Mis on hübriidsõidukisüsteem?
Automaatsed tingimused,  Artiklid,  Sõiduki seade

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Viimasel ajal on elektrisõidukid populaarsust kogumas. Kuid täieõiguslikel elektrisõidukitel on märkimisväärne puudus - väike energiavaru ilma laadimiseta. Sel põhjusel varustavad paljud juhtivad autotootjad mõnda oma mudelit hübriidseadmetega.

Põhimõtteliselt on hübriidauto sõiduk, mille peamine jõuülekanne on sisepõlemismootor, kuid see töötab ühe või mitme elektrimootori ja täiendava akuga elektrisüsteemiga.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Tänapäeval kasutatakse mitut hübriidide kategooriat. Mõni aitab sisepõlemismootorit alles alguses, teine ​​lubab sõita elektrilise veojõu abil. Mõelge selliste elektrijaamade omadustele: mis on nende erinevus, kuidas nad töötavad, samuti hübriidide peamistele plussidele ja miinustele.

Hübriidmootorite ajalugu

Hübriidauto (ehk klassikalise auto ja elektriauto ristmiku) loomise idee ajendiks on kõrgemad kütusehinnad, karmimad sõidukite heitgaaside normid ja suurem sõidumugavus.

Segaelektrijaama arendamise tegi kõigepealt Prantsusmaa ettevõte Parisienne de voitures electriques. Esimene toimiv hübriidauto oli aga Ferdinand Porsche looming. Lohner Electric Chaise'i elektrijaamas toimis sisepõlemismootor elektrienergia generaatorina, mis käivitas kaks eesmist elektrimootorit (paigaldatud otse ratastele).

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Sõidukit esitleti üldsusele 1901. aastal. Kokku müüdi selliseid autosid umbes 300 eksemplari. Mudel osutus väga praktiliseks, kuid selle valmistamine oli kallis, nii et tavaline autojuht ei saanud sellist sõidukit endale lubada. Pealegi ilmus sel ajal odavam ja mitte vähem praktiline auto, mille on välja töötanud disainer Henry Ford.

Klassikalised bensiinimootorid sundisid arendajaid paljudeks aastakümneteks hübriidide loomise ideest loobuma. Huvi rohelise transpordi vastu on kasvanud Ameerika Ühendriikide elektritranspordi edendamise seaduse eelnõu vastuvõtmisega. See võeti vastu 1960. aastal.

Juhuslikult puhkes 1973. aastal ülemaailmne naftakriis. Kui USA seadused pole innustanud tootjaid mõtlema taskukohaste keskkonnasõbralike autode väljatöötamisele, siis sundis kriis seda tegema.

Esimese täishübriidsüsteemi, mille põhiprintsiipi kasutatakse tänapäevalgi, töötas TRW välja 1968. aastal. Kontseptsiooni kohaselt oli koos elektrimootoriga võimalik kasutada väiksemat sisepõlemismootorit, kuid samas ei kadunud masina võimsus ning töö muutus palju sujuvamaks.

Täisväärtusliku hübriidsõiduki näiteks on GM 512 hübriid. Selle jõuallikaks oli elektrimootor, mis kiirendas sõidukit kuni 17 km / h. Sellel kiirusel lülitati sisse sisepõlemismootor, parandades süsteemi jõudlust, mille tõttu auto kiirus kasvas 21 km / h-ni. Kui oli vaja kiiremini minna, lülitati elektrimootor välja ja auto kiirendati juba bensiinimootoril. Kiirusepiirang oli 65 km / h.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Veel üks edukas hübriidauto VW Taxi Hybrid toodi avalikkuse ette 1973. aastal.

Siiani üritavad autotootjad viia hübriid- ja täiselektrilised süsteemid tasemele, mis muudaks need konkurentsivõimeliseks võrreldes klassikaliste sisepõlemismootoritega. Kuigi seda pole veel juhtunud, on paljud arengud õigustanud nende arendamiseks kulutatud miljardeid dollareid.

Kolmanda aastatuhande algusega nägi inimkond uudsust nimega Toyota Prius. Jaapani tootja vaimusünnitus on saanud "hübriidauto" mõiste sünonüümiks. Sellest arengust on laenatud palju kaasaegseid arenguid. Praeguseks on loodud suur hulk kombineeritud paigaldiste modifikatsioone, mis võimaldab ostjal valida enda jaoks parima variandi.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Kuidas hübriidsõidukid töötavad

Ärge segage hübriidmootorit täis elektrisõidukiga. Mõnel juhul on tegemist elektripaigaldisega. Näiteks linnarežiimis, kui auto on ummikus, viib sisepõlemismootori kasutamine mootori ülekuumenemiseni, samuti suureneb õhusaaste. Selliste olukordade jaoks on elektripaigaldis aktiveeritud.

Disaini järgi koosneb hübriid:

  • Peamine toiteplokk. See on bensiini- või diiselmootor.
  • Elektrimootor. Sõltuvalt modifikatsioonist võib neid olla mitu. Tegevuspõhimõtte järgi võivad need olla ka erinevad. Näiteks saab mõnda kasutada rataste täiendava ajamina ja teisi mootori abina, kui auto seisma panna.
  • Lisapatarei. Mõnes autos on see väikese võimsusega, mille energiavarustus on piisav elektripaigaldise lühiajaliseks aktiveerimiseks. Teistes on selle aku mahutavus suur, nii et sõidukid saaksid elektrist vabalt liikuda.
  • Elektrooniline juhtimissüsteem. Keerukad andurid jälgivad sisepõlemismootori tööd ja analüüsivad masina käitumist, mille põhjal elektrimootor sisse / välja lülitatakse.
  • Inverter. See on akust kolmefaasiliseks elektrimootoriks vajaliku energia muundur. See element jaotab koormuse ka erinevatele sõlmedele, olenevalt installi muudatustest.
  • Generaator. Ilma selle mehhanismita on põhi- või täiendava aku laadimine võimatu. Nagu tavaliste autode puhul, töötab ka generaator sisepõlemismootoriga.
  • Soojustagastussüsteemid. Enamik kaasaegseid hübriide on varustatud sellise süsteemiga. See „kogub“ lisaenergiat sellistest auto osadest nagu pidurisüsteem ja veermik (kui auto liigub näiteks mäest üles, kogub muundur vabanenud energia akusse).
Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Hübriidjõuseadmeid saab käitada eraldi või paarikaupa.

Töö skeemid

Edukaid hübriide on mitu. Neid on kolm peamist:

  • järjekindel;
  • paralleelne;
  • järjestikune-paralleelne.

Seerialülitus

Sellisel juhul kasutatakse sisepõlemismootorit elektrimootorina elektrimootorite töötamiseks. Tegelikult pole bensiini- või diiselmootoril otsest seost auto käigukastiga.

See süsteem võimaldab mootoriruumi paigaldada väikese võimsusega väikese võimsusega mootoreid. Nende peamine ülesanne on pingegeneraatori juhtimine.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Need sõidukid on sageli varustatud taastesüsteemiga, mille kaudu mehaaniline ja kineetiline energia muundatakse aku laadimiseks elektrivooluks. Sõltuvalt aku suurusest suudab auto sisepõlemismootorit kasutamata läbida teatud vahemaa ainult elektrilise veojõu abil.

Selle hübriidide kategooria kuulsaim näide on Chevrolet Volt. Seda saab laadida nagu tavalist elektriautot, kuid tänu bensiinimootorile on sõiduulatus oluliselt suurenenud.

Paralleelahel

Paralleelsete paigalduste korral töötavad sisepõlemismootor ja elektrimootor tandemina. Elektrimootori ülesanne on vähendada põhiseadme koormust, mis toob kaasa märkimisväärse kütusesäästu.

Kui sisepõlemismootor on käigukastist lahti ühendatud, suudab auto läbida teatud kauguse elektrilisest veojõust. Kuid elektrilise osa peamine ülesanne on tagada sõiduki sujuv kiirendus. Peamine jõuallikas sellistes modifikatsioonides on bensiinimootor (või diiselmootor).

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Kui auto aeglustub või liigub sisepõlemismootori töö juurest, toimib elektrimootor aku laadimiseks generaatorina. Tänu sisepõlemismootorile ei vaja need sõidukid kõrgepinge akut.

Erinevalt järjestikustest hübriididest on neil seadmetel suurem kütusekulu, kuna elektrimootorit ei kasutata eraldi jõuallikana. Mõnes mudelis, näiteks BMW 350E iPerformance, on elektrimootor käigukasti integreeritud.

Selle tööskeemi tunnuseks on suur pöördemoment madalatel väntvõlli kiirustel.

Seeriaparalleelne vooluahel

Selle vooluringi töötasid välja Jaapani insenerid. Seda nimetatakse HSD-ks (Hybrid Synergy Drive). Tegelikult ühendab see elektrijaama kahe esimese tüübi funktsioonid.

Kui auto peab liiklusummikus käima või aeglaselt liikuma, aktiveeritakse elektrimootor. Suurel kiirusel energia säästmiseks on ühendatud bensiini- või diiselmootor (olenevalt sõiduki mudelist).

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Kui peate järsult kiirendama (näiteks möödasõidul) või kui auto läheb ülesmäge, töötab elektrijaam paralleelsel režiimil - elektrimootor aitab sisepõlemismootorit, mis vähendab selle koormust ja säästab selle tulemusena kütusekulu.

Sõiduki sisepõlemismootori planetaarühendus kannab osa võimsusest jõuülekande põhikäigule ja osaliselt generaatorile aku või elektriajami laadimiseks. Sellises skeemis on paigaldatud keeruline elektroonika, mis jaotab energiat vastavalt olukorrale.

Silmapaistvaim näide seeriaparalleelse jõuülekandega hübriidist on Toyota Prius. Kuid mõned Jaapani tuntud mudelite modifikatsioonid on selliseid paigaldusi juba saanud. Selle näiteks on Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h. Selle tehnoloogia ostsid ka mõned Ameerika ettevõtted. Näiteks leidis arendus tee Ford Escape Hybridi.

Hübriidagregaatide tüübid

Kõik hübriidjõuseadmed liigitatakse kolme tüüpi:

  • pehme hübriid;
  • keskmine hübriid;
  • täielik hübriid.

Igal neist on nii oma funktsioon kui ka ainulaadsed omadused.

Mikrohübriidjõuseade

Sellised elektrijaamad on sageli varustatud taastesüsteemiga, nii et kineetiline energia muudetakse elektrienergiaks ja tagastatakse akule.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Neis olev ajamimehhanism on starter (võib toimida ka generaatorina). Sellistes seadmetes ei ole elektrilist vedu. Skeemi kasutatakse koos sisepõlemismootori sagedaste käivitustega.

Keskmine hübriidajam

Sellised autod ei liigu ka elektrimootori tõttu. Elektrimootor on sel juhul koormuse suurenemisel peatoiteüksuse abiline.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Sellised süsteemid on varustatud ka taastesüsteemiga, mis kogub vaba energiat akusse tagasi. Keskmised hübriidseadmed pakuvad tõhusamat soojusmootorit.

Täielik hübriidajam

Sellistes rajatistes on suure võimsusega generaator, mida juhib sisepõlemismootor. Süsteem aktiveeritakse väikese sõidukiirusega.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Süsteemi efektiivsus avaldub funktsiooni "Start / Stop" olemasolul, kui auto liigub liiklusummikus aeglaselt, kuid peate valgusfoorides järsult kiirendama. Täieliku hübriidpaigalduse eripära on võime sisepõlemismootor välja lülitada (sidur on lahti) ja elektrimootori juhtimine.

Klassifitseerimine elektrifitseerimise astme järgi

Tehnilises dokumentatsioonis või automudeli nimel võivad esineda järgmised mõisted:

  • mikrohübriid;
  • kerge hübriid;
  • täielik hübriid;
  • pistikhübriid.

Mikrohübriid

Sellistesse autodesse on paigaldatud tavaline mootor. Neid ei juhita elektriga. Need süsteemid on varustatud kas käivitamise / peatamise funktsiooniga või on varustatud regeneratiivpidurisüsteemiga (pidurdamisel laaditakse akut uuesti).

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Mõni mudel on varustatud mõlema süsteemiga. Mõned eksperdid usuvad, et selliseid sõidukeid ei peeta hübriidsõidukiteks, sest nad kasutavad ainult bensiini- või diiselmootorit ilma elektriajamiga integreerimata.

Kerge hübriid

Sellised autod ei liigu ka elektri tõttu. Nad kasutavad ka soojusmasinat, nagu eelmises kategoorias. Ühe erandiga - sisepõlemismootorit toetab elektripaigaldis.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Nendel mudelitel pole hooratast. Selle funktsiooni täidab elektriline starter-generaator. Elektrisüsteem suurendab väikese võimsusega mootori tagasilööki tugeva kiirenduse ajal.

Täielik hübriid

Neid sõidukeid mõistetakse kui sõidukeid, mis suudavad elektrilise veojõu abil läbida teatud vahemaa. Sellistes mudelites võib kasutada mis tahes ülalnimetatud ühendusskeemi.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Selliseid hübriide ei laadita vooluvõrgust. Aku laaditakse regeneratiivpidurisüsteemi ja generaatori energiaga. Ühe laadimisega läbitav vahemaa sõltub aku mahust.

Hübriidsed pistikprogrammid

Sellised autod võivad töötada elektrisõidukina või töötada sisepõlemismootoriga. Tänu kahe elektrijaama kombinatsioonile on tagatud korralik kütusekulu.

Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Kuna mahukat akut on füüsiliselt võimatu paigaldada (elektrisõidukites võtab see gaasipaagi koha), võib selline hübriid ühe laadimisega läbida kuni 50 km ilma laadimiseta.

Hübriidautode eelised ja puudused

Praegu võib hübriidi pidada üleminekulüliks soojusmootorilt keskkonnasõbralikule elektrianaloogile. Ehkki lõppeesmärk pole veel saavutatud, on tänu kaasaegsete innovaatiliste arenduste juurutamisele elektritranspordi arengus positiivne trend.

Kuna hübriidid on üleminekuvõimalus, on neil nii positiivseid kui ka negatiivseid punkte. Plusside hulka kuuluvad:

  • Kütusekulu. Sõltuvalt toitepaari toimimisest võib see indikaator tõusta kuni 30% või rohkem.
  • Laadimine ilma vooluvõrku kasutamata. See sai võimalikuks tänu kineetilise energia taastamise süsteemile. Kuigi täislaadimist ei toimu, siis kui insenerid saavad ümberehitust paremaks muuta, ei vaja elektrisõidukid üldse pistikupesa.
  • Võimalus paigaldada väiksema mahu ja võimsusega mootor.
  • Elektroonika on palju ökonoomsem kui mehaanika, nad jagavad kütust.
  • Mootor kuumeneb vähem ja liiklusummikutes sõites kulub kütust.
  • Bensiini / diisli ja elektrimootorite kombinatsioon võimaldab teil jätkata sõitmist, kui suure võimsusega aku on tühi.
  • Tänu elektrimootori tööle saab sisepõlemismootor töötada stabiilsemalt ja vähem müra.
Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Hübriidseadmetel on ka korralik puuduste loetelu:

  • Aku muutub kiireks kasutuskõlbmatuks suure laadimis- / tühjendustsüklite tõttu (isegi kergetes hübriidsüsteemides);
  • Aku on sageli täiesti tühi;
  • Selliste autode osad on üsna kallid;
  • Eneseremont on peaaegu võimatu, kuna see nõuab keerukaid elektroonilisi seadmeid;
  • Võrreldes bensiini- või diiselmudelitega maksavad hübriidid mitu tuhat dollarit rohkem;
  • Regulaarne hooldus on kulukam;
  • Kompleksne elektroonika nõuab hoolikat käitlemist ja ilmnenud vead võivad mõnikord katkestada pika reisi;
  • Raske on leida spetsialisti, kes suudaks elektrijaamade tööd korralikult reguleerida. Seetõttu peate kasutama kallite professionaalsete ateljeede teenuseid;
  • Patareid ei talu olulisi temperatuurikõikumisi ja tühjenevad ise.
  • Vaatamata keskkonnasõbralikkusele elektrimootori töötamise ajal on akude tootmine ja kõrvaldamine väga saastav.
Mis on hübriidsõidukisüsteem?

Selleks, et hübriidid ja elektrisõidukid saaksid sisepõlemismootorite tõeliseks konkurendiks, on vaja täiendada jõuallikaid (nii et need salvestaksid rohkem energiat, kuid samal ajal ei oleks väga mahukad), kui ka kiirlaadimissüsteeme, kahjustamata akut.

Küsimused ja vastused:

Mis on hübriidsõiduk? See on sõiduk, mille liikumises osaleb rohkem kui üks jõuallikas. Põhimõtteliselt on see segu elektriautost ja klassikalise sisepõlemismootoriga autost.

Mis vahe on hübriidil ja tavalisel autol? Hübriidautol on elektriauto eelised (mootori vaikne töö ja sõit ilma kütust kasutamata), kuid aku laetuse langemisel lülitub sisse peajõuallikas (bensiin).

Lisa kommentaar