A hibrid motor (vagy hibrid) olyan erőmű, amely többféle üzemanyagot (két vagy több forrást) használ, és ezek együttes használatának szinergikus hatását. Ez lehet benzin és villany, benzin és gáz, dízel és villany, hidrogén, benzin és villany, és sok más kombináció. Szerencsére a modern technológia lehetővé teszi ezt.

A hibrid motorok története.

Kissé tévhit a hibrid motort valamiféle ultramodern találmánynak tekinteni. Igen, a modern hibridek egy high-tech mérnöki projekt, de ha megnézzük, a hibrid motor a 19. és 20. századból származik. Így 1897-ben a francia Parisienne des Voitures Electriques cég hibrid motorral szerelt autókat kezdett gyártani.

Kicsit később, 1900-ban a híres amerikai General Electric vállalat elkezdte elsajátítani a hibridek gyártását. Érdekes módon Chicagóban gyártottak hibrid teherautókat 1940 előtt, bár ez általában nem sorozatgyártás volt.

A hibrid technológia akkoriban több okból sem honosodott meg. Először is, az üzemanyagok és az energiaforrások árai akkoriban olyan alacsonyak voltak, hogy felülmúlták a hibridek előállításának minden gazdasági megvalósíthatóságát. Másodszor, egy hagyományos benzinmotor teljesítménye akkoriban határozottan nagyobb volt.

Az elmúlt évek energiaválsága az energiaárak rohamos emelkedésével, valamint a környezetvédelmi előírások szigorodásával összefüggésben arra késztette a gyártókat, hogy új generációs, hatékony hibrid motorokat fejlesszenek és gyártsanak. A modern hibrid rendszerint két fő erőmű rendszere: benzin (vagy dízel) és elektromos. Rajtuk kívül még számos támogató csomópont vesz részt a láncban. Lehetnek például: elektromos generátor, akkumulátor (töltést halmoz fel), inverter (egyenáramot váltóárammá alakít) és elektronikus variátor. Mindezt egy modern, nagy teljesítményű számítógép vezérli és irányítja, amely a hagyományos kézi vagy analóg vezérléshez képest tízszeresére növeli az energiaforrások hatékonyságát. A rendszer üzemanyag része egyidejűleg is működhet az elektromos részével, de külön ciklusok is biztosítottak. Fontos, hogy a tüzelőanyag-rendszer működése során az elektromos ne álljon tétlenül, hanem energiát halmoz fel (halmozza fel).

A készülék, a hibrid motor működési elve. Ma többféle hibrid létezik:

• Soros (soros hibrid). Ebben az elrendezésben egy belső égésű motor egy generátort hajt meg, amely árammal látja el az elektromos motort. Ez utóbbi viszont forgatja az autó kerekeit. Ez a megközelítés lehetővé teszi kis teljesítményű benzinmotor használatát, feltéve, hogy az folyamatosan maximális hatékonysággal működik. Az ezzel a sémával rendelkező autók általában kicsik és nagy akkumulátorral rendelkeznek (például a Chevrolet Volt);
• Párhuzamos (párhuzamos hibrid). Ebben az esetben az autó kerekeit benzinmotor és elektromos motor hajtja. A vezetési körülményektől függően az elektromos motor további teljesítményt termelhet. Ez a séma nagyon gyakori. Ebben az esetben az akkumulátorok kompaktak, és a jármű mozgása közben töltődnek. A fő hátrány itt az, hogy az elektromos motor nem tudja egyszerre forgatni a kerekeket és tölteni az akkumulátort. Hasonló rendszert alkalmaznak a Civic Hybrid és a Volkswagen Touareg Hybrid autókon is;
• Soros-párhuzamos (vegyes). A névből könnyen feltételezhető, hogy a harmadik típus az előző két típust egyesíti. Jelenleg ez a leghatékonyabb hibrid rendszer. Kombinált vontatás (benzinmotor plusz villanymotor) használható a kerekek forgatására. Ezen túlmenően egy villanymotor egyszerre tud villamos energiát termelni (generátorként működni) és tolóerőt (motorként). Ennek a rendszernek a hátránya a nagyon magas költség.

A vegyes rendszerre példa a Lexus (Toyota) hibrid szinergiahajtása. Van egy 3,3 literes benzinmotor, 2 villanymotor és egy akkumulátor. A három szerkezeti elem közötti kommunikációhoz egy kompakt planetáris áramelosztó berendezést használnak, amely csökkenti a súrlódásból eredő energiaveszteséget. Az energiaáramlás szabályozására vezérlőegység és félvezető kapcsolókészülék áll rendelkezésre. A HSD egységben található inverter az akkumulátor egyenáramát a villanymotor váltóáramává alakítja.

Elektromos motort használnak a jármű alacsony sebességű mozgatására és indítására. Ezzel üzemanyagot takaríthat meg és zökkenőmentesen vezethet. Normál vezetési módba váltáskor a benzinmotor bekapcsol, amely párhuzamosan működik az elektromos motorokkal. A felesleges energia az akkumulátorba kerül. Gyorsítás közben a belsőégésű motor aktívan jár. Fékező üzemmódban az úgynevezett regeneratív fékrendszert alkalmazzák, amikor a villanymotorok generátor üzemmódban működnek, töltve az akkumulátort. Azok. a fő üzemmódokban benzinmotort, közbenső (átmeneti) üzemmódokban elektromos motort használnak.

A hibrid motor előnyei és hátrányai. Természetesen a magas technológiai szint ellenére a hibrid üzemnek vannak tagadhatatlan előnyei és néhány hátránya is, amelyeken a vezető mérnökök továbbra is dolgoznak. Kezdjük az érdemekkel:

• hatékony üzemanyag-fogyasztás és akár 35%-os megtakarítás;
• a kipufogógázok alacsony toxicitása;
• alacsony zaj;
• az autó kiváló kezelhetősége és egyenletesebb gyorsulása;
• a telepítés teljes ellenőrzése fedélzeti számítógép és elektronikus rendszerek segítségével;
• A hibrid járművek akkumulátorai könnyen újrahasznosíthatók és újrahasznosíthatók;
• regeneratív fékrendszer segít az energia megtakarításában;
• hosszú akkumulátor-élettartam egy hibrid járműhöz.

A hibridek hátrányai közé tartoznak a következők:

• a hibrid erőművel rendelkező járművek magas költsége;
• az alkatrészek és a javítások magas költsége. Nem valószínű, hogy saját erőből sikerül majd megjavítani, és az ilyen autókat egyelőre csak nagyon nagy városokban lehet teljes körű szolgáltatással ellátni. Ezen túlmenően a szükséges pótalkatrészek szállítása is késhet;
• az elektromos rendszer nem tolerálja a jelentős hőmérsékletváltozásokat.

A hibrid motorokkal kapcsolatos népszerű tévhit az erőmű teljesítmény- és hatékonyságvesztésének mítosza. Ez nem így van, a hibrid teljesítménye teljesen rendben van. Ezenkívül a tankoláshoz nincs szükség speciális üzemanyagra.

A világ vezető autógyártói már értékelték a hibrid motorok előnyeit. A hibrid járművek száma évről évre növekszik, és egyre nagyobb népszerűségre tesz szert a járművezetők körében. A piacok bővülnek. A hibrid motor egy igazi mérnöki mestermű, egy ultramodern gazdaságos és környezetbarát eszköz, amely mögött a globális autóipar közeljövője áll. A szénhidrogén üzemanyag drágulását tekintve nyugodtan megjósolható, hogy 5-10 év múlva világszerte elterjednek a hibrid erőművek.

Az utóbbi években egyre többet gondolnak az emberek az ökológiáról. Az autóipar sem kivétel. Évről évre emelkednek a környezetvédelmi normák, és ezzel a járművek motorjait korszerűsítik és fejlesztik. A hibrid motor az egyik megoldás a jármű környezetbarátságának javítására.

Mi az a hibrid motor

Mi a hibrid motor és mi a felépítése? Magát a "hibrid" szót latinból "kereszt"-nek fordítják. Valójában ez az erőegység klasszikus változata és az elektromos motor keresztezése. Így a hajtókerekeket hagyományos belső égésű motorral vagy elektromos motorral forgás hajtja.

Mindegyik tápegység egy meghatározott funkciót lát el mozgás közben. Tehát amikor egy jármű városi forgalmi dugókban van, akkor a mozgást villanymotor segítségével hajtják végre, de az autópályán egy benzines erőmű üzemel.

A "hibrid" előnyei

A hibrid hajtáslánc használatának legnagyobb előnye talán a gazdaságossága. Általában egy ilyen motor 25-30%-kal kevesebb üzemanyagot fogyaszt, mint a hagyományos benzinmotorok.

A második pozitív pont a magas környezetvédelmi szabvány. Az üzemanyag-fogyasztás csökkenésével kevesebb kipufogógáz kerül az ökoszisztémába.

A harmadik plusz, hogy a villanymotor akkumulátorait a benzinmotorról töltik, és ha lemerülnek, mindig át lehet váltani benzinre. Ez is ugyanazokat a műszaki jellemzőket tartalmazza. A teljesítményjellemzők tekintetében a "hibrid" semmivel sem rosszabb, mint a hagyományos motor.

A legjobb az egészben, hogy a „hibrid” motor a városi használati ciklusban boldogul, ahol gyakoriak a megállások. Ebben az esetben alapvetően maga az elektromos motor működik. Sok országban a városi rendőrök "hibrid" járműveket vezetnek.

A "hibrid" használatának hátrányai

Az első hátrány, amelyet meg kell jegyezni, a hibrid motorok drága javítása. A "hibrid" gyártói ezt azzal magyarázzák, hogy a tápegység szerkezetileg nehézkes, mind a karbantartás, mind a helyreállítás során.

Hibrid motor akkumulátorok, amelyek meglehetősen érzékenyek a szélsőséges hőmérsékletekre és a süllyedésekre, amelyek miatt -15 Celsius-fok alá süllyedve gyorsan lemerülnek, és a működés elsősorban benzinnel történik.

Maga a jármű magas költsége hibrid motorral. Nem minden autórajongó engedheti meg magának egy 20 000 dollárba kerülő autót. Ennek ellenére számos ország kedvezményes adót vezetett be a vámkezelésre, a regisztrációra és a hibrid motorok használatára, hogy a vásárlókat e járművek megvásárlására ösztönözze. Ez még nem történt meg a FÁK-országokban.

Modern mutatók

A Toyota vezet a hibridek számában, és 1997 óta aktívan gyártja ezeket az autókat, valamint a hagyományos Prius autók, a Lexus RX400h crossoverek és a luxusautók - Lexus LS 600h - módosításait.

2006 végéig több mint félmillió Prius modellt adtak el világszerte. A Toyota HSD hibrid hajtástechnológiát a Ford (Escape Hybrid), a Nissan (Altima Hybrid) engedélyezte.

A hibrid járművek tömeggyártását korlátozza a nikkel-fémhidrid akkumulátorok hiánya.

2006-ban 90 410 hibrid járművet adtak el Japánban, ami 47,6%-os növekedés 2005-höz képest.

2007-ben az Egyesült Államokban a hibrid járművek eladása 38%-kal nőtt 2006-hoz képest. Az Egyesült Államokban a hibrid autók 2,15%-os részesedéssel rendelkeznek az új személygépkocsik piacán. 2007-ben összesen körülbelül 350 000 hibrid járművet adtak el az Egyesült Államokban (a GM-eladások nélkül).

1999-től 2007 végéig összesen 1 002 000 hibrid járművet adtak el az Egyesült Államokban.

Következtetés

Ahogy a jelenlegi trend is mutatja, egyre több autós kezdi előnyben részesíteni a hibrid hajtásláncokat. Gazdaságosabbak, csendesebbek és környezetbarátabbak. Használatának hátránya a drága javítások és az akkumulátorok hőmérséklet-változásokra való érzékenysége.

Hogyan működik, nézze meg a Touareg példáját, hibrid hajtáslánccal.

Mit jelent a hibrid technológia?

A "hibrid" kifejezés a latin hybrida szóból származik, és valami keresztezett vagy kevert dolgot jelent. A mérnöki tudományban a hibrid olyan rendszer, amelyben két különböző technológia kombinálódik egymással. A hajtáskoncepciókkal kapcsolatban a hibrid hajtástechnika kifejezés két területet jelöl: kettős üzemanyagú (vagy kettős üzemanyagú) hajtáslánc hibrid hajtáslánc

A hibrid hajtástechnológia két különböző hajtáslánc kombinációja, amelyek eltérő működési elveken működnek. A hibrid hajtástechnológia ma már a belső égésű motor és egy villanymotor/generátor (elektromos gép) kombinációját jelenti. Ez az elektromos gép használható generátorként elektromos áram előállítására, vontatómotorként autók vezetésére, önindítóként pedig belső égésű motor indítására. Az alapszerkezet változatától függően háromféle hibrid erőforrás létezik: az ún. „Mikrohibrid” tápegység, az ún. „Közép-hibrid” erőegység, az ún. "Full hibrid" erőforrás.

"Mikro-hibrid" hajtáslánc

Ebben a hajtási koncepcióban az elektromos alkatrész (indító / generátor) kizárólag a start-stop funkciót szolgálja. A kinetikus energia egy része újra felhasználható elektromos energiaként (rekuperáció). A hajtás csak elektromos vontatásról nem biztosított. A 12 V-os üvegszálas akkumulátor paraméterei a motor gyakori indításához igazodnak.

"Közepes hibrid" hajtás

Az elektromos hajtás működésben tartja a belső égésű motort. Az autó mozgása csak elektromos vontatással lehetetlen. A „középhibrid” hajtásban a kinetikus energia nagy része fékezéskor visszanyerődik, és elektromos energiaként tárolódik a nagyfeszültségű akkumulátorban. A nagyfeszültségű akkumulátort, valamint az elektromos alkatrészeket nagyobb elektromos feszültségre és ezáltal nagyobb teljesítményre tervezték. A generátormotor támogatásának köszönhetően a hőmotor működési módja a maximális hatásfok területére tolható el. Ezt terhelési pont elmozdulásnak nevezik.

"Full hibrid" hajtáslánc

Az erős villanymotor/generátor belső égésű motorral van kombinálva. Csak elektromos hajtás lehetséges. Az elektromos motor/generátor, ha a körülmények megengedik, támogatja a belső égésű motor működését. Alacsony sebességű mozgást csak elektromos vontatással hajtanak végre. Megvalósította a Start-stop funkciót egy belső égésű motorhoz. A regenerálást a nagyfeszültségű akkumulátor töltésére használják. A belső égésű motor és a villanymotor/generátor közötti lekapcsoló tengelykapcsoló lehetővé teszi mindkét rendszer szétválasztását. A belső égésű motort csak szükség esetén helyezik üzembe.

Hibrid alapok

A teljes hibrid hajtásláncok három alcsoportra oszthatók: párhuzamos hibrid hajtáslánc, osztott hajtáslánc (osztott erőátvitellel) és szekvenciális hibrid hajtáslánc.

Párhuzamos hibrid hajtáslánc

A hibrid hajtáslánc párhuzamos kialakítása egyszerű. Akkor használatos, ha egy meglévő jármű „hibridizálására” van szükség. A belső égésű motor, az elektromos generátor és a sebességváltó ugyanazon a tengelyen található. A párhuzamos hibrid hajtáslánc rendszerint egyetlen villanymotort/generátort használ. A belső égésű motor egységnyi teljesítményének és a generátor villanymotorjának teljesítményének összege az összteljesítménynek felel meg. Ez a koncepció magas fokú kölcsönzést biztosít az előző járműből. A párhuzamos hibrid hajtáslánccal rendelkező összkerékhajtású járműveknél az összes négykerék-hajtás Torsen differenciálművel és osztóművel valósul meg.

Külön hibrid hajtás

Az osztott hibrid rendszer a belső égésű motoron kívül elektromos motorral/generátorral is rendelkezik. Mindkét motor a motorháztető alatt található. A belső égésű motor nyomatéka, valamint a generátor villanymotorja a bolygókerekes hajtóművön keresztül a jármű sebességváltójába kerül. A párhuzamos hibrid hajtással ellentétben a kerékhajtás egyedi teljesítményeinek összege így nem származtatható. A megtermelt energiát részben az autó vezetésére fordítják, részben elektromos energia formájában a nagyfeszültségű akkumulátorban halmozódnak fel.

Szekvenciális hibrid hajtáslánc

A jármű belső égésű motorral, generátorral és villanymotor-generátorral van felszerelve. Azonban mindkét korábban ismertetett koncepciótól eltérően a belső égésű motor nem képes önállóan meghajtani a járművet tengelyen vagy sebességváltón keresztül. A belső égésű motor teljesítménye nem kerül át a kerekekre. Az autó főhajtását egy villanymotoros generátor végzi. Ha a nagyfeszültségű akkumulátor kapacitása túl alacsony, a belső égésű motor beindul. A belső égésű motor generátoron keresztül tölti a nagyfeszültségű akkumulátort. A villanymotor-generátort ismét a nagyfeszültségű akkumulátor táplálhatja.

Külön soros hibrid hajtáslánc

Az osztott szekvenciális hibrid hajtáslánc a fent leírt két hibrid hajtás vegyes formája. A jármű egy belső égésű motorral és két villanymotorral és generátorral van felszerelve. A motorháztető alatt található a belső égésű motor és az első villanymotor/generátor. A második villanymotor / generátor a hátsó tengelyen található. Ezt a koncepciót az összkerékhajtású járműveknél alkalmazzák. A belső égésű motor és az első villanymotor/generátor a bolygókerekes hajtóművön keresztül hajthatja meg a jármű sebességváltóját. Ebben az esetben pedig az a szabály érvényes, amely szerint az egyszeri hajtási teljesítmények nem vonhatók el a kerékhajtásra összteljesítmény formájában. Szükség esetén aktiválódik egy második villanymotor/generátor a hátsó tengelyen. A hajtás ezen kialakítása kapcsán a nagyfeszültségű akkumulátor a jármű mindkét tengelye között helyezkedik el.

Egyéb fogalmak és definíciók A hibrid technológiával kapcsolatban gyakran használt egyéb kifejezéseket és meghatározásokat röviden ismertetjük itt.

Gyógyulás. Általában ez a kifejezés a technológiában az energia visszanyerésének módszerét jelenti. A rekuperáció során az egyik típusú rendelkezésre álló energiát egy másik típusú energiává alakítják át, amelyet a következő energiaformában használnak fel. Az üzemanyag potenciális kémiai energiája a sebességváltóban mozgási energiává alakul. Ha a járművet hagyományos fékkel fékezik, a többlet mozgási energia a fékek súrlódása révén hőenergiává alakul. A keletkező hőt a környező térben elvezetik, ezért a jövőben lehetetlen felhasználni.

Ha éppen ellenkezőleg, a hibrid hajtástechnológiához hasonlóan a klasszikus fékek mellett a generátort is motorfékként használják, akkor a mozgási energia egy része elektromos energiává alakul, és így későbbi használatra válik elérhetővé. A jármű energiaegyensúlya javul. Az ilyen típusú regeneratív fékezést regeneratív fékezésnek nevezik.

Amint kényszerített alapjárati üzemmódban a jármű sebessége lecsökken a fékpedál lenyomásával történő fékezéssel, vagy a jármű szabadon halad, vagy a jármű lefelé halad c A hibrid rendszer bekapcsolja a villanymotor-generátort és azt generátor üzemmódban használja.

Ebben az esetben a nagyfeszültségű akkumulátort tölti. Így kényszerített üresjárati üzemmódban
költözni, lehetővé válik az elektromos hibridhajtású járművek elektromos áram "tankolása".
Amikor a jármű szabadon halad, az elektromos motor generátor generátor üzemmódban működik,
mozgási energiából csak annyi energiát alakít át elektromos energiává, hogy
12 voltos fedélzeti hálózat működéséhez szükséges.

Elektromos motor-generátor (elektromos gép)

A generátor, villanymotor és önindító kifejezések helyett az elektromos motor-generátor vagy elektromos gép kifejezést használjuk. Elvileg bármilyen villanymotor használható generátorként is. Ha a villanymotor tengelyét egy külső hajtás hajtja, akkor a villanymotor a generátorhoz hasonlóan elektromos energiát állít elő. Ha egy elektromos gépet elektromos energiával látnak el, akkor az úgy működik, mint egy villanymotor. Így az elektromos hibrid járművek villanymotorja/generátora helyettesíti a belső égésű motor hagyományos indítómotorját, valamint a hagyományos generátort (világítási generátort).

Elektromos gyorsító (E-boost)

A belső égésű motorok kickdown funkciójához hasonlóan, amely a maximális motorteljesítményt teszi elérhetővé, a hibrid hajtásban az E-Boost nevű elektromos gázpedál található. A funkció használatakor a villanymotor generátor és a belső égésű motor maximális egyedi teljesítményét adja le, amely hozzáadódik az összteljesítmény magasabb értékéhez. Mindkét motortípus egyedi teljesítményének összege megfelel a sebességváltó összteljesítményének.

Az elektromos motor-generátor teljesítményveszteségei miatt generátor üzemmódban a teljesítménye kisebb, mint a vontatómotoros üzemmódban. Az elektromos motor-generátor teljesítménye motor üzemmódban 34 kW. Az elektromos motor-generátor teljesítménye generátor üzemmódban 31 kW. A hibrid hajtású Touareg belső égésű motorja 245 kW teljesítményű és villanymotor-generátora 31 kW teljesítményű. Vontatómotoros üzemmódban az elektromos motor-generátor 34 kW-ot ad le. A belső égésű motor és a vontatási villanymotoros üzemmódban működő villanymotor-generátor együttesen 279 kW összteljesítményt fejleszt.

Start-stop funkció

A hibrid hajtástechnológia lehetővé teszi a Start-Stop funkció megvalósítását ebben a járműkialakításban. Hagyományos, Start/Stop rendszerrel rendelkező jármű esetén a járműnek meg kell állnia a belső égésű motor leállításához (például: Passat BlueMotion). Egy teljesen hibrid jármű azonban elektromosan is vezethető. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy a Start/Stop rendszer leállítsa a belső égésű motort, miközben a jármű mozgásban vagy szabadon halad. A belső égésű motor szükség szerint be van kapcsolva. Ez történhet nagy gyorsulás esetén, nagy sebességgel, nagy terhelés mellett, vagy ha a nagyfeszültségű akkumulátor lemerül. Ha a nagyfeszültségű akkumulátor nagyon lemerült, a hibrid rendszer használhatja a belső égésű motort egy generátor üzemmódban működő villanymotorral/generátorral kombinálva a nagyfeszültségű akkumulátor töltésére. Más esetekben egy teljesen hibrid jármű is vezethető elektromosan. A belső égésű motor ekkor leállított üzemmódban van. Ez igaz lassú forgalomra, lámpánál való megállásra, lefelé kényszerített alapjárati üzemmódban történő haladáskor, vagy szabadon haladva. Amikor a belső égésű motor nem jár, nem fogyaszt üzemanyagot és nem bocsát ki káros anyagokat a légkörbe. A hibrid rendszerbe integrált start-stop funkció javítja a hatékonyságot és a jármű környezetbarátságát. Amíg a belső égésű motor leáll, a klímaberendezés tovább működhet. A légkondicionáló kompresszora a nagyfeszültségű rendszer része.

A hibrid technológia esete

Miért kombinálunk elektromos motor generátort belső égésű motorral? A nyomaték levételéhez a belső égésű motor fordulatszáma nem lehet alacsonyabb az alapjárati fordulatszámnál. Leállított állapotban a motor nem tud nyomatékot leadni. A belső égésű motor fordulatszámának növekedésével a nyomatéka nő. A villanymotor generátor az első fordulatokkal a legnagyobb nyomatékot hozza létre. Alapjárati fordulatszám nincs hozzá. A fordulatszám növekedésével a nyomatéka csökken. Az elektromos motor-generátor működésének köszönhetően a belső égésű motor legnehezebb üzemmódja kizárt: az alapjárati fordulatszám alatti tartományban. Az elektromos motor-generátor támogatásának köszönhetően a belső égésű motor hatékonyabb üzemmódokban üzemeltethető. Ez a terhelési pont eltolódása javítja a hajtáslánc hatékonyságát.

Miért használnak full hibrid hajtásláncot (hajtást)?

A komplett hibrid hajtáslánc – a többi hibrid változattól eltérően – egyesíti az integrált start-stop rendszer, az E-Boost funkcióját, a regenerációt és a kizárólag elektromos motorral való vezetési képességet (elektromos vontatási mód).

Elektromos motor generátor

Az elektromos motor-generátor a belső égésű motor és az automata sebességváltó között található. Ez egy háromfázisú áramú szinkron motor. A 288 V DC feszültséget egy teljesítményelektronikai modul segítségével 3 fázisú váltakozó feszültséggé alakítják. A háromfázisú feszültség háromfázisú elektromágneses teret hoz létre az elektromos motor-generátorban.

Nagyfeszültségű akkumulátor

A nagyfeszültségű akkumulátorhoz a csomagtér padlóburkolatán keresztül lehet hozzáférni. Modulként van kialakítva, és a Touareg nagyfeszültségű rendszer különféle alkatrészeit tartalmazza. A nagyfeszültségű akkumulátormodul súlya 85 kg, és csak komplett egységként cserélhető.

A HV-akkumulátor nem hasonlítható össze egy hagyományos 12 V-os akkumulátorral, normál üzemben a HV-akkumulátor a 20%-85%-os töltöttségi szint szabad tartományában működik. Egy közönséges 12 voltos akkumulátor nem képes hosszú ideig ellenállni az ilyen terheléseknek. Ezért a nagyfeszültségű akkumulátort az elektromos hajtás on-line energiatároló eszközének kell tekinteni. A kondenzátorhoz hasonlóan képes elektromos energiát tárolni és újra felszabadítani. Elvileg a regeneráció, az energia-visszanyerés felfogható az autó vezetés közbeni energiával történő feltöltésének lehetőségének. A nagyfeszültségű akkumulátor hibrid járművekben történő alkalmazását a nagyfeszültségű akkumulátor töltési (regenerálási) és kisütési (elektromos hajtású) ciklusainak váltakozása jellemzi.

Példa: Ha egy nagyfeszültségű akkumulátor energiáját összehasonlítjuk az üzemanyag elégetésével keletkező energiával, akkor az akkumulátor által előállítható energia mennyisége körülbelül 200 ml üzemanyagnak felel meg. Ez a példa azt bizonyítja, hogy az elektromos járművek létrehozása felé vezető úton az akkumulátorokat, energiatároló képességüket tekintve, jelentősen korszerűsíteni kell.

Lexus RX400h hibrid hajtáslánc

A hibrid erőmű egy modern belsőégésű motor és egy villanymotor munkáját ötvözi. Az egész komplexumot elektronikus rendszer vezérli, beleértve az üzemanyag-fogyasztást is (a választott vezetési módtól függően).

A mozgást egy villanymotor indítja el, amely alacsony fordulatszámon is működik. A fordulatszám növekedésével az akkumulátorok energiát irányítanak a teljesítményszabályozó egységhez, amely elosztja azt az elektromos motorokhoz. Az elektromos motorok lehetővé teszik a hibridek nagyon zökkenőmentes lefutását. A hibrid erőmű teljes működési elve bizonyítja hibrid autó Lexus RХ400h.

Amikor az autó normál üzemmódban halad, az energia eloszlik a kerekek és a generátor, az elektromos motorokat meghajtó generátor között. Egy elektronikus rendszer szabályozza az energiát a megtakarítás maximalizálása érdekében. A generátor szükség esetén felesleges energiát ad le az akkumulátornak, tölti azt.

A hibrid gyorsulásakor a belső égésű motor működik, a dinamika javítása érdekében villanymotor. Fékezés közben az energia - kinetikusan - elektromos energiává alakul. Elektromos motorok irányítják a teljesítményszabályozó egységhez, amely viszont visszaadja a nagyfeszültségű akkumulátornak. Ugyanakkor a benzinmotor normál üzemmódban működik.

A hibrid erőművek feladata:

• Jó teljesítményt és gyors gyorsulást biztosít az azonnali teljesítményleadás révén.
• Fékezés közben megtakaríthatja az energia egy részét, részben elektromossá, részben hővé alakítva (ellentétben a hagyományos autókkal, ahol 100%-ban hővé alakul).
• Biztosítsa a hibridet modern energiagazdálkodási rendszerrel.
• Csökkentse az alkatrészek méretét és súlyát.

„Azaz az autók hibrid hajtásláncainak ötvöznie kell a környezet védelmének vágyát a magas vezetési biztonsággal és ennek maximális élvezetével.” Ezt nyilatkozta a Lexus RX400h főmérnöke, aki azt is elmondta, hogy a cég új hibrid rendszere kiválóan alkalmas nagy és közepes méretű autókhoz.

Hibrid sebességváltó

Célja egy hibrid meghajtási rendszerben az energiaáramlás újraelosztása ott, ahol a legnagyobb szükség van rá. De amellett, hogy biztosítja a leggazdaságosabb erőfelhasználást, két motor együttes működését is kezeli, azonnal reagálva a vezető nagyobb teljesítményigényére.

Két energiaforrás- Az elektromos és a benzin, amelyekkel az RX400h (mint minden más autó) hajt, tökéletesen kiegészítik egymást. Az azonnali extra teljesítményt biztosító villanymotorok nem fogyasztanak üzemanyagot, miközben fenntartják a tiszta légkört. Mindegyik forrás optimális üzemmódban működik a rendszerben, biztosítva az autó üzemanyag-hatékonyságát és kiváló menettulajdonságait.

Energia-visszanyerés hibrid hajtásrendszerben

A normál körülmények között visszahozhatatlanul elpazarolt energia, az erőmű hibrid technológiái lehetővé teszik a részleges felhasználást, pl. ez az egyik megtakarítási forrás. A Lexus hibrid technológiái különösen nagy teljesítményt nyújtanak a nagy teljesítményű elsődleges energiaforrásnak, a legmodernebb V6-os belsőégésű motornak és a nagy nyomatékú villanymotornak az extra teljesítmény érdekében. Ugyanakkor nem keletkezik rezgés, csökken a zajszint, a benzinfogyasztás és a légkörbe kibocsátott CO2 mennyisége. A vezető csak azt érzi, hogy a motor milyen azonnal reagál a parancsokra. Egy kifinomult és egyben kompakt hibrid erőmű, amely nagyfeszültségű villanymotort tartalmaz, egyenletes gyorsulást és maximális kényelmet biztosít vezetés közben.

A jármű fékezésénél generátort is használnak, ami különösen a városban való utazás során hatékony. A hibrid erőműben gyakorlatilag nincs súrlódás, mivel nincs sebességváltó, amely lehetővé teszi a mozgási energia megtakarítását az elektromos energiává alakításával.

Inverter hibrid erőműben

Az egyenáram váltóárammá alakul, amely az inverternek köszönhetően táplálja az elektromos motort. A Lexus RХ400h nagyfeszültségű áramkört használ, amely növeli a feszültséget, aminek köszönhetően azonos áramérték mellett nő az elektromos teljesítmény, a teljesítmény és az elektromos motor hajtásának forrásnyomatéka.

VDIM vagy Machine Dynamics Integrated Control System

Az irányítás minőségének javításáról gondoskodik a módosított felfüggesztés, az elektronikus vezérlőrendszer, a modern menetstabilizáló rendszer és maga a VDIM is, amelyet azzal a céllal fejlesztettek ki, hogy a korábban külön fejlesztésre hajlamos rendszereket ötvözze, még akkor is, ha beépítésre kerültek. egy autó: ABS - blokkolásgátló fékrendszer, TRC - kipörgésgátló rendszer, VCS - árfolyam-stabilizáló rendszer, ЕРS - elektromos szervokormány. Ez javította mind a hibrid tulajdonságait, mind a biztonságot, valamint lehetővé tette az autó viselkedésének kiszámíthatóbbá és lágyabbá tételét. A VDIM nemcsak egyesíti őket, számos érzékelőtől kap információt a jármű aktuális állapotáról, hanem az összkerékhajtást és a hibrid erőművet is vezérli. A rendszerek működésének optimalizálása pedig a VDIM-nek köszönhetően pozitív hatással van a dinamikusak jellemzőire. Ez a meghajtórendszer sokkal hatékonyabb és kevésbé tolakodó, mint a hagyományos stabilitásszabályozó rendszerek. A nagy sebességű sebességváltó-, fék- és motorvezérlési technológiát alkalmazó dinamikus vezérlőrendszer teljes mértékben vezérli a hibrid hajtásláncot, a fékrendszert és az AWD-t, egyszerre irányítva mindkét motort az adott vezetési körülményeknek megfelelően.

A rendszer indítása

Az áramellátó rendszer bekapcsol, miután megerősítést kapott az elektronikus kulcstól, ami azt jelenti, hogy a vezető az autóban van. A gyújtás ráadása után a rendszer ellenőrzi az összes érzékelő, a benzin- és villanymotor, az akkumulátor és a generátor állapotát. Ezután bekapcsolják a nagyfeszültségű rendszer különböző alkatrészeit - az autó készen áll a munkára.

Rendszerleállás

Mielőtt a vezető elhagyja az utasteret, aki lekapcsolta a gyújtást, az elektromos rendszer összes alkatrésze kikapcsol - az utolsóként kapcsolja ki a számítógépet, ügyelve arra, hogy az alkatrészek leválasztása befejeződjön.

Fékvezérlés hibrid hajtásláncban

Az elektronikusan vezérelt regeneratív fékrendszer a tárolt energia mennyiségének optimalizálása érdekében önállóan dönti el, hogy mikor használja a hidraulikus féket, és milyen esetekben hajtson végre regeneratív fékezést, amelyet (a rendszer) a lehető leggyakrabban használ.

Energiagazdálkodás

Az erőmű az egész autóban szabályozza az energiafogyasztást, a hibrid pillanatnyi állapotából kiindulva határozza meg, hogy a két motor közül melyiket kell bekapcsolni. Azaz azon alapul, hogy szükséges-e a gyorsítás, illetve azon is, hogy milyen jeleket ad a számítógép az akkumulátorról. Ha az akkumulátor töltöttsége elegendő, és a hőmérséklet nem túl alacsony, akkor az első indításkor villanymotor hajtja az autót, amihez először a generátorról indítják a motort (az egész autóhoz szükséges energia kb. azonnal kiszámolják). Ezt követően a vezetési feltételeket a szükséges energia előállításához szükséges maximális hatékonyság biztosítása alapján számítják ki. Ezt követően a jelet elküldik a motornak a szükséges fordulatszám elérése érdekében, amelyet a generátor tovább vezérel.

Az autó ne luxus legyen, hanem mindennapi közlekedési eszköz, ez az igazság már régóta elnyerte a sofőrök szívét. Ostap Bender álmának megvalósítása érdekében a tulajdonosok nagy erőfeszítéseket tesznek, hogy minimalizálják szeretett "barátjuk" költségeit. Ön is befolyásolhat valamit: vezessen óvatosan - kevesebb lesz, jó minőségű alkatrészeket vásároljon - ritkábban kell cserélnie, drága, jó minőségű benzint tankoljon - a motor meghibásodása minimális. De a művelet legdrágább része még mindig a tankolás. Az árak nem tőlünk függenek. Ez az oka annak, hogy az autók hibrid motorja most kezd nagy népszerűségre szert tenni.

Ennek több oka is van, az autósok két táborra oszthatók. Előbbinél a fő és leggyakoribb ok az üzemanyag ára. Nem élünk Venezuelában, Szaúd-Arábiában vagy Kuvaitban, ahol a benzin olcsóbb, mint a víz. A négykerekű "barátot" pedig rendszeresen "etetni" kell. Ez utóbbiak számára létfontosságú a természeti környezet és minden ezzel kapcsolatos védelme.

Miért jött az ötlet ilyen motorok létrehozására? Fontolja meg a működési elvet, a motorral hajtott autók előnyeit és hátrányait, és. A belső égésű motorok erősebbek, ugyanakkor a fejlesztők nem tudják teljesen kiküszöbölni a szén-dioxid-kibocsátást a környezetbe. Ez a tényező a világ olajtartalékainak csökkenése, és ennek eredményeként egy ilyen energiaforrás árának rendszeres és szisztematikus emelkedése.

Az elektromos áramnak vitathatatlan előnyei vannak, mindenekelőtt környezetbarát és olcsóbb. Ugyanakkor az elektromos járművek jelenleg nem válhatnak túl népszerűvé, hiszen képletesen szólva "infrastruktúrára" van szükség: autótöltő állomásokra, speciális szervizekre, amelyek az ilyen típusú motorok javítására és karbantartására összpontosítanak. De a legfontosabb tényező a teljesítmény, amely lényegesen alacsonyabb a belső égésű motoroknál. Ennek eredményeként a sebesség gyenge (egyszerűen nincs elég "ló" a motorháztető alatt).

Ezek a tényezők arra késztették a gyártókat, hogy alternatív megoldásokat fontolgassanak, és olyan hibrid járműveket fejlesszenek ki, amelyek egyesítik a két jármű előnyeit és kiiktatják a hátrányait.

A hibrid járművek jellemzői

A fejlesztők átfogó megközelítést dolgoztak ki erre a kérdésre. Ebben az esetben több feladatot is megoldottak: minimálisra csökkentették, ami nemcsak a városok, hanem a Föld egészének ökológiai helyzetére is pozitív hatással van; a kétféle energia kombinációjának köszönhetően csökkennek az üzemeltetési költségek; a villanymotor hátrányait (alacsony teljesítmény) a benzinmotor előnyei kompenzálják felfelé. Valójában az ilyen autók nagy sebességű üzemmódban nem különböznek a benzinesektől. A fent leírtaktól eltérően a hibrid motorral felszerelt autók két energiaforrással rendelkeznek, két erőforrásból és több elemből állnak:

• Üzemanyag tartály. Ezzel szemben a benzinnek nagy az energiasűrűsége. Hogy megértsük, mondjunk egy példát - 1 liter benzin energiája egy körülbelül 450 kg tömegű akkumulátorral egyenlő;
• Benzines motor. Általában kisebbek, és a legújabb technológiával korszerűsítették őket, ami jelentősen csökkenti a jármű össztömegét és növeli a teljesítményt;
• Elektromos motor - nem csak erősebb, de úgy is tervezték, hogy benzinnel együtt működjön. Működhet generátorként is az akkumulátor töltésére;
• Az akkumulátorok, amelyek fő funkciója az energia tárolása az elektromos motor számára, amely viszont kölcsönösen táplálhatja őket;
• Generátor - elektromos motor elvén működik, de elektromos áram előállítására.
• Sebességváltók – a funkciók szinte ugyanazok, mint a hagyományos autóké. Ugyanakkor a hibrid típusától függően eltérőek lehetnek. A Toyota sebességváltót az erőáramlás elágazása jellemzi. Ebben az esetben a motor a legkényelmesebb terhelési és fordulatszám-tartományban működik. Ez pedig jelentős üzemanyag-megtakarításhoz járul hozzá.

Működés elve

Maga a hibrid szó keresztezést jelent. Esetünkben két különböző technológia és két energiaforrás kombinálásával egy feladatot hajtanak végre – előrehaladva. A hibrid motor munkája az, hogy a belső égésű motor forog és energiát ad a villanymotornak, ami viszont forgatja a sebességváltót, ami segíti "társát" az optimális működésben, plusz erőt hozva létre. Ennek eredményeként az éles ingadozások és terhelések megszűnnek, és a termelékenység jelentősen nő.

Több lehetőség is van:

Párhuzamos... A benzinmotort üzemanyagtartály, a villanymotort akkumulátorok hajtják. Ennek eredményeként mindkét motor forgatja a sebességváltót, amely viszont hajtja a kerekeket.

Mikrohibrid. Ezt az elvet a Toyota fejlesztette ki. A hibrid alacsony fordulatszámon fut, és kizárólag az elektromos motornak köszönhetően indul. Nagyobb fordulatszámra váltáskor a belső égésű motor (belső égésű motor) be van kapcsolva. Ugyanakkor az emelkedés során, nehéz útszakaszokon (homok, sár) haladva, más terheléseket növelve az elektromos motort emellett akkumulátor hajtja meg a párhuzamos működés és a tapadás növelése érdekében. Mindez elektronikus vezérlésű, és nem igényel vezetői beavatkozást.

Közepes hibrid. Egy ilyen hibrid motorral rendelkező autónak megvannak a maga sajátosságai - elektromos motorral lehetetlen vezetni. Ugyanakkor az elektromos vontatás jelentősen növeli a hőmotor hatékonyságát az akkumulátorok által biztosítottnál valamivel magasabb feszültség generálása miatt, ami viszont növeli a főmotor teljesítményét.

Teljes hibrid. Ebben az opcióban az elektromosság az első. A mozgalom csak az ő rovására megy. A nagyfeszültségű akkumulátor a rekuperációnak köszönhetően töltődik. A két motortípus között meglévő külön tengelykapcsoló biztosítja e rendszerek szétválasztását. Ennek eredményeként a DVS csak szükség esetén csatlakozik.

Elválasztott. Motor-generátor és benzin. A bolygókerekes áttételen keresztül a forgatónyomaték átvitelre kerül. Az energia egy részét közvetlenül az autó vezetésére használják fel, míg a másik része a nagyfeszültségű akkumulátorban halmozódik fel tiszta elektromos energia formájában.

Következetes. A hibrid motor működése az, hogy a benzinmotor egy generátort hajt meg, amely tölti az akkumulátorokat, amelyek viszont energiát adnak a villanymotornak, amely forgatja a sebességváltót, és ennek eredményeként a kerekeket.

Előnyök

Ha megvizsgálja a hibridek árait, észre fogja venni, hogy drágábbak, mint a szokásos autók. Kell-e félni a "harapós" összegektől? Mindenekelőtt elemezni kell, hogy végül mit kap egy ilyen opció megvásárlásakor. És csak ezt követően döntik el, hogy készek-e tőkét fektetni (akkor is, ha hitelből vásárolnak), amiből végül napi megtakarítás lesz. És minél jobban emelkedik a benzin ára, annál nagyobb lesz a nettó bevétele.

De kezdjük valami mással. A hibrid motorral szerelt autók tízszeresére csökkentik a szén-dioxid-kibocsátást. Ennek eredményeként a városi élet kényelmesebbé válik, és Ön hozzájárul egy egészségesebb bolygóhoz. Ezen túlmenően, a légkörbe történő kibocsátások túllépése miatt kiszabott bírságokat takarítson meg.

Az akkumulátorok töltése a fedélzeti erőműből történik, így az állandó töltéshez nincs szükség külső forrásra, mint az elektromos motoroknál. Alapvetően egy további energiaforrást szerez be, ami növeli a belső égésű motor hatásfokát.

A tapasztalt szakemberek fejlesztésének köszönhetően a benzinmotor tömege jelentősen csökken - és az autó össztömege. Minden autórajongó tudja, mit jelent ez. Az "Oka" 100 km-enkénti benzinfogyasztása nem hasonlítható össze. És ez elsősorban a tömegtől függ. Ennek eredményeként átfogó megtakarítás érhető el a tankolás és az áramhasználat miatt.

Minden alkatrész gyártásához, beleértve a testet is, könnyű anyagokat használnak. Ugyanakkor erősek és megbízhatóak: fémekből (alumíniumötvözetek, magnézium), valamint szénszálból készülnek. Általános információként: az 1 literes Insight motor súlya mindössze 56 kg, míg a teljesítménye meglehetősen tisztességes (67 lóerő) és fordulatszáma (5700). A villanymotor „segítsége” az indításkor lehetővé teszi a gyorsulást 0-tól 100 km/h-ig.

Az ilyen autókban megszűnt a sebességváltó igénye. A hajtókerekek vonóerejében automatikus változás történik, amit az elektromos motor biztosít.

A tervezők folyamatos fejlődésének köszönhetően javul az aerodinamika. Ez az, amiért minden tervező küzd. A levegő és a szél erejével szembeni ellenállás az, amely nem teszi lehetővé a belső „szív” jelentős erőforrásainak „elfogyasztását”, megsokszorozva egy párhuzamos energiarendszer segítségével.

A megtakarítás másik forrása a speciális, a hagyományos abroncsokhoz képest merevebb abroncsok felszerelése. Viszonylag nagy nyomás alatt vannak felfújva. Ez segít csökkenteni az útfelület ellenállását.

A gépészet ezen irányának fejlesztése csak integrált megközelítéssel lehetséges: könnyű testek, nagy kapacitású, de ugyanakkor kompakt akkumulátorok fejlesztése (úgy, hogy nem foglalnak sok helyet a motorháztető alatt); az egyszerűbb, gyorsabb és megfizethetőbb akkumulátortöltés javítása; az energia "újrafelhasználásának" rendszerének javítása.

A hibrid motorral szerelt autók minden tulajdonságát átgondolva arra a következtetésre juthatunk: természetesen ez nem egy örökmozgó, amelyről minden autós és a környezet tisztaságáért harcoló álmodik. Inkább egy újabb lépés a motorok modernizálása felé, a kimerülő természeti erőforrások megmentéséért folytatott küzdelem. De segítenek jelentősen megtakarítani minden benzinkútnál. Ezért, ha új autó választásával szembesül, gondoljon arra a tényre, hogy egy ilyen modell megvásárlása végül jelentős bónuszokat hoz: valójában minden száz kilométeres utazás további pénzt "takarít meg" a pénztárcájában a belső égésű motorokhoz képest. .