Dankzij hun zuinigheid en betrouwbaarheid zijn hybride auto's van Toyota van groot belang voor de consument. Soepele rit en stabiliteit op de weg, zo blijkt, zijn niet alle voordelen hiervan japanse auto... Excellent rijprestaties machines worden verrassend gecombineerd met zuinig verbruik brandstof. De hybride Toyota Prius wordt aangedreven door twee krachtbronnen: elektrische motor en motor interne verbranding (IJS).

Laten we proberen uit te zoeken hoe een auto met een toename van het vermogen benzine kan verbruiken op het niveau van een kleine auto. Toyota Prius hybride voertuig apparaat bestaat uit:

• verbrandingsmotor (ICE);
• elektrische motor;
• planetaire versnellingsbak (vermogensverdeler);
• generator;
• omvormer;
• accu.

De verbrandingsmotor en de elektromotor kunnen gelijktijdig, afwisselend werken en elkaar aanvullen indien nodig. V hybride apparaat, kan het krachtkoppel op de wielen rechtstreeks in verschillende verhoudingen worden overgedragen van de elektromotor en de verbrandingsmotor.

Dit gebeurt met behulp van een planetaire versnellingsbak (power divider), die bestaat uit een set tandwielen. Vier ervan zijn aangesloten op een benzinemotor en de buitenste is aangesloten op een elektromotor. Een andere satelliet is verbonden met een generator, die indien nodig energie naar een elektromotor stuurt of een batterij oplaadt.

Een van de grote voordelen van de Prius is dat het opladen van een hybride voertuig, in tegenstelling tot elektrische voertuigen, geen netaansluiting nodig heeft. De processor, die alle handelingen van de machine regelt, laadt indien nodig de batterij op vanuit de verbrandingsmotor.

Hoe een hybride auto werkt

De belangrijkste taak van de Toyota-ingenieurs was het creëren van zuinige auto, die op de baan niet onder zou doen voor krachtig " ijzeren paarden”, Maar tegelijkertijd zou het een laag motorverbruik hebben. Hiervoor werd een combinatie van een verbrandingsmotor en een elektromotor gebruikt. Om maximale efficiëntie te bereiken, kunnen beide krachtbronnen in de Toyota Prius afzonderlijk, samen en parallel werken.

Dus, het principe van werk hybride Toyota Prius. De motor wordt gestart en het voertuig wordt versneld met behulp van een elektrische tractiemotor. Het roteert de buitenste satelliet van de planetaire versnellingsbak en brengt zo het koppel over op de wielen. Maar met een batterij kom je niet ver. Dus zodra de auto op snelheid komt, wordt de verbrandingsmotor ingeschakeld.

Gecombineerd gebruik van een elektromotor en een verbrandingsmotor zorgt voor een maximaal rendement (coëfficiënt nuttige actie) van het hele systeem, sinds. Wanneer de rem wordt ingedrukt, wordt de verbrandingsmotor uitgeschakeld en vindt het zogenaamde regeneratieve remmen plaats (alle energie van de weerstand wordt omgezet in elektrisch), waarbij de elektromotor, werkend in generatormodus, de batterij oplaadt.

Als de auto moet verhoogde macht bijvoorbeeld bij het inhalen wordt de elektromotor weer ingeschakeld, waarvan de energie ruim voldoende is voor een forse acceleratie. Werkschema's hybride auto's mobiele telefoons zijn ontworpen om de zuinigheid van de auto te vergroten en de uitstoot van kooldioxide in de atmosfeer te verminderen. Bij een toename van het brandstofverbruik (wanneer u het gaspedaal indrukt), stuurt de regelcomputer een signaal naar de vermogensverdeler en schakelt de elektrische bron in, waardoor de verbrandingsmotor in onbelaste modus kan werken.

Toyota heeft een unieke betrouwbaarheid en flexibiliteit, aangezien de bewegingsbesturing meestal met draden wordt uitgevoerd, waardoor het gebruik van complexe componenten en samenstellingen wordt omzeild. Trouwens, in de Toyota Prius hybride fungeert de generator als starter en helpt deze de verbrandingsmotor te "spinnen" tot de vereiste 1000 tpm.

Bedrijfsmodus motor:

• Begin. Alleen met elektrische tractie rijden.
• Met constante snelheid rijden. In dit geval wordt het koppel overgebracht naar de generator en de wielen.
• De generator laadt, indien nodig, de batterij op en draagt ​​energie over aan de elektromotor. In dit geval vindt de optelling van de koppels van beide tractie-eenheden plaats.
• Geforceerde modus. De elektromotor, die extra vermogen ontvangt van de generator, verhoogt het vermogen van de benzinemotor.
• remmen. De hybride remt meestal met een elektromotor. Wanneer het pedaal echter stevig wordt ingedrukt, worden de hydraulische componenten geactiveerd en wordt op de gebruikelijke manier geremd.

Motor (ICE)

Toyota hybride motortype - Hybrid Synergy Drive (hybride synergetische aandrijving), waarmee u twee krachtbronnen kunt combineren: een verbrandingsmotor en een elektromotor. Laten we eens kijken welke brandstofmotoren geïnstalleerd op de Prius.

In het midden van de jaren 50 van de vorige eeuw, een ingenieur Ralph Miller voorgesteld om het idee te verbeteren James Atkinson ... De essentie van het idee kwam tot uiting in het verhogen van het rendement van de verbrandingsmotor door de compressieslag te verminderen. Het is dit principe, nu vaak de Miller/Atkinson-cyclus genoemd, dat wordt gebruikt in hybride motoren van Toyota.

Dus Toyota Prius hybride, hoe de motor van deze auto werkt. In tegenstelling tot andere ICE-modellen begint het compressieproces in de cilinder niet op het moment dat de zuiger omhoog begint te bewegen, maar iets later. Daarom, voor sluitingstijd inlaatkleppen een deel van het mengsel van brandstof en lucht gaat terug naar inlaatspruitstuk, wat het mogelijk maakt om de tijd te verlengen waarop de energie van de druk van de expanderende gassen wordt gebruikt. Dit alles leidt tot een aanzienlijke toename van Motor efficiëntie, een verhoging van de efficiëntie van de unit, en verhoogt ook het koppel.

Motor kenmerken:

• Volume - 1794 cc
• Vermogen (pk / kW / tpm) - 97/73/5200.
• Koppel (Nm / tpm) - 142/4000.
• Brandstoftoevoer - injector.
• Brandstof - benzine AI 95, AI - 92.

Het verbruik van Toyota Prius hybride per 100 km in de stadscyclus is 3,9 liter, op de snelweg - 3,7 liter.

Toyota elektromotor

Het ontwerp van de hybride synergische aandrijving maakt gebruik van een tractiemotor. Stroom elektromotor Toyota Prius - 56 kW, 162 Nm. Dit apparaat zorgt voor de beweging van de auto vanaf het begin tot een constante snelheid ingesteld, het gaat aan wanneer de auto gaat inhalen en deelnemen aan het remmen. Het hele systeem van Toyota Prius is tot in het kleinste detail doordacht. Het hybride voertuig wordt tijdens het rijden opgeladen, van de verbrandingsmotor via de regelgenerator.

Accumulator batterij

De hybride is uitgerust met twee accu's (hoogspannings- en hulpaccu), beide bevinden zich in de kofferbak van de auto. Het hoofdapparaat van de auto-accu is gemaakt van een nikkel-metaal-hydride legering en heeft een capaciteit van 6,5 A/h, spanning 201,6 V. Dit toestel heeft een eigen koelsysteem. In de hoogspanningsbatterij bevindt zich een controller die het laadproces van elke cel (blok) van in totaal 168 cellen regelt.

Het batterijverbruik en het herstel worden geregeld door de regelprocessor van het voertuig. De Toyota Prius-accu hoeft niet te worden opgeladen vanaf: elektrisch netwerk, dit proces wordt uitgevoerd tijdens beweging en remmen (grotendeels) voertuig.
Hulpaccu: 12 V (35 A/h, 45 A/h, 51 A/h).

Conclusie

Ondanks genoeg hoge kosten Hybride auto's krijgen steeds meer interesse van kopers. Vergeleken met andere hybride voertuigen verbruikt de Toyota Prius wel veel minder brandstof, en heeft laag niveau uitstoot van kooldioxide.

De afgelopen jaren zijn mensen serieus gaan nadenken over de ecologie van de planeet. En autofabrikanten ondersteunen deze trend gretig door voertuigen te maken die op milieuvriendelijke brandstoffen rijden. Elektrische voertuigen worden nog niet serieus overwogen. Hetzelfde kan niet gezegd worden van hybride voertuigen, die steeds populairder worden.

Wat hybride auto... Voor- en nadelen van de "hybride".

Wat is een hybride auto? Het woord hybride komt van het Latijnse "hibrida", wat kruis betekent. Dat wil zeggen, een organisme dat wordt verkregen door genetisch verschillende oudervormen te kruisen. In ons geval zijn de ouderlijke vormen de elektromotor. In één zin: een hybride voertuig is een voertuig met een elektrische motor-verbrandingsmotor dat zeer efficiënt is. Deze unit kan worden aangedreven door zowel traditionele brandstof als elektriciteit uit batterijen.

Elk van de motoren heeft zijn eigen specifieke functie. Bijvoorbeeld: als de auto bijvoorbeeld in een file staat, of langzaam rijdt, zal de elektromotor werken. Wanneer de auto snelheid oppikt, komt het in het spel Gasmotor.

Pluspunten van hybride voertuigen.

Het grootste pluspunt van hybride auto's is dat: ze zijn erg zuinig... In de regel is hun brandstofverbruik 25% lager dan dat van traditionele auto's. En in het licht van de constant stijgende benzineprijzen is dit het belangrijkste.

Het volgende belangrijkste item is milieuvriendelijkheid. Hybriden richten minder schade aan ons ecosysteem aan dan gewone auto's... Dit wordt bereikt door een rationeler brandstofverbruik. Wanneer de auto volledig tot stilstand komt, stopt de benzinemotor ook met werken, waardoor het initiatief wordt gegeven aan de elektromotor. Dat wil zeggen, tijdens stops is er praktisch geen uitstoot van kooldioxide in de atmosfeer.

In tegenstelling tot accu's van elektrische voertuigen, in hybrides, batterijen kunnen worden opgeladen vanaf Benzinemotor ... Dat maakt zijn gangreserve groot genoeg. Bovendien duurt het langer om te voltooien zonder te tanken.

Veel mensen denken dat hybriden, in termen van kenmerken, veel inferieur zijn traditionele auto's... Dit is niet waar. Alles vereiste kenmerken(vermogen, overklokken van nul tot honderd, enzovoort), ze hebben het niet slechter.

Het beste van alles is dat hybride auto's zich in de stadscyclus voelen, waarin er zeer frequente stops en de motor loopt veel stationair. In de stad werkt het zelfs als een elektrische auto. Als je het hebt over gemengde cyclus, dan hebben ze hier geen bijzondere voordelen.

Toyota Prius Is de meest populaire hybride in Rusland.

Zoals eerder vermeld, schakelt de auto, als hij stilstaat, over naar de elektromotormodus. Dat geeft bijna volledige geruisloosheid.

Nou, de hybride auto rijdt op gewone koolwaterstoffen, dat wil zeggen, benzine... Alles gebeurt op een standaard manier, zoals bij traditionele auto's.

Nadelen van hybride auto's.

Niets is perfect, en het heeft ook zijn nadelen. En de belangrijkste is dat het repareren van hybride auto's veel duurder is dan het repareren van een auto met traditionele apparatuur. Dit wordt verklaard door de complexiteit van het ontwerp van het motorapparaat.

Ook is het vanwege de complexiteit van het ontwerp moeilijk om professionals te vinden die de motor kunnen repareren.

De accu's in de hybrides kunnen zichzelf ontladen. Bovendien zijn ze niet bestand tegen grote temperatuurschommelingen en is hun levensduur eerder beperkt.

Daarnaast is nog niet bekend hoe gebruikte batterijen het milieu beïnvloeden. Daarom is hun verwijdering ook een probleem.

Ondanks dat hybride auto's meer voordelen hebben, zijn ze nog niet populair in Rusland. Een van de redenen hiervoor is de prijs. De kosten van de meest populaire, in ons land, Toyota hybride Prius, is van 1.200.000 roebel. En deze auto is de goedkoopste hybride. Ook zijn ze van plan om voor de massakoper een Russische ontwikkeling van een hybride auto uit te brengen, de zogenaamde "Yo-Mobile". De prijs kan vanaf 350.000 roebel zijn. Dit project is echter gesloten.

De BMW ActiveHybrid X6 is het krachtigste hybride voertuig tot nu toe.

In verband met de strijd om het milieu worden kopers over de hele wereld aangemoedigd om hybrides aan te schaffen. Dus in de VS zijn er een aantal belastingvoordelen voor eigenaren van dergelijke auto's, en zelfs gratis parkeerplaatsen... In ons land gaan ze ook gelijkaardige wetten invoeren. Met name de verlaging van de accijnzen op de invoer van hybride voertuigen.

Motoren die op koolwaterstoffen lopen, zullen langzaam maar zeker terrein verliezen. En hybriden zijn een van die stappen. Zolang de prijzen voor hen echter op hetzelfde niveau blijven, zal de vraag ernaar klein zijn.

Het idee om een ​​hybride auto te maken met een elektromotor ontstond meer dan 100 jaar geleden. Hybride voertuigen hebben verschillende basisfuncties:

• Besparen op dure benzine door deze te vervangen door een elektromotor.
• Hybride auto's zijn milieuvriendelijker dan klassieke benzineauto's.
• Vergroot de afstand die een hybride motor aflegt door twee energiebronnen te gebruiken.

Hybride auto's en hun apparaat

Er zijn gematigde en volledig hybride voertuigen. Ontwerp matige hybriden gebruikt een benzinemotor als hoofdmotor en sluit een elektrische krachtbron aan als vangnet in uitzonderlijke gevallen... Full hybrids impliceren de mogelijkheid om een ​​alternatieve krachtbron als hoofdmotor te gebruiken.

Hybride voertuigstructuren

Er zijn verschillende soorten hybride ontwerpen, die zich onderscheiden door de manier waarop de motor is aangesloten:

• Auto's met sequentieel schema verbindingen. Het schema maakt gebruik van een verbrandingsmotor met laag vermogen die is aangesloten op een elektrische generator. De elektromotor drijft de auto aan en is het belangrijkste aandrijfmechanisme. Hybride automodellen met dit schema - Chevrolet volt evenals de Opel Ampera. Deze voertuigen maken gebruik van elektrische batterijen met een hoge capaciteit.

Serieel aansluitschema van knooppunten

• Parallel aansluitschema. In het kader van deze regeling kunnen zowel benzine als elektrische motoren... Er wordt voornamelijk een 20 W elektromotor gebruikt, die toeneemt naarmate de voertuigsnelheid toeneemt.

Parallel aansluitschema van knooppunten

• Gemengd, serieel-parallel circuit. Het constructieprincipe van een dergelijke motor is vergelijkbaar met een motor met: parallelschakeling, maar aan het gemengde circuit is een generator toegevoegd, van waaruit de elektromotor wordt aangedreven.

Serieel-parallel schema van verbinding van knooppunten

Hoe werkt een hybride motor?

Wanneer de auto begint te rijden, is de voorraad van de elektromotor en de batterij opgebruikt. Op hoge snelheid een benzinemotor is aangesloten op de werking van elektrische energiebronnen. Door de werking van de benzinemotor ontstaat er een zeker overschot aan energie, die de generator weer oplaadt. Een elektromotor wordt aangedreven door de generator en laadt op zijn beurt de batterij op.

Bij het remmen wordt het principe van regeneratief remmen gebruikt - de elektromotor fungeert in dit geval als een generator en voedt de batterij. Op deze manier wordt de energie die vrijkomt bij het remmen gebruikt ten voordele van het voertuig.

Hybride voertuigapparaat

Een hybride auto bestaat uit de volgende hoofdcomponenten:

1. Gasmotor(verbrandingsmotor). Maar in hybride auto's heeft de verbrandingsmotor, in tegenstelling tot klassieke auto's, een laag vermogen, omdat deze samen met een elektromotor wordt gebruikt.
2. Elektrische motor. Alternatieve energiebron voor de auto. Vaak wordt in dergelijke motoren recuperatietechnologie gebruikt - de elektromotor werkt niet alleen als een krachtcentrale die de machine in beweging zet. Het fungeert ook als een generator en slaat energie op tijdens het remmen en het afdalen van heuvels.
3. Generator bestemd voor de opwekking van elektriciteit.
4. Oplaadbare batterijen een voorraad elektriciteit voor de elektromotor op te slaan.
5. Benzinetank gebruikt om benzine op te slaan voor verbrandingsmotoren.
6. Overdragen hiermee kunt u zowel de verbrandingsmotor als de elektromotor aansturen.

Hybride auto-apparaat naar het voorbeeld van Toyota Prius

De hybride auto is in de eerste plaats ontworpen voor een efficiënt gebruik van energiebronnen. Om dit effect te bereiken, worden verschillende technieken gebruikt:

1. De remenergie wordt gebruikt dankzij de recuperatietechnologie.
2. Benzine wordt bespaard door het mechanisme om te schakelen naar de werking van een elektromotor.
3. De hybride machine maakt gebruik van lichtgewicht materialen die de constructie vergemakkelijken, waardoor het verbruik van hulpbronnen wordt verminderd.
4. De aerodynamische eigenschappen van materialen en constructies worden effectief benut.

De hybride auto-industrie ontwikkelt zich actief, omdat we tot nu toe niet kunnen praten over de perfectie van deze structuren en hun beschikbaarheid. Laten we enkele van de voor- en nadelen van hybride voertuigontwerpen eens nader bekijken:

• Besparing op brandstof en energieverbruik. Het onbetwiste pluspunt van hybrides is kostenbesparing, bovendien kan de elektromotor zelfstandig energie produceren.
• Ecologie. Hybriden zijn aanzienlijk minder schadelijk omgeving dan klassieke auto's.
• Bereik lopen. Hybride voertuigen worden veel minder vaak getankt dan conventionele benzinevoertuigen.
• Hybride accu's zijn veel lichter en handiger in gebruik dan accu's van elektrische auto's.
• De elektromotor loopt vrijwel geruisloos.
• Een hybride auto kan in stadsstraten zonder verbrandingsmotor.

Maar er zijn ook enkele nadelen verbonden aan hybride auto's:

• Batterijen van elektromotoren moeten constant worden gebruikt, anders wordt hun levensduur verkort. Bovendien kunnen ze zichzelf ontladen, tolereren ze geen plotselinge temperatuurveranderingen. De infrastructuur van ondernemingen die in staat zijn om deze elementen goed af te voeren, is nog niet ontwikkeld.
• Het complexe ontwerp van de motor maakt het moeilijk en kostbaar om te repareren. Vaak kunnen onderdelen niet worden gerepareerd en moet u nieuwe bij fabrikanten bestellen, wat het reparatieproces vertraagt.
• Hybride motoren werken voornamelijk met benzine auto's hoewel het gebruik van diesel brandstof economisch winstgevender.
• De kosten van hybride voertuigen zijn veel hoger dan het marktgemiddelde. Niet iedereen kan zo'n dure aankoop betalen.

Ondanks enkele tekortkomingen ontwikkelt en verbetert de hybride voertuigindustrie zich dynamisch. Met elk nieuw seizoen presenteren fabrikanten de beste hybride voertuigen met meer een breed scala aan functies en toegankelijker voor automobilisten.

Hoe het werkt, denk maar aan het voorbeeld van de Touareg, met een hybride aandrijflijn.

Wat betekent hybride technologie?

De term "hybride" is afkomstig van het Latijnse woord hybrida en betekent iets gekruist of gemengd. In de techniek is een hybride een systeem waarin twee verschillende technologieën met elkaar worden gecombineerd. In verband met aandrijfconcepten wordt de term hybride technologie gebruikt om te verwijzen naar twee gebieden: dual-fuel (of dual-fuel) krachtbron hybride aandrijflijn

Hybride aandrijftechnologie is een combinatie van twee verschillende aandrijflijnen, die volgens verschillende werkingsprincipes werken. Hybride aandrijftechniek verwijst momenteel naar de combinatie van een verbrandingsmotor en een elektromotor/generator (elektrische machine). Deze elektrische machine kan worden gebruikt als generator om elektrische stroom op te wekken, als tractiemotor om een ​​auto aan te drijven en als starter om een ​​verbrandingsmotor te starten. Afhankelijk van de uitvoering van de basisstructuur worden drie typen hybride krachtbronnen onderscheiden: de zogenaamde. "Micro-hybride" krachtbron, de zogenaamde. "Mid-hybride" krachtbron, de zogenaamde. "Full hybride" krachtbron.

"Micro-hybride" aandrijflijn

Bij dit aandrijfconcept dient de elektrische component (starter / dynamo) uitsluitend voor de start-stop-functie. Een deel van de kinetische energie kan worden hergebruikt als elektrische energie (recuperatie). Elektrische tractie alleen is niet voorzien. De parameters van de 12 Volt glasvezelaccu zijn aangepast voor frequente motorstarts.

"Medium hybride" schijf

De elektrische aandrijving houdt de verbrandingsmotor draaiende. De beweging van de auto alleen op elektrische tractie is onmogelijk. Bij een 'mid-hybride' aandrijving wordt de meeste kinetische energie tijdens het remmen teruggewonnen en als elektrische energie opgeslagen in de hoogspanningsaccu. Zowel de hoogspanningsaccu als de elektrische componenten zijn ontworpen voor hogere elektrische spanningen en dus meer hoog vermogen... Dankzij de ondersteuning van de generatormotor, de bedrijfsmodus: warmte motor kan worden verschoven naar het gebied van maximale efficiëntie. Dit wordt de verplaatsing van het lastpunt genoemd.

"Full hybrid" aandrijflijn

De krachtige elektromotor/generator is gecombineerd met een verbrandingsmotor. Alleen elektrisch rijden is mogelijk. De elektromotor/generator ondersteunt, indien de omstandigheden het toelaten, de werking van de verbrandingsmotor. Beweging met lage snelheid wordt alleen uitgevoerd op elektrische tractie. De Start-stop-functie geïmplementeerd voor een verbrandingsmotor. Regeneratie wordt gebruikt om de hoogspanningsaccu op te laden. Door middel van een ontkoppelkoppeling tussen de verbrandingsmotor en de elektromotor/generator is het mogelijk om ervoor te zorgen dat beide systemen ontkoppeld worden. De verbrandingsmotor wordt alleen in bedrijf genomen als dat nodig is.

Hybride basis

Volledig hybride aandrijflijnsystemen zijn onderverdeeld in drie subgroepen: parallelle hybride aandrijflijn, gesplitste aandrijflijn (met gesplitste stroomstromen) en sequentiële hybride aandrijflijn.

Parallelle hybride aandrijflijn

Het parallelle ontwerp van de hybride aandrijflijn is eenvoudig. Het wordt gebruikt wanneer het nodig is om te "hybridiseren" bestaande auto... De verbrandingsmotor, elektrische generator en versnellingsbak bevinden zich op dezelfde as. Typisch gebruikt een parallel hybride aandrijflijnsysteem een ​​enkele elektromotor/generator. De som van het eenheidsvermogen van de verbrandingsmotor en het vermogen van de elektromotor van de generator komt overeen met: volle kracht... Dit concept maakt een hoge mate van component- en componentleningen mogelijk. oude auto... Hebben voertuigen met vierwielaandrijving met een parallel hybride aandrijflijnschema worden alle vier de wielen aangedreven door een Torsen-differentieel en een tussenbak.

Aparte hybride aandrijving

Het split hybride systeem heeft naast de verbrandingsmotor een elektromotor/generator. Beide motoren bevinden zich onder de motorkap. Het koppel van de verbrandingsmotor, evenals van de elektromotor van de generator, wordt via de planeetwieloverbrenging overgebracht op de versnellingsbak van het voertuig. In tegenstelling tot de parallelle hybride aandrijving kan op deze manier niet de som van de afzonderlijke vermogens voor de wielaandrijving worden afgeleid. Het opgewekte vermogen wordt deels besteed aan het rijden van de auto, deels in de vorm van elektrische energie wordt verzameld in de hoogspanningsaccu.

Sequentiële hybride aandrijflijn

Het voertuig is uitgerust met een verbrandingsmotor, een generator en een elektromotor-generator. In tegenstelling tot beide eerder beschreven concepten, heeft de verbrandingsmotor echter niet het vermogen om het voertuig zelfstandig voort te stuwen met een as of via een versnellingsbak. Het vermogen van de verbrandingsmotor wordt niet naar de wielen overgebracht. De hoofdaandrijving van de auto wordt uitgevoerd door een elektromotorgenerator. Als de capaciteit van de hoogspanningsaccu te laag is, wordt de verbrandingsmotor gestart. De verbrandingsmotor laadt de hoogspanningsaccu op via een generator. De elektromotor-generator kan weer worden gevoed door de hoogspanningsaccu.

Afzonderlijke seriële hybride aandrijflijn

De split-sequentiële hybride aandrijflijn is een mengvorm van de twee hierboven beschreven hybride aandrijvingen. Het voertuig is uitgerust met één verbrandingsmotor en twee elektromotoren en generatoren. Onder de motorkap bevinden zich de verbrandingsmotor en de eerste elektromotor/generator. De tweede elektromotorgenerator bevindt zich op achteras... Dit concept wordt gebruikt voor voertuigen met vierwielaandrijving. De verbrandingsmotor en de eerste elektromotor/generator kunnen de versnellingsbak van het voertuig via de planeetwieloverbrenging aandrijven. En in dit geval geldt de regel dat enkelvoudige aandrijfkrachten niet kunnen worden weggenomen voor wielaandrijving in de vorm van totaal vermogen. Een tweede elektromotor/generator op de achteras wordt indien nodig geactiveerd. In verband hiermee constructieve prestatie De hoogspanningsaccu bevindt zich tussen beide assen van het voertuig.

Andere termen en definities Andere termen en definities die veel gebruikt worden in verband met hybride technologie zullen hier kort worden toegelicht.

recuperatie. V algemeen geval deze term in technologie betekent een manier om energie terug te geven. Bij recuperatie wordt de beschikbare energie van de ene soort omgezet in een andere, die wordt gebruikt in de volgende vorm van energie. De potentiële chemische energie van de brandstof wordt in de transmissie omgezet in kinetische energie. Als het voertuig met een conventionele rem wordt geremd, wordt de overtollige kinetische energie door wrijving van de remmen omgezet in warmte-energie. De resulterende warmte wordt afgevoerd naar de omringende ruimte en kan daarom in de toekomst niet worden gebruikt.

Als daarentegen, zoals bij de hybride technologie, naast de klassieke remmen, de generator als motorrem wordt gebruikt, dan wordt een deel van de kinetische energie omgezet in elektrische energie, en komt dus beschikbaar voor later gebruik. De energiebalans van het voertuig is verbeterd. Dit type regeneratief remmen wordt regeneratief remmen genoemd.

Eenmaal in geforceerde modus inactieve beweging de voertuigsnelheid wordt verlaagd door te remmen door het rempedaal in te drukken of het voertuig rijdt uit of het voertuig rijdt bergafwaarts c Het hybride aandrijfsysteem schakelt de elektromotor-generator in en gebruikt deze in generatormodus.

In dit geval laadt hij de hoogspanningsaccu op. Dus in geforceerde inactieve modus
verplaatsen, wordt het mogelijk om voertuigen met een elektrische hybride aandrijving met elektriciteit te "tanken".
Wanneer het voertuig uitrolt, zal de elektromotorgenerator, die in de generatormodus werkt,
zet van de bewegingsenergie slechts een zodanige hoeveelheid energie om in elektrische energie dat:
nodig voor de werking van een 12 volt boordnet.

Elektromotor-generator (elektrische machine)

De term elektromotor-generator, of elektrische machine, wordt gebruikt in plaats van de termen generator, elektromotor en starter. In principe kan elke elektromotor ook als generator worden gebruikt. Als de as van de elektromotor wordt aangedreven door een externe aandrijving, dan wekt de elektromotor, net als een generator, elektrische energie op. Als elektrische energie aan een elektrische machine wordt geleverd, werkt deze als een elektromotor. Zo vervangt de elektromotor/generator van elektrische hybride voertuigen zowel de conventionele startmotor van de verbrandingsmotor als de conventionele generator (verlichtingsgenerator).

Elektrisch gaspedaal (E-boost)

Vergelijkbaar met de Kickdown-functie van verbrandingsmotoren, die beschikbaar maakt: maximale kracht motor heeft de hybride aandrijving een elektrisch gaspedaal E-Boost. Bij gebruik van de functie leveren de elektromotor-generator en de verbrandingsmotor hun maximale individuele vermogens, die worden opgeteld bij de hogere waarde van het totale vermogen. De som van de afzonderlijke vermogens van beide typen motoren komt overeen met het totale vermogen van de transmissie.

Vanwege vermogensverliezen in de elektromotor-generator is het vermogen in de generatormodus lager dan in de tractiemotormodus. Het vermogen van de elektromotor-generator in motormodus is 34 kW. Het vermogen van de elektromotor-generator in de generatormodus is 31 kW. De Touareg met hybride aandrijving heeft een verbrandingsmotor met een vermogen van 245 kW en een elektromotor-generator met een vermogen van 31 kW. In de tractiemotormodus produceert de elektromotor-generator 34 kW. Samen ontwikkelen de verbrandingsmotor en de elektromotor-generator in de tractie-elektromotormodus een totaal vermogen van 279 kW.

Start-stop-functie

Hybride aandrijftechnologie maakt het mogelijk om de Start-Stop-functie in dit voertuigontwerp te implementeren. Wanneer gewone auto met een Start-Stop-systeem moet het voertuig stoppen om de verbrandingsmotor uit te schakelen (bijvoorbeeld: Passat BlueMotion). Een volledig hybride voertuig kan echter ook elektrisch worden bestuurd. Met deze functie kan het Start/Stop-systeem de verbrandingsmotor uitschakelen wanneer het voertuig in beweging is of uitrolt. De verbrandingsmotor wordt indien nodig ingeschakeld. Dit kan gebeuren bij snel accelereren, bij het rijden met hoge snelheid, met hoge lading, of met een hoge mate van ontlading van de hoogspanningsaccu. Wanneer de hoogspanningsaccu sterk ontladen is, kan het hybridesysteem de verbrandingsmotor in combinatie met een in generatormodus werkende elektromotor-generatorset gebruiken om de hoogspanningsaccu op te laden. In andere gevallen kan een volledig hybride voertuig elektrisch worden aangedreven. De verbrandingsmotor staat dan in de stopmodus. Dit geldt ook in het geval van langzame verkeersstroom, stoppen voor een verkeerslicht, bij gedwongen stationair bergafwaarts rijden of uitrollen. Wanneer de verbrandingsmotor niet draait, verbruikt hij geen brandstof en stoot hij geen schadelijke stoffen uit in de atmosfeer. De geïntegreerde start-stopfunctie in het hybridesysteem verbetert de efficiëntie en de milieuvriendelijkheid van het voertuig. Terwijl de verbrandingsmotor stilstaat, kan de airconditioner blijven werken. De aircocompressor maakt deel uit van het hoogspanningssysteem.

Argumenten voor hybride technologie

Waarom combineren we een elektromotorgenerator met een verbrandingsmotor? Om het koppel af te nemen, mag het toerental van de verbrandingsmotor niet lager zijn dan het stationair toerental. Bij stilstand kan de motor geen koppel leveren. Naarmate het toerental van de verbrandingsmotor toeneemt, neemt het koppel toe. De elektromotorgenerator produceert met de eerste omwentelingen het maximale koppel. Er is geen stationair toerental voor. Naarmate de snelheid toeneemt, neemt het koppel af. Dankzij de werking van de elektromotor-generator is de moeilijkste bedrijfsmodus van de verbrandingsmotor uitgesloten: in het bereik onder het stationaire toerental. Dankzij de ondersteuning van de elektromotorgenerator kan de verbrandingsmotor efficiënter worden gebruikt. Deze verschuiving in het laadpunt verhoogt de efficiëntie van de aandrijflijn.

Waarom wordt een volledig hybride aandrijflijn (aandrijving) gebruikt?

Vol hybride aggregaat, in tegenstelling tot andere hybride varianten, combineert het de functie van een geïntegreerd start-stopsysteem, een E-Boost-systeem, een recuperatiefunctie en de mogelijkheid om alleen op een elektromotor te rijden (elektrische tractiemodus).

Elektrische motorgenerator

De elektromotor-generator bevindt zich tussen de verbrandingsmotor en de automatische versnellingsbak. Hij is synchrone motor driefasige stroom. Een vermogenselektronica gebruiken constante druk 288 V omgezet naar 3-fasen wisselspanning. Driefasige spanning creëert een driefasig elektromagnetisch veld in de elektromotor-generator.

Hoogspanningsbatterij

Toegang tot de hoogspanningsbatterij wordt geboden via de vloerbedekking bagagecompartiment... Het is ontworpen als een module en bevat de verschillende componenten van het Touareg-hoogspanningssysteem. De hoogspanningsbatterijmodule weegt 85 kg en kan alleen als complete eenheid worden vervangen.

De HV-accu is niet te vergelijken met een conventionele accu van 12 V. Bij normaal gebruik werkt de HV-accu binnen een vrij bereik van het laadniveau van 20% tot 85%. Een gewone 12 volt accu kan dergelijke lasten lange tijd niet dragen. Daarom moet de hoogspanningsbatterij worden beschouwd als een online energieopslagapparaat voor een elektrische aandrijving. Net als een condensator kan het elektrische energie opslaan en weer vrijgeven. Recuperatie, energieterugwinning, kan in principe gezien worden als de mogelijkheid om een ​​auto al rijdend vol te tanken. Het gebruik van een hoogspanningsaccu in een hybride voertuig kenmerkt zich door de afwisseling van laden (regeneratie) en ontladen (rijden op elektrische aandrijving) van de hoogspanningsaccu.

Voorbeeld: Als je de energie van een hoogspanningsbatterij vergelijkt met de energie die wordt opgewekt door brandstof te verbranden, komt de hoeveelheid energie die door de batterij kan worden opgewekt overeen met ongeveer 200 ml brandstof. Dit voorbeeld toont aan dat op weg naar de creatie van elektrische voertuigen, batterijen, in termen van hun vermogen om energie op te slaan, aanzienlijk moeten worden verbeterd.

Hybride motor(of hybride) - een energiecentrale die verschillende soorten brandstof gebruikt (twee of meer bronnen) en het synergetische effect van hun gecombineerd gebruik. Het kan benzine en elektriciteit zijn, benzine en gas, diesel en elektriciteit, waterstof, benzine en elektriciteit en vele andere combinaties. Mooi zo, moderne technologie stelt u in staat dit te doen.

Geschiedenis van hybride motoren.

Het is een beetje een misvatting om een ​​hybride motor als een ultramoderne uitvinding te beschouwen. Ja, moderne hybriden zijn hightech technisch project, maar als je ernaar kijkt, dateert de hybride motor uit de 19e-20e eeuw. Dus in 1897 begon het Franse bedrijf Parisienne des Voitures Electriques met de productie van auto's met hybride motoren.

Iets later, in 1900, begon het beroemde Amerikaanse bedrijf de productie van hybriden onder de knie te krijgen. General Electric... Interessant is dat er tot 1940 in Chicago hybride vrachtwagens werden geproduceerd, hoewel dit over het algemeen geen serieproductie was.

Hybride technologie heeft destijds om verschillende redenen geen wortel geschoten. Ten eerste waren de prijzen voor brandstof en energiebronnen in die jaren zo laag dat ze de economische haalbaarheid van het produceren van hybrides in de weg stonden. Ten tweede was het vermogen van een conventionele benzinemotor toen ondubbelzinnig veel groter.

Energie crisis recente jaren geassocieerd met de snelle stijging van de energieprijzen en de verkrapping milieustandaarden spoorde fabrikanten aan om efficiënte hybride motoren van de volgende generatie te ontwikkelen en te produceren. Een moderne hybride is in de regel een systeem van twee hoofdkrachtcentrales: benzine (of diesel) en elektrisch. Naast hen zijn verschillende andere ondersteunende knooppunten bij de keten betrokken. Dit kunnen bijvoorbeeld zijn: een elektrische generator, accumulator batterij(accumuleert lading), omvormer (converteert gelijkstroom in variabel) en een elektronische variator. Dit alles wordt bestuurd en gecontroleerd door een moderne krachtige computer, die de efficiëntie van het gebruik van energiebronnen vertienvoudigt in vergelijking met traditionele handmatige of analoge besturing. Het brandstofgedeelte van het systeem kan gelijktijdig werken met het elektrische, maar er zijn ook aparte cycli. Het is belangrijk dat tijdens het werk brandstof systeem, elektrisch staat niet stil, maar accumuleert (accumuleert) energie.

Het apparaat, het werkingsprincipe van een hybride motor. Tegenwoordig zijn er verschillende soorten hybriden:

• Serieel (seriehybride). In deze opstelling drijft een verbrandingsmotor een generator aan, die elektriciteit levert aan de elektromotor. Deze laatste laat op zijn beurt de wielen van de auto draaien. Deze benadering maakt het gebruik van een benzinemotor met laag vermogen mogelijk, op voorwaarde dat deze constant met maximale efficiëntie werkt. Auto's met dit schema zijn meestal klein en hebben een grote batterij (bijvoorbeeld de Chevrolet Volt);
• Parallel hybride In dit geval worden de wielen van de auto aangedreven door zowel een benzinemotor als een elektrische. Afhankelijk van de rijomstandigheden kan de elektromotor extra vermogen genereren. Dit schema is heel gebruikelijk. In dit geval zijn de accu's compact en worden ze opgeladen terwijl het voertuig rijdt. Het grootste nadeel: hier is dat de elektromotor niet tegelijkertijd de wielen kan draaien en de batterij kan opladen. Een soortgelijk schema is geïmplementeerd op Civic auto's hybride en Volkswagen Touareg Hybride;
• Serieel-parallel (gemengd). Uit de naam is het gemakkelijk aan te nemen dat het derde type de twee vorige combineert. Op dit moment dit is de meest efficiënte hybride regeling. Gecombineerde tractie (benzinemotor plus elektromotor) kan worden gebruikt om de wielen te laten draaien. Daarnaast kan de elektromotor tegelijkertijd elektriciteit opwekken (werkt als generator) en stuwkracht opwekken (zoals een motor). Het nadeel van deze regeling zijn de zeer hoge kosten.

Een voorbeeld van een gemengd schema is de Hybrid Synergy Drive van Lexus (Toyota). Er is een 3,3-liter benzinemotor, 2 elektromotoren en een accu. Voor de communicatie tussen deze drie structurele elementen wordt een compacte planetaire stroomverdeelinrichting gebruikt, die energieverliezen als gevolg van wrijving vermindert. Voor het regelen van de energiestromen zijn een besturingseenheid en een halfgeleiderschakelinrichting beschikbaar. De omvormer in de HSD-unit zet de gelijkstroom van de accu om in: wisselstroom voor de elektromotor.

Een elektromotor wordt gebruikt om de auto bij lage snelheden te laten rijden en te starten. Hierdoor kun je gas besparen en soepel rijden. Wanneer ga je naar? normale modus tijdens het rijden wordt een benzinemotor ingeschakeld, die parallel werkt met elektromotoren. Overtollige energie wordt naar de batterij gestuurd. Tijdens het accelereren draait de verbrandingsmotor actief. In de remmodus wordt het zogenaamde regeneratieve remsysteem gebruikt, wanneer de elektromotoren in generatormodus werken en de batterij opladen. Die. in de belangrijkste bedrijfsmodi wordt een benzinemotor gebruikt en in tussenliggende (overgangs)modi een elektrische.

Voor- en nadelen van een hybride motor. Natuurlijk, ondanks hoog niveau technologieën, hybride installatie heeft zowel onmiskenbare voordelen als enkele nadelen, waar de toonaangevende ingenieurs aan blijven werken. Laten we beginnen met de verdiensten:

• efficiënt brandstofverbruik en een besparing tot 35%;
• lage toxiciteit van uitlaatgassen;
• laag geluidsniveau;
• uitstekende wegligging en vlottere acceleratie van de auto;
• volledige controle over de installatie met behulp van boordcomputer en elektronische systemen;
• Onderdelen van hybride voertuigaccu's zijn gemakkelijk te recyclen en te recyclen;
• regeneratief remsysteem helpt energie te besparen;
• lange batterijduur voor een hybride voertuig.

Een van de nadelen van hybriden zijn de volgende:

• hoge kosten van voertuigen met een hybride energiecentrale;
• hoge kosten van onderdelen en reparaties. Het is onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om het zelf te repareren, en voorlopig kunnen ze dergelijke auto's alleen in zeer grote steden... Daarnaast kunnen er vertragingen optreden in de levering van de benodigde reserveonderdelen;
• het elektrische systeem tolereert geen significante temperatuurveranderingen.

Een populaire misvatting over hybride motoren is de mythe van het verlies van vermogen en efficiëntie in de energiecentrale. Dat is het niet, met de kracht van een hybride. volledige bestelling... Bovendien is er geen speciale brandstof nodig om te tanken.

'S Werelds toonaangevende autofabrikanten hebben de voordelen van hybride motoren al gewaardeerd. Het aantal hybride voertuigen groeit elk jaar en wint steeds meer aan populariteit onder chauffeurs. Markten breiden zich uit. De hybride motor is een waar technisch meesterwerk, een ultramodern economisch en milieuvriendelijk apparaat, waarachter de nabije toekomst van de wereldwijde auto-industrie ligt. Gezien de stijging van de kosten van koolwaterstofbrandstof, kan veilig worden voorspeld dat over 5-10 jaar hybride energiecentrales over de hele wereld zal worden verspreid.