volt akümüz de bulunmaktadır. A DC-DC dönüştürücü / dönüştürücü (transformatör) Aküyü şarj etmek için 48 voltu 12 volta dönüştürür.
Seri hibrit sürücü:
Seri hibrid tahrikli bir araç yalnızca YG elektrik motoru güçlendirilmiş. Yanmalı motor ile tekerlekler arasında doğrudan bir bağlantı yoktur. Aşağıdaki resimde arkadan çekişli seri hibrit otomobilin bir örneği gösterilmektedir.
Yanmalı motor (1) ile jeneratör (3) arasında kaplin (2) bulunmaktadır. Motor çalışırken ve debriyaj kapalıyken, YG akü (7) jeneratör (3) aracılığıyla ve invertör cq. çevirici (6) şarj edildi. İnvertör, jeneratör tarafından sağlanan AC voltajını düzenlenmiş bir DC voltajına düzenler.
Seri hibridin aktarma organlarındaki elektrikli bileşenler yüksek voltajla (HV) çalışır. Bu, turuncu kablolar ve fişlerden tanınabilir. HV sisteminde yalnızca sertifikalı teknisyenler çalışma yapabilir.
Seri hibrit sistemin avantajları:
- İçten yanmalı motor tahriki doğrudan sağlamadığından basit yapı.
- Pil yeterince büyükse, tamamen elektrikli sürüşe uygundur.
- Duruş halinden uzaklaşmak için debriyaja gerek yoktur; elektrik motoru bunu halleder.
- Elektrik motoru iki yöne dönebildiğinden geri vitese gerek yoktur.
- Şebeke (plug-in) üzerinden şarj edilmeye uygundur.
eksileri:
- Elektrik motoru tam tahrik gücü sağlamalıdır
- Paralel tahrikli bir araçtan daha büyük kütle.
Paralel hibrit sürücü:
Paralel hibrit tahrikli bir araçta yanmalı motor ile tekerlekler arasında doğrudan bir bağlantı olabilir. Aşağıdaki resimde yer alan kaplinler (3 ve 5) kapatıldığında araç içten yanmalı motorla çalışabilmektedir. Elektrik motoru (4) hem aküyü şarj etmeye hem de tekerlekleri sürmeye yarar.
Paralel hibrit aynı zamanda yalnızca elektrik motoruyla da hareket edebilir. Kaplinin (3) açılmasıyla yanmalı motorla bağlantı kesilir; Tamamen elektrikli sürüş yapabilmeniz için bu kapatılabilir. Hareketsiz durumdan uzaklaşırken debriyaj 5 devreye girer.
Seri hibritte olduğu gibi paralel hibrit de turuncu kablolar ve fişlerden oluşan bir HV kurulumuyla donatılmıştır.
Paralel hibrit sistemin avantajları:
- Akünün yeterince büyük olması ve yanmalı motor ile elektrik motoru arasında bir bağlantı olması koşuluyla, tamamen elektrikli sürüşe uygundur.
- Elektrik motoru iki yöne dönebildiğinden geri vitese gerek yoktur.
- Şebeke (plug-in) üzerinden şarj edilmeye uygundur.
- Daha küçük yanmalı motor, çünkü elektrik motoru hızlanmaya yardımcı olur.
- Daha küçük elektrik motoru, çünkü içten yanmalı motor hızlanmaya yardımcı olabilir.
- Seri tahrikli bir araca göre daha düşük kütle.
eksileri:
- Mekanik olarak karmaşık.
- Elektrikli sürüş için debriyaj gereklidir.
- Şanzıman gerekli.
Plug-in hibrit:
Hibrit bir aracın aküsü normalde rejeneratif frenleme yoluyla veya yanmalı motorun elektrik motorunu (daha sonra jeneratör olarak kullanılır) çalıştırmasına izin vererek şarj olur. İkincisi açıkça verimli değil.
Plug-in hibrit ile akü paketi haline gelebilir ücretli Aracı evdeki bir fişle bir prize veya halka açık bir şarj istasyonuna bağlayıp elektrik şebekesiyle şarj ederek. Arabayla yola çıktığınızda ilk kilometreler elektrikli (yani emisyonsuz) kat edilebilir. Şehirden otoyola giderken idealdir. Yakında SOC (Şarj Durumu)yani akünün şarj seviyesi düştüğünde yanmalı motor devreye girecek ve ana tahriki sağlayacaktır. Fren yaparken, rejeneratif frenleme aküyü kısmen şarj edecektir.
Ek bir avantaj da elektrikli yardımcı ısıtma ve/veya klimanın önceden ayarlanmış bir zamanda programlanabilmesidir, böylece akü kapasitesinden veya yakıttan ödün vermeden hoş bir iç mekan iklimine kavuşursunuz.
Çoğu durumda, bir plug-in hibritin elektrik menzili 40 ila 60 km ile sınırlıdır. Örnekler:
- BMW 225XXE Active Tourer (2021): 55 km;
- Hyundai Ioniq (2021): 52 km;
- Mitsubishi Outlander PHEV model yılı 2015: 43 km ve model yılı 2021: 54 km;
- Volkswagen Passat GTE Business eklenti hibrit (2021): 55 km.
Lütfen dikkat: bunlar üreticinin spesifikasyonlarıdır. Düşük sıcaklıklar veya uygunsuz sürüş tarzı gibi olumsuz koşullarda menzil %30'a kadar azalabilir.
Enerji geri kazanımı:
Hızlanma sırasında akü, elektrik motoruna elektrik enerjisi sağlar. Yavaşlarken (fren yaparken) elektrik motoru bir üretici etkiye sahip olacaktır; elektrik motoru aküyü şarj edecektir. Buna “rejeneratif frenleme” veya “reküperatif frenleme” de denir. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi ilgili sayfalarda bulabilirsiniz. çevirici ve elektrik motoru bul onu.
Sisteme genel bakış Toyota Prius:
Toyota Prius'un aküsü yaklaşık 200 voltluk doğrudan voltajı depolar. Destek Dönüştürücü 201,6 akü voltajını 650 voltluk daha yüksek bir doğrudan voltaja (DC) dönüştürür. Takviye dönüştürücü bir DC/DC dönüştürücüdür; DC kalır, yalnızca voltaj artar. 650 volt DC voltajı invertörde biter. çevirici Doğrudan voltajı (DC) alternatif voltaja (AC) veya tam tersi şekilde dönüştürür. Bu nedenle bu dönüştürücüye AC/DC doğrultucu veya DC/AC dönüştürücü diyoruz. İnvertör, DC'den AC'ye dönüşümün yanı sıra IGBT'leri kullanarak elektrik motorlarını da kontrol eder. İki elektrik motoru (MG1 ve MG2) yaklaşık 600 voltluk üç fazlı alternatif voltajla çalışır.
Akü voltajı yalnızca takviye dönüştürücüye ve klima kompresörüne değil aynı zamanda yerleşik akü için DC/DC dönüştürücüye de gider. 201,6 voltluk voltaj birbiri ardına 14 volta dönüştürülür kurşun asit pili yükleyebilmek. Radyo, aydınlatma, kapı kilitleri vb. gibi iç ve dış kısımdaki elektrikli bileşenler bu 14 volt aküye bağlanır.
Sisteme genel bakış Mitsubishi Outlander:
Aşağıdaki genel bakış, Mitsubishi Outlander'ın (model yılı 2019 >) bileşenlerini göstermektedir.
Sürüş koşullarına bağlı olarak bu (plug-in) hibrit, EV, seri hibrit veya paralel hibrit gibi davranır. Kısaltmalar aşağıdaki gibidir:
- PDU: Güç Tahrik Ünitesi
- GCU: Jeneratör Kontrol Ünitesi
- FMCU: Ön Motor Kontrol Ünitesi
- RMCU: Arka Motor Kontrol Ünitesi
- GCU: Jeneratör Kontrol Ünitesi
- OBC: Yerleşik Şarj Cihazı
EV modu: Tamamen elektrikli sürüş sırasında, çok plakalı ıslak kavrama devreden çıkar ve elektrik motorları (her biri maksimum 60 kW güce sahip) çekişi sağlar. Benzinli motor ve jeneratör kapatılır.
Seri modu: <%30 akü şarjında ve >%60 güç talebinde benzinli motor ve jeneratör çalıştırılır. Debriyaj devre dışı kalır. Benzinli motor, akü şarjını sağlayan (ve dolayısıyla tekerleklerin tahrikini değil) jeneratörü çalıştırır. Sistem artık bir seri hibrit gibi davranıyor. Benzinli motorun hızı sürüş sırasında yaklaşık 1700 devirdir. / dak Hızlanırken ve fren yaparken hız 1100 rpm'ye düşer.
Paralel mod: 65 km/saatten daha hızlı araç kullandığınızda, güç talebi artar veya akünün SOC'si %30'un altına düşerse şanzıman paralel mod oluşturulacak şekilde değiştirilir. Yanmalı motor ve ön elektrik motoru tekerlekleri tahrik eder. İçten yanmalı motor ile ön elektrik motorunun hızları, debriyaj devreye girmeden önce senkronize edilir. Paralel modda, yüksüz çalışırken yüksek hızlarda manyetik alan direncini önlemek için arka elektrik motoru %5'e kadar kontrol edilir.
Hibrit bir aracın şanzımanı:
Çoğu üretici (Ford, Honda, GM) 2019'a uyum sağlıyor CVT teknolojisi (Sürekli Değişken Şanzıman) Hibrit modelleri için bir şanzıman olarak.
Toyota Prius'un CVT teknolojisi (resme bakın), bir itme kayışı ve çapı ayarlanabilir kasnaklar ile değil, elektrik motoru, jeneratör ve elektrikle kontrol edilen bir kombinasyonla elde edilir. planet dişli sistemi. Bu tip şanzımanın mekanik CVT'ye göre avantajı, aşınmaya maruz kalmaması ve çok daha az ağırlığa sahip olmasıdır.
Prius'un tasvir edilen güç aktarma organı şunlardan oluşur:
- yanmalı motor (benzinli motor);
- MG1 elektrik motoru (rejeneratif frenleme sırasında jeneratör/dinamo olarak çalışır);
- elektrik motoru MG2 (sürücünün motoru);
- yanmalı motoru ve elektrik motorunu aktarma organlarına bağlayabilen ve bağlantısını kesebilen planet dişli sistemi (Güç Bölme Cihazı);
- diferansiyele bağlı dişliler üzerindeki zincir aktarımı.
