Двигатель гибрид что это значит: принцип работы, что значит, схема мотора

Содержание

принцип работы, что значит, схема мотора

Автор автомеханик А.Зарядин На чтение 10 мин. Просмотров 235 Опубликовано

Гибридный двигатель имеет несколько источников энергии: бензиновый и электрический моторы. Оба агрегата приводят автомобиль в движение по отдельности или совместно. Разработано несколько видов гибридных конструкций, и каждая реализует в себе главное преимущество перед «обычными» моторами — топливную экономичность. А значит, и в возможность достичь высоких экологических требований к транспорту.

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

  • низкая стоимость топлива;
  • нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Принцип работы гибридных двигателей основан на комбинировании возможностей ДВС и электромотора. Бензиновый агрегат развивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, в то время, как электрический двигатель — на низких. Объединение установок позволяет исключить из конструкции механизмы преобразования механической энергии, увеличить КПД силового агрегата и снизить расход топлива.

Полная конструкция

Автомобиль с гибридным мотором устроен иначе, чем привычные машины с ДВС. Здесь под днищем находятся:

  • двигатель внутреннего сгорания;
  • один или несколько электрических моторов;
  • блок аккумуляторных батарей.
  • для управления и преобразования энергии установлен электронный блок с инвертором.

Источником энергии в гибридном двигателе служит ДВС, работающий на бензине или дизеле. Мощность, преобразованная генератором, запускает тяговый электродвигатель и заряжает аккумуляторные батареи. Именно от блока аккумуляторов электромотор получает дополнительное питание, если не будет хватать энергии генератора.

Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтного аккумулятора в 3-фазный переменный ток большего напряжения. Энергия используется для:

  • управления электромотором;
  • обратной конвертации тока с генератора для подзарядки батареи;
  • питания бортовой электросети.

Конструктивно инвертор представляет собой корпус с набором электронных плат и транзисторными сборками.

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

Режим совместной работы ДВС и электромотора зависит от конструктивного устройства гибридного силового агрегата и режима движения автомобиля. Так, в начале движения бензиновый двигатель не всегда нужно запускать. Машина тронется за счёт работы электрического мотора, питающегося от батареи.

Большая ёмкость аккумулятора с возможностью внешней подзарядки может сократить потребление бензина до нуля, если суточный пробег автомобиля короткий.

Электромотор поддерживает работу автомобиля на холостом ходу: при стоянке на светофоре, временной остановке. В это время ДВС отключен, до те пор, пока хватает мощности электротяги. Обычно бензиновый мотор подключается на скорости 60км/ч. При больших нагрузках, например, для заезда в горку, понадобится двойное усилие обоих агрегатов. В таком режиме автомобиль сможет проехать более 500 км.

Отличительно, как работает гибридный двигатель во время торможения. Тормозная система привычного автомобиля с ДВС преобразует кинетическую энергию в тепловую, рассеивая её в воздухе. Гибриды оснащены системой рекуперации, т.е. возвращения. При замедлении движения электромотор переключается в режим генератора, отдавая электрическую энергию в аккумуляторную батарею.

Типы гибридных агрегатов

Гибридные двигатели различаются по типу применения и компоновочной схеме. По первому критерию гибриды делятся на микрогибриды, умеренные гибриды и полные гибриды. Более подробно о них поговорим ниже.

Применение разных компоновочных систем гибридных двигателей отражает уровень развития гибридизации, суть которой заключается в желании производителей перевести автомобиль на альтернативный источник энергии. Наиболее прогрессивными в плане разработок являются компании Тойота, БМВ, Хёндай, Вольво.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Конструктивная схема гибридного двигателя выбирается исходя из проектных характеристик автомобиля: требуемой мощности, скорости разгона, расхода топлива и т. д. Различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы.

Последовательная схема

Гибридная система автомобиля с последовательной компоновкой была придумана Порше в 1899 году. Схема включает в себя ДВС с генератором, тяговый электродвигатель и аккумуляторные батареи. По этой схеме двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую, питая электрический мотор. В свою очередь электродвигатель воздействует на ведущие колёса, приводя машину в движение.

Большая ёмкость аккумуляторов позволяет автомобилю в некоторых режимах работать только на электрической энергии, при выключенном ДВС. Батареи заряжаются от генератора, когда потребляемая мощность электромотора невысока, например, во время размеренного движения. Однако, в режиме ускорения мощности генератора может не хватать, и тогда недостаток энергии компенсирует аккумулятор.

Последовательная схема гибридного двигателя хороша тем, что ёмкая АКБ позволяет устанавливать ДВС меньших габаритов и меньшего веса. Более простая конструкция расходует меньше топлива и требует меньших затрат на обслуживание.

Электрический мотор вращается в любом направлении, что позволяет упростить конструкцию автомобиля, убрав сцепление и коробку передач. А при установке электродвигателей с редуктором в ведущие колёса, можно обойтись и без дифференциала. Подобная схема встречается на карьерных самосвалах БелАЗ и городских автобусах ЗИЛ. В легковых автомобилях встречается редко.

Параллельная схема

Гибридные двигатели с параллельной системой могут приводить автомобиль в движении от ДВС, тягового электромотора или их совместной работы. Часто электрический двигатель устанавливают вместо маховика, используя электромотор в качестве генератора и стартера для трогания и остановки автомобиля. Аккумуляторные батареи подзаряжаются во время рекуперативного торможения.

Параллельная схема подходит для автомобилей небольшой мощности. За счёт использования малоёмких батарей снижается вес и начальная стоимость машины. Подобная конструкция встречается в моделях Honda Insight, BMW 7 ActiveHybrid.

Последовательно-параллельная схема

По сути данная схема представляет собой доработку параллельной. Особенность гибридных двигателей с последовательно-параллельной системой — наличие делителя мощности в трансмиссии. Энергия ДВС разделяется на 2 потока в соответствии с режимом движения автомобиля. Часть мощности переходит к ведущим колёсам, другая — к накопителю электрической энергии.

Для реализации подобной компоновки необходим менее мощный ДВС, но с высокой эффективностью. Например, двигатель, работающий по циклу Аткинсона с коротким тактом сжатия. По такой схеме построены Toyota Prius и Lexus RX.

https://www.youtube.com/watch?v=k1nG8PkP28E&feature=youtu.be

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Преимущества

Недостатки

1.   Высокий КПД за счёт использования крутящего момента от ДВС при любых нагрузках 1. Мало специалистов по ремонту и обслуживанию гибридов
2.   Экономия бензина в городе 10 — 30%  2. Высокая стоимость аккумуляторных батарей. При выходе из строя одного элемента приходится менять весь блок в сборе. Проблема с утилизацией
3.   Энергия торможения рекупируется в электрическую энергию 3. Наличие большого количества электроники. Сложность с запчастями. Дорогой ремонт.
4.   Использование ДВС меньшей мощности и габаритов. Возможность отказаться от сцепления и КПП 4. Недостаточное количество станций для подзарядки аккумуляторов. Малый пробег на одной электротяге
5.   Надёжный запуск зимой 5. Плохая маневренность
6.   Снижение токсичных выхлопов 6. Из-за холодов батареи быстрее выходят из строя
7.   Тихая работа 7. Бесшумная работа приводит к авариям

Для удобства автовладельцев разработана не только система зарядки, но и возможность быстрой замены аккумулятора. Человек просто приезжает в нужную точку, где сотрудники сервиса за несколько минут меняют отработанный элемент на новый.

Самые мощные гибридные автомобили | SPEEDCAM.ONLINE

Очень многие покупатели ищут самые экономичные автомобили. Сегмент гибридов наиболее популярен среди тех, кто хочет экономить на бензине.

Однако применение электрифицированной трансмиссии совместно с двигателем внутреннего сгорания дает возможность не только сэкономить. Это позволяет получить более скоростной и мощный автомобиль.

Какие же из доступных покупателям гибридные авто сегодня самые быстрые и мощные?

Мы расположили автомобили в порядке возрастания их мощности.


Volvo XC60 T8

Volvo Cars предлагает покупателям уникальную компоновку силовых агрегатов кроссовера XC60 T8. Под капотом — бензиновый четырехцилиндровый двигатель объемом 2.0 литра с турбокомпрессором и приводным нагнетателем, вырабатывающий 320 л.с., с приводом на передние колеса. Заднюю ось приводит в движение 87-сильный электромотор с литий-ионной батареей емкостью 10.4 кВт/час.
До 100 км/ч гибридный кроссовер разгоняется всего за 5.3 секунды, имеет максимальную скорость 230 км/ч, а расходует не больше 2.1 литра топлива на 100 километров в смешанном режиме.


BMW 740e xDrive iPerformance

Роскошный седан от BMW оснащен четырехцилиндровым турбомотором объемом 2.0 литра, работающим в паре с электродвигателем, интегрированным в 8-ступенчатую АКПП. Ёмкость аккумуляторной батареи этого гибрида составляет 9,2 кВт/час.
С суммарной мощностью 326 л.с. он потребляет в среднем «по паспорту» 2,1 литра бензина на 100 километров пробега и способен разогнаться «до ста» за 5,3 секунды.

Cadillac CT6 Plug-In Hybrid

Гибридная схема премиального американца скомпонована из 2.0 литрового турбомотора и двух электромоторов. С общей мощностью в 335 л.с. и 586 Нм. крутящего момента седан разгоняется от 0 до 100 км/ч за 5,2 секунды и способен достичь максимальной скорости в 241 км.
Емкость блока литий-ионных аккумуляторов, расположенных между задними сиденьями и багажником, составляет 18,4 киловатт-часа, а расход приблизительно 3,62 литра на 100 км пробега.

BMW i8 Roadster

Наверное самый изящный из BMW – i8 Roadster, оснащён комбинированной силовой установкой, которая состоит из синхронного электромотора спереди и заднего двигателя внутреннего сгорания с 3-мя цилиндрами, расположенными в ряд.
Суммарная мощность моторов составляет 374 л.с., что позволяет разогнаться до сотни за считанные 4.6 секунды. А на преодоление расстояния в 100 км BMW i8 Roadster потребуется всего лишь 2,1 л топлива.

Volvo S60 T8

Оснащён бензиновым четырехцилиндровым двигателем объемом 2.0 литра с турбокомпрессором и приводным нагнетателем и работает в паре с 65-киловаттным электромотором, расположенном на задней оси. Запитан электромотор комплектом литий-ионных аккумуляторов емкостью 11,2 киловатт-часа.
В сумме агрегаты выдают 390 л.с. и 640 Нм. крутящего момента. Седан набирает первую «сотню» за 4,9 сек., а его максимальная скорость принудительно ограничена 250 км в час.

Volvo XC90 T8

Этот полноразмерный внедорожник поставляется с почти идентичной гибридной установкой T8, которая стоит на Volvo S60, но выдает мощность 407 л.с.
Разгон от 0 до 100 км/ч за 5,6 секунды и максимум скорости в 230 км/ч, при этом «паспортный» расход 2,1 л на 100 км.

Karma Revero

Малоизвестная марка с объемом продаж всего 3000 автомобилей в год оснащена гибридной силовой установкой, состоящей из четырехцилиндрового 2,0-литрового турбированного 260-сильного мотора General Motors и двух электродвигателей мощностью 74 л.с. каждый.
Как и у Vovlo, бензиновый двигатель вращает передние колеса, а два электромотора отвечают за привод задних колес.
С суммарной мощностью двигателя 408 л.с. в режиме Sport (максимальная отдача бензинового и электрических моторов, быстрое переключение АКПП) этот гибридный седан разгоняется от 0 до 100 км/ч всего за 5,4 сек, и способен показать максимальную скорость в 248 км/ч.
В обычном гибридном режиме расход бензина по данным производителя составляет 2,4-2,5 литра.

Porsche Cayenne S E-Hybrid

У этого немецкого внедорожника гибридная силовая установка состоит из бензинового 3-х литрового двигателя мощностью 333 л.с. и электромотора с мощностью 95 л.с.
В сумме мощность мотора составляет 416 л.с.
Предельно допустимая скорость гибридного внедорожника 243 км/ч. А разгоняется он за 5,9 сек. до 100 км/ч.
И даже заряжается от розетки!

Mercedes-Benz S550

Этот автомобиль оборудован 3-литровым двигателем V6 с двумя турбонагнетателями и электромотором мощностью 107 л.с, установленным в передней секции стандартной семиступенчатой автоматической трансмиссии.
В сумме силовая установка может выдавать 436 лошадиных сил. Электромотор получает питание от блока аккумуляторных батарей ёмкостью 8,7 кВт/ч. и способен ускорятся с 0 до 100 км/ч за 5.2 секунды, а максимальная скорость ограничена на 241 км/ч.

Mercedes-Benz GLE 500e 4Matic plug-in

GLE 500e 4Matic является первым в истории Mercedes-Benz внедорожником, в котором используется технология Plug-In HYBRID. И именно благодаря ей, во внедорожнике GLE 500e 4MATIC, как утверждают в Mercedes-Benz, высокая экономичность сочетается с отличной спортивной динамикой.
Силовая установка GLE 500e 4MATIC состоит из V-образной бензиновой турбированной «шестёрки» в 333 л.с. и электромотора мощностью 116 л.с., который как и у S550 интегрирован в семиступенчатый «автомат».
Общая мощность силовой установки равна 442 л.с., расход в смешанном цикле составляет 3.3 л/100 км, а разгон до «сотни» 5.3 секунды.

Porsche Panamera 4 E-Hybrid

Этот пятидверный спорткар от Porsche приводит в движение 2,9-литровый V6 «битурбо» 330 л.с. и 136 сильный электродвигатель. Суммарная отдача силового агрегата составляет 462 л.с.
Динамика разгона от 0 до 100 км/ч составляет 4,6 сек., максимальная скорость 278 км/ч, а расход топлива в смешанном режиме заявлен производителем всего 2,5 литра на сотню.

Porsche Panamera S E-Hybrid

Казалось бы, зачем еще мощней и быстрей, но Porsche решила не останавливаться на достигнутом. И оснастила Panamera S E-Hybrid 4-литровым V8 с двумя турбинами с тем же самым электромотором на все те же 136 л.с.
И теперь этот спорткар выдает 680 «лошадей»! Разгон до «ста» всего 3,4 секунды, а максимальная скорость ограничена 310 км/ч.

Koenigsegg Regera

На сегодня это самый мощный гибрид, который вы можете купить.
Оснащенный 5 литровым двигателем с двойным турбонаддувом он способен выдать 1100 л.с. при невероятных 1280 Нм. крутящего момента. На задних колесах имеются еще по одному электродвигателю, мощностью 245 л.с., а также есть еще один электродвигатель в 127 л.с. возле основного бензинового.
Таким образом общая мощность автомобиля составляет 1500 л.с.! Скорость в 100 км/ч этот автомобиль достигает всего за 2,7 секунды.
Вы спросите – расход? Нам кажется, что разговоры про расход здесь уже точно не уместны.

Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: гибридные электромобили

Перейти к содержанию EERE Главная | Программы и офисы | Информация для потребителей Искать в AFDC Поиск Центр данных по альтернативным видам топлива
  • Топливо и транспортные средства
    • Биодизель | Дизельные автомобили
    • Электричество | Гибридные электромобили и электромобили
    • Этанол | Транспортные средства Flex Fuel
    • Водород | Транспортные средства на топливных элементах
    • Природный газ | Автомобили, работающие на природном газе
    • Пропан | Пропановые автомобили
    • Новые виды топлива
    • Цены на топливо
    • Транспортные средства, работающие на альтернативном топливе и передовых технологиях
    • Калькулятор стоимости автомобиля
  • Экономия топлива
    • Снижение холостого хода
    • Детали и оборудование
    • Техническое обслуживание
    • Поведение вождения
    • Оптимизация парка автомобилей
    • Эффективность системы
    • Лист экономии на сокращении простоя
  • Найти станции
    • Поиск по местоположению
    • Проложить маршрут
    • Данные станций по штатам
    • Загрузить данные станции
  • Законы и льготы
    • Искать все
    • Федеральный
    • Государство
    • Основное законодательство
    • Проектная помощь и возможности финансирования
    • Примеры местных законов и стимулов
  • Подробнее…
    • Карты и данные
    • Примеры из практики
    • Публикации
    • Инструменты
    • Около
    • Дом
  • Карты и данные
  • Примеры из практики
  • Публикации
  • Инструменты
  • О компании
  • Главная страница
Предварительный просмотр

Печать
Закрыть

U.S. Министерство энергетики — энергоэффективность и возобновляемые источники энергии

Центр обработки данных по альтернативным видам топлива

EERE »AFDC» Топливо и транспортные средства »Электричество
  • Версия для печати

Гибридная трансмиссия совершенно нового Yaris

Наше лидерство в области гибридных электрических технологий основано на более чем 20-летнем опыте 15 миллионов продаж, и полумиллиарда километров опыта. Toyota Yaris была первой, кто представил гибридную мощность на рынке небольших автомобилей, и теперь совершенно новый четвертого поколения Yaris опирается на эту репутацию с новым гибридным силовым агрегатом четвертого поколения.

Гибридная электрическая система четвертого поколения

При разработке этой новой высокотехнологичной трансмиссии команда инженеров сосредоточила внимание на двойных качествах: эффективности и удовольствия от вождения, с настройкой и калибровкой в ​​соответствии с европейскими дорогами. Это объясняет нам в видео ниже эксперт по гибридным технологиям Кейсуке Морисаки, старший менеджер Toyota Motor Europe.

Data подчеркивает степень технических достижений команды.Например, общий КПД увеличился на 22%, что традиционно достигается за счет производительности. Тем не менее, общая мощность системы на самом деле на 16% больше при 114 л.с., время разгона до 100 км / ч за 9,7 секунды представляет собой улучшение на 15%, а скорость обгона с 50 до 70 миль в час сократилась на две секунды. Выбросы CO2 упали до 92 г / км, а комбинированная экономия топлива составляет 68,9 миль на галлон (цикл WLTP).

Но одним из наиболее заметных достижений является то, что полностью электрические электромобили были преобразованы.Теперь можно ездить в режиме электромобиля в городском потоке гораздо дольше и даже поддерживать скорость до 80 миль в час без помощи бензинового двигателя. Это наделяет совершенно новый Yaris многими преимуществами аккумуляторного электромобиля, но при более низкой цене и отсутствии беспокойства по поводу дальности полета.

Давайте теперь рассмотрим, как каждый из основных компонентов гибридной системы способствует повышению эффективности и управляемости новой модели.

Гибридный двигатель M15A-FXE объемом 1,5 л

Совершенно новый 1.5-литровый гибридный двигатель (известный внутри под кодовым названием M15A-FXE) является прямым производным от того же семейства двигателей TNGA, что и 2,0-литровый двигатель, используемый в Corolla и C-HR . Он имеет трехцилиндровую конфигурацию, длинный ход поршня, степень сжатия 14: 1 и сверхбыстрое сгорание с оптимальным контролем температуры и давления. Это способствует его исключительно высокому тепловому КПД, составляющему 40%, что гарантирует захват большей части энергетического потенциала каждой капли топлива.

Как и все гибридные двигатели Toyota, новый M15A-FXE работает на цикле сгорания Аткинсона , который удерживает впускные клапаны открытыми дольше, чтобы замедлить ход сжатия и повысить эффективность. Он предлагает максимальную мощность 90 л.с. при 5500 об / мин и максимальный крутящий момент 120 Нм всего при 3600 об / мин.

КПП гибридная

Гибридная трансмиссия (показанная ниже) была полностью переработана с использованием новой двухосной конструкции, которая уменьшила ее размер на 9.0%. Это означает, что два блока электродвигателя / генератора, расположенные внутри трансмиссии, теперь находятся на собственном валу, а не друг за другом. Эти двигатели / генераторы известны как MG1 и MG2.

MG1 запускает двигатель и вырабатывает мощность для зарядки как гибридной батареи, так и вспомогательной батареи 12 В. MG2, с другой стороны, является более крупным блоком и используется для привода транспортного средства через передние колеса. Благодаря новым обмоткам сегментного типа на статоре MG2 может выдавать 59 кВт мощности и 141 Нм крутящего момента при максимальной скорости 17 000 об / мин.

Коробка передач также оснащена новым масляным насосом с зубчатым венцом, который обеспечивает смазку как шестерен, так и агрегатов двигателя / генератора.

Гибридный литий-ионный аккумулятор

В новом Yaris используется литий-ионная гибридная батарея (см. Ниже), которая не только мощнее, но и меньше по размеру и на 12 кг легче никель-металлогидридной батареи предыдущей модели. Напряжение выросло со 144 до 177,6 В, хотя количество ячеек уменьшилось со 120 до 48. Поток тока также был значительно улучшен: выходная мощность увеличилась на 50%, в то время как ввод, такой как регенерация энергии через тормоза, на 100% быстрее. .Компактные размеры позволяют размещать аккумулятор под задним пассажирским сиденьем, чтобы не занимать место для багажа.

Блок управления мощностью

Этот мощный блок управления мощностью, часто называемый PCU, используется для повышения напряжения, поступающего от гибридной батареи, и преобразования его из постоянного в переменный ток. PCU использует управление транзисторами для этой инверсии, а эффективность этих транзисторов оптимизируется за счет их вертикального расположения, так что они охлаждаются с обеих сторон.Более точный контроль нагрева позволяет переключать ток с большей частотой — до 10 000 раз в секунду — что вносит значительный вклад в эффективность системы и передачу мощности на двигатель.

Устройство деления мощности

Это устройство является сердцем гибридной системы, управляя взаимодействием между вышеупомянутыми компонентами. Это позволяет новому Yaris работать как параллельный гибрид с MG2, приводящим автомобиль в действие отдельно, или в сочетании с гибридным бензиновым двигателем.

Подробнее: Представляем совершенно новый Yaris
Подробнее: Конструктивные особенности совершенно нового Yaris
Подробнее: Динамика движения совершенно нового Yaris
Подробнее: Безопасность и особенности оборудования совершенно новый Yaris

Как работают гибридные автомобили? Внутренняя структура и основной принцип

Как работают гибридные автомобили ? Автомобили-вездеходы позволяют автопроизводителям соблюдать требования по экономии топлива и выбросам углерода.Это сравнительно новая концепция, и большинство водителей еще не знакомы с гибридным автомобилем. Итак, это законное любопытство узнать, как это работает и что скрывается под его капотом.

Как работают гибридные автомобили? — Основной принцип

Есть ли у Toyota Prius что-нибудь общее с Cadillac ELR? Или вы можете объединить BMW i3 и Honda CR-Z в одну группу? На первый взгляд это кажется нелогичным. Модели BMW и Cadillac — супер роскошные автомобили, а модели Toyota и Honda — бюджетные версии.Но каждый из них доступен с гибридной трансмиссией!

Гибридный автомобиль имеет двигатель внутреннего сгорания и топливный бак традиционных автомобилей, а также аккумуляторную батарею и электродвигатели электромобилей. Обычно он работает, собирая и повторно используя энергию бензинового двигателя, которая в противном случае пошла бы впустую в стандартных автомобилях.

Гибридная модель — это смесь бензиновых и электромобилей.

Как работают гибридные автомобили? — Внутренняя структура

Очень важно знать об их внутренней структуре, чтобы понять, как они работают.Ознакомьтесь с основными особенностями их строения:

Бензиновый двигатель

Все гибридные модели оснащены этим традиционным двигателем. Фактически, это их основной источник энергии, поскольку они могут вспомнить и повторно использовать полтонны энергии батареи из одного галлона топлива.

Электродвигатель

Помимо традиционного двигателя, в гибридных автомобилях используется электрическая версия. Это компонент, который делает их такими особенными. Для ускорения автомобиля требуется энергия от аккумулятора.Он также возвращает питание аккумулятору в случае замедления движения автомобиля.

ПОДРОБНЕЕ:

Аккумуляторы

Они считаются источником электродвигателя. Они обеспечивают питание двигателя, а также могут вернуть его обратно при необходимости.

Топливный бак

Гибридному автомобилю по-прежнему нужен топливный бак, потому что он использует бензиновый двигатель. Двигатель сжигает топливо и подает энергию на аккумулятор.Тем не менее, автомобилю нужно столько бензина, сколько требуется для работы традиционного автомобиля аналогичной мощности. Передовые технологии гибридных автомобилей способствуют снижению расхода топлива и выбросов углерода.

Трансмиссия

В большинстве гибридных моделей до сих пор используется коробка передач, которую вы видите в стандартных бензиновых автомобилях. Однако автопроизводители пытались разработать что-то новое для этих гибридных версий. Некоторые кроссоверы, такие как Toyota Prius, используют новые трансмиссии, в отличие от тех, что используются в обычных автомобилях.

КПП в Toyota Prius 2011 года выпуска.

Генератор

Генератор получает энергию от бензинового двигателя и подает ее на аккумулятор и электродвигатель. Если быть точным, это устройство, преобразующее топливо в электрическую энергию для аккумулятора и двигателя.

Генератор — обычная деталь в автомобилях с серийной трансмиссией. Такая трансмиссия работает за счет механической энергии, которую бензиновый генератор или аккумулятор подают через электродвигатель.

6 гибридных силовых поездов | Оценка технологий экономии топлива для легковых автомобилей

— это архитектуры HEV и PHEV с разделением мощности, которые обещают значительное улучшение. PHEV также предлагает долгосрочный потенциал для замены ископаемого топлива другими первичными источниками энергии, такими как ядерные или возобновляемые источники электроэнергии, в зависимости от источника топлива в электрической сети, из которой PHEV потребляет электроэнергию.

Аккумулятор для электромобилей

Перспектива широкого внедрения полнофункциональных полностью электрических транспортных средств зависит от значительных достижений в области аккумуляторных технологий, о которых говорилось выше, а коммерческая жизнеспособность этих транспортных средств зависит от прорыва в стоимости аккумуляторов.Достижения в области электродвигателей, силовой электроники и аккумуляторов для автомобильных приложений, которые стали результатом разработки и производства гибридных транспортных средств, возродили интерес к разработке аккумуляторных электромобилей. Однако стоимость, низкая плотность энергии и необходимое время зарядки аккумуляторов будут по-прежнему сдерживать внедрение BEV. Высокий крутящий момент электродвигателей на низких оборотах дает BEV потенциальное преимущество в ускорении по сравнению с обычными транспортными средствами с двигателями внутреннего сгорания, и это может быть привлекательной особенностью для некоторых клиентов

Обзор технологии транспортных средств с нулевым уровнем выбросов, проведенный по заказу Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB), показал, что коммерциализация (десятки тысяч автомобилей) полнофункциональных электромобилей с аккумуляторной батареей не произойдет до 2015 года и что массовое производство (сотни тысяч автомобилей) транспортных средств) не произойдет раньше 2030 года (Kalhammer et al., 2007). Эти прогнозы были основаны на непрерывном развитии технологии литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов, что привело к снижению стоимости, более высокой плотности энергии и сокращению времени зарядки, что позволяет увеличить дальность действия. Они указали на возможную роль городского электромобиля с ограниченным запасом хода (CEV), который может удовлетворить потребности большинства домашних поездок. Однако недавние представления BEV предполагают, что прогресс в технологии и принятии литий-ионных аккумуляторов может быть более быстрым, чем заключение исследования CARB.

Первым коммерческим применением технологии литий-ионных аккумуляторов в транспортных средствах стал Tesla Roadster, высокопроизводительный спортивный автомобиль. Этот автомобиль, из которых было продано около 1000, имеет расход топлива 0,74 галлона / 100 миль (на основе энергетического эквивалента, комбинированный город / шоссе EPA). 2 Производитель заявляет о запасе хода в 244 мили (также EPA в сочетании город / шоссе) и сроке службы батареи более 100 000 миль. 3 Базовая цена в 128 000 долларов указывает на сохраняющуюся проблему стоимости аккумуляторных батарей при их использовании в почти полнофункциональных автомобилях.Tesla объявила, что будет производить и продавать, примерно за половину цены Roadster, пятиместный BEV Tesla S с пробегом 160, 230 или 300 миль, в зависимости от размера дополнительной батареи. 4 Nissan также объявил о производстве Leaf EV, автомобиля с пятью пассажирами и пробегом до 100 миль. 5 Этот автомобиль оснащен литий-ионным аккумулятором общей емкостью 24 кВтч.

В рамках данного исследования наиболее вероятным будущим для большого количества аккумуляторных электромобилей в США является рынок небольших транспортных средств с ограниченным радиусом действия.Электромобили с увеличенным запасом хода (гибриды и PHEV) с большей вероятностью будут удовлетворять потребности рынка полной производительности, работающего на электричестве, как с точки зрения затрат, так и с технологических соображений в течение следующих 15 лет.

ТЕХНОЛОГИЯ АККУМУЛЯТОРА

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в аккумуляторных технологиях за последние 20 лет, аккумуляторные батареи по-прежнему остаются самой сложной технологией при разработке гибридных транспортных средств. На рис. 6.5 показана резкая разница между плотностями энергии современных коммерческих аккумуляторов и бензина, дизельного топлива, этанола, сжатого природного газа и водорода.На момент написания этого отчета во всех серийных гибридных транспортных средствах использовались аккумуляторы с никель-металлогидридным (NiMH) химическим составом. Ожидается, что в ближайшем будущем никель-металлгидридные батареи будут заменены литий-ионными. Было показано, что приемлемость сегодняшних гибридных автомобилей сильно зависит от цены на бензин, о чем свидетельствует быстрый рост продаж гибридных автомобилей в 2008 году, когда цены на бензин были высокими, и тот факт, что продажи гибридных автомобилей резко упали в начале 2009 года, когда цены вернулся к более низким значениям.Ключом к повышению конкурентоспособности гибридных транспортных средств типов HEV и PHEV является коммерческая разработка аккумуляторов с параметрами, которые значительно лучше, чем у современных аккумуляторов, что приводит к снижению стоимости и размеров. Требуются следующие параметрические улучшения:

  • Увеличенный срок службы при увеличенном изменении SOC,

  • Более высокая плотность энергии,

  • Более высокая удельная мощность и

  • Более низкая стоимость.

На рис. 6.6 показаны желательные характеристики аккумуляторов, подходящих для автомобилей HEV, PHEV и полностью электрических (EV или BEV). В HEV используется электрическая тяга в первую очередь в качестве вспомогательного средства для двигателя внутреннего сгорания, поэтому требуется аккумулятор с высокой мощностью, но относительно небольшой энергоемкостью, то есть с высоким отношением мощности к энергии (P / E).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.