Як різні гібридні технології працюють в автомобілях

В даний час гібридний автомобіль, який одержав демократизацію, переживає період свого розквіту, перехідний період між тепловим та електричним приводом, тому в автомобілях використовуються ці дві технології одночасно. Тим не менш, ви повинні знати, що за цим універсальним терміном ховається ціла різноманітність технологій, починаючи від анекдотичних гібридів до важких гібридів. Отже, погляньмо на різні існуючі гібридизації, а також на всі плюси і мінуси останнього.

Перш ніж розглядати різні топології та технічні архітектури гібридних автомобілів (різні збирання), ми спочатку проведемо класифікацію шляхом калібрування пристроїв.

Різні рівні гібридизації

гібрид дуже слабкий MHEV («мікрогібрид» / «ХИБНА» гібридизація)

Напруга:	Низький / 48 В
Перезаряджається:	немає
Електричне водіння:	немає
надлишкова вага:	<30 кг
Ємність батареї:	<0.8 кВтч

Певні рівні гібридизації дуже легкі, це, зокрема, має місце за допомогою 48 на рівні шківа колінчастого валу (до того, як це було обмежено зупинкою і запуском, генератор-стартер не отримував струму, щоб мати можливість допомогти двигуну. . мотор) . Оснащений мікроскопічними батареями розміром менше 0.7 кВтг, Я не вважаю цю технологію справді гібридизацією. Зусилля, створювані електричним пристроєм, є занадто анекдотичними, щоб оцінювати їх як такі. А оскільки крутний момент передається на колеса через двигун (через шків демпфера), очевидно, що 100% електричний рух буде неможливо. Остерігайтеся виробників, які додають тонни в цей вид технологій, дозволяючи вам повірити в послідовну гібридизацію (насправді це все, що потрібно заощадити кілька грамів для екологічних штрафів). Тому хочу відрізняти цю гібридизацію від наступних.

Остерігайтеся виробників, які зловживають цим, гібридизацію MHEV можна описати як «фікцію», тому що це так анекдотично.

Ви дізнаєтесь їх за номенклатурою 48V чи MHEV. Ми можемо навести, наприклад, e-TSI або Ecoboost MHEV.

М'який гібрид («справжній» гібрид) HEV

Напруга:	Високий / ~ 200 В
Перезаряджається:	немає
Електричне водіння:	да
надлишкова вага:	Від 30 до 70 кг
Ємність батареї:	Від 1 до 3 кВтг

Тому ми більше не тут, у

дуже

світла, яке обіцяє занадто мало (ми переходимо від менше 0.5 кВтг до значень у діапазоні від Від 1 до 3 кВтг, або від 1 до 3 км на повністю електричному). Таким чином, тут ми говоримо про легку гібридизацію, але все ж таки послідовну гібридизацію (щоб бути пов'язаною з категорією, зазначеною після [PHEV], тут це різновид легкого PHEV і, отже, не перезаряджається). Таким чином, ми можемо їздити повністю електрикою, навіть якщо це дуже коротка відстань. Метою тут є насамперед скорочення споживання, а не подолання 100% дистанції електричного руху. Найбільш сприятливим контекстом є свічки, середовище, в якому сучасні зменшені двигуни з прямим упорскуванням стають найбільш енергоємними (багатша суміш для охолодження двигуна, яка в основному сприяє збідненій суміші, але це лише частина пояснення). Таким чином, ви майже нічого не отримаєте на швидкісних автомагістралях: національних/відомчих/автомагістралях. У цьому контексті дизельне паливо залишається вигіднішим (отже, і для планети!).

Найвідоміша з усіх – це гібридизація HSD від Toyota, тому що вона існує вже багато років! Тому він також є найпоширенішим… Його надійність добре відома, а його робота дуже продумана.

Нещодавно ми будемо посилатися на гібрид Renault E-Tech, який, як і Toyota, втілений у власних технологіях, яких немає ні в кого (тут вам не постачальник обладнання, а бренд, який навіть розробив його). . Те саме і з Mitsubishi IMMD.

Гібрид PHEV («Справжній» гібрид), що підключається.

Напруга:	Дуже високий / ~ 400 В
Перезаряджається:	да
Електричне водіння:	да
надлишкова вага:	Від 100 до 500 кг
Ємність батареї:	Від 7 до 30 кВтг

Такий гібрид можна кваліфікувати як «важкий», тому що бортове обладнання далеко не анекдотичне та легке (від 100 до 500 кг зайвих: акумулятор, силова електроніка та електродвигун).

Потім ми завантажуємо батарею, яка може змінюватись від Від 7 до 30 кВтг, вистачить проїхати від 20 до майже 100 км залежно від машини (найсучаснішої).

Як і у випадку з іншими калібруванням гібридизації, у нас є ціла низка технологій. Ми, як і раніше, знаходимо гібрид Renault E-Tech, але тут він пов'язаний з великою батареєю, що перезаряджається, через зовнішню розетку. Тому що, якщо Clio має полегшену версію на 1.2 кВтг, Captur або Mégane 4 можуть отримати вигоду від версії 9.8 кВтг, яку ми, отже, кваліфікуватимемо як важку гібридизацію. X5 45e отримає вигоду від версії на 24 кВтг, чого достатньо, щоб проїхати 90 км повністю електричним.

Цей тип автомобіля на всій електричній потужності може розігнатися до 130 км/год, виробники начебто зафіксували себе на цьому темпі (вони пропонують майже все те саме).

Більшість гібридів цього типу, як правило, мають електродвигун, розташований навпроти перетворювача зчеплення/крутного моменту, отже, між двигуном та коробкою передач. Renault електрифікувала коробку передач і зняла зчеплення, а Toyota використовує планетарну зубчасту передачу для об'єднання теплових та електричних сил, що впливають на колеса (система HSD більше не горить, коли ви додаєте до неї акумулятор на 8.8 кВтг. Акумулятор, який можна перезаряджати через розетку).

Різні архітектури гібридних автомобілів

Світильник у зборі MHEV / Micro hybrid 48V

Ця система працює за більш низьких напруг, а саме 24 або 48 В (майже завжди 48 В). Цього разу йдеться про оснащення автомобіля «відмінною» системою зупинки та запуску, яка не обмежується перезапуском автомобіля. Більше того, він допомагає тепловому двигуну, навіть коли він перебуває в русі. Ця система не дозволяє вам керувати повністю електрично, але виявляється гнучким і легким процесом, який можна встановити будь-де! Зрештою, це, мабуть, найрозумніша система з усіх, навіть якщо на перший погляд вона здається вам трохи легкою. Але саме світлий аспект робить його цікавим…

Паралельне гібридне розташування

У цій конфігурації два двигуни можуть обертати колеса, або лише термічний, або тільки електричний (на повних гібридах), або одночасно. Накопичення повноважень залежатиме від певних змінних (див. нижче: накопичення повноважень). Також зверніть увагу, що деякі вузли можуть трохи відрізнятися, але логіка залишається схожою: електричні та теплові керують колесами через коробку передач. Як приклад можна навести німецькі гібриди, такі як системи e-Tron/GTE. Ця система поширюється дедалі більше і має стати більшістю.

Читати: подробиці експлуатації гібридизації e-Tron (поперечної та поздовжньої) та GTE.

Зверніть увагу, що я вирішив зробити свої схеми із поперечним розташуванням двигуна, тобто більшості наших автомобілів. Розкішні седани зазвичай перебувають у поздовжньому положенні. Також зверніть увагу, що я вказую тут муфту, яка відключає двигун від трансмісії (тому було б необхідно додати на додаток до схеми муфту або перетворювач між електродвигуном і коробкою передач. Але деякі люди підключають електродвигун безпосередньо до коробки передач, наприклад з E-Tense та HYbrid / HYbrid4 від PSA)

Це система на Мерседесі із поздовжнім двигуном. Я виділив червоним кольором електродвигун, розташований навпроти перетворювача моменту, що крутить. Справа коробка передач (планетарна, тому що BVA), а ліворуч двигун.

Серія гібридних кріплень

Інші системи бачили це інакше, оскільки тільки електродвигун може рухати колеса. Тоді тепловий двигун буде служити тільки як електрогенератор для підзарядки батарей. Сам собою двигун немає зв'язку з трансмісією і, отже, з колесами, навряд чи є частиною механіки, настільки, що його відкладають убік. Тут можна послатися на BMW i3 або Chevrolet Volt/Opel Ampera (бінокль).

Тут тільки електродвигун може рухати машину, оскільки він єдиний, хто з'єднується із колесами. Можна вважати, що це електромобіль, який матиме додатковий генератор для збільшення автономності. Від теплового двигуна, який виробляє сотні кінських сил, особливої ​​користі не було б, оскільки він слугує лише для вироблення електрики.

Послідовно-паралельний монтаж

Тут у вас напевно буде більше проблем зі швидким схоплюванням концепції… Справді, вона виявляється настільки ж розумною, як і важкою для розуміння. Частково причина криється в планетарній зубчастій передачі, яка дозволяє накопичувати на одному валу потужність, що надходить від двох різних джерел: електродвигуна та теплового двигуна. Це також складність кількості рухомих елементів, які працюють разом, а також безліч режимів роботи, які роблять систему в глобальному масштабі складною для засвоєння (суміш складних концепцій, пов'язаних з ланцюгом передачі, зокрема з епіциклічним поїздом, але також і з використанням електромагнітної сили як для генерації струму, так передачі крутного моменту з ефектом зчеплення). Він називається послідовним / паралельним, тому що він трохи поєднує у собі два способи функціонування (що ускладнює справу…).

Докладніше: як працює гібрид Toyota (HSD).

Складання варіюється від покоління до покоління, але принцип той же

Фактична діаграма перевернута, тому що якщо дивитися з протилежного боку…

Дисоційований/диференційований гібрид

Ми можемо навести, наприклад, систему PSA (або, швидше, Aisin) Hybrid4, в якій електродвигун для задніх коліс, в той час як передній є звичайним з тепловим двигуном (іноді він також є гібридним спереду, як Rav4 HSD або навіть друге покоління HYbrid2 та HYbrid4 у деяких випадках).

Різні рівні гібридизації

Перш ніж розглядати різні способи створення гібридного автомобіля, давайте спочатку подивимося на словник, який описує різні можливі гібридизації:

• повний гібрид : буквально «повний гібрид»: електричний потужністю не менше 30% загальної потужності. Електродвигун (а їх може бути декілька) здатний автономно забезпечувати рух на кілька кілометрів.
• підключається гібрид : Повний гібрид, що підключається. Батареї можна підключати безпосередньо до електричної мережі.
• м'який гібрид / Мікрогібрід : у цьому випадку автомобіль не зможе їздити повністю електрикою навіть на короткі відстані. Таким чином, тепловізор завжди буде увімкнений. Сучасні версії 48V навіть систематично надають допомогу двигуну через шків демпфера. У перших версіях 2010-х він був обмежений удосконаленими Stop та Sart, тому що ним керував генератор-стартер, а не звичайний стартер (тому ми можемо відновлювати енергію під час уповільнення, чого не могло бути у випадку з класичний стартер звичайно)

Чому сили не накопичуються весь час?

У разі гібрида з приводом від електродвигуна, який сам заряджається від термогенератора (або двигуна…), легко зрозуміти, що нічого не потрібно робити… Нехай теплова потужність становить 2 або 1000 кінських сил. нічого не змінить, оскільки використовується лише для заряджання батарей. В основному можна грати лише на швидкості перезаряджання.

Для більш традиційної системи (автомобіль традиційної конструкції з підтримуючим електродвигуном) потужність електричного та теплового двигуна накопичувати але не обов'язково давати в результаті просте складання повноважень.

Справді, кілька факторів можуть вплинути на кумуляцію, наприклад:

• Компонування системи (чи приводитиме в рух ті ж колеса, що і тепловізор? Немає на Hybrid4, наприклад, паралельний гібрид або послідовно-паралельний)
• Потужність батареї (що живить електродвигун) відіграє дуже важливу роль. Тому що на відміну від терміка, який живиться паливом з бака (2 літри достатньо, щоб живити V8 потужністю 500 к.с. протягом кількох секунд), електродвигун не зможе віддати всю свою потужність, якщо батареї недостатньо (принаймні як стільки ж, скільки двигун, який має бути приведений в дію), що має місце на деяких моделях. Якщо порівнювати з тепловозним автомобілем, це як би витрата палива була обмежена.
• Технічні характеристики двох пов'язаних двигунів. Двигун не розвиває однакову потужність у всьому діапазоні швидкостей (кажуть, що двигун має X кінських сил при X обертах/хв, потужність, яка стає різною за Y всіх/хв). Таким чином, коли два двигуни об'єднані, максимальна потужність не досягає максимальної потужності двох двигунів. Приклад: теплова потужність 200 л. при 3000 об/хв у поєднанні з електричною потужністю 50 л. при 2000 об/хв не зможе дати 250 л. при 3000 об/хв, оскільки електродвигун мав максимальну потужність (50) за 2000 т/хв. При 3000 об/хв він розвиватиме всього 40 к.с., тому 200 + 40 = 240 к.с.

Всі коментарі та реакції

останній коментар опублікований:

Emrys per (Дата: 2021, 06:30:07)

Lexus RX 400h 2010 р.в.

У мене проблема із зарядкою акумулятора 12В. Потрібна допомога будь ласка

Він Я. 1 реакція (і) на цей коментар:

• Адміністратор АДМІНІСТРАТОР САЙТУ (2021-07-01 10:32:38): Оскільки немає генератора змінного струму, він пов'язаний із силовою електронікою, яка керує електричними потоками.

(Ваш пост буде видно під коментарем після перевірки)

написати коментар

Які з цих брендів найбільше надихають вас щодо розкоші?