35. Применение систем рекуперации кинетической энергии в автомобилях без гибридного привода

Система рекуперации кинетической энергии это технология позволяющая накапливать кинетическую энергию, возникающую при торможении средства передвижения, и использовать ее для придания дополнительного ускорения в момент разгона. Например, система KERS, последние два сезона широко используется в гонках Формулы 1. Спортивные соревнования в этом классе автомобилей давно считается обкаткой новых технологий для дальнейшего внедрения в повседневную жизнь. Рекуперацию кинетической энергии ввели в Формулу 1 не только для зрелищности гонок, но и для продвижения гибридных безопасных для окружающей среды технологий. Предполагается, что производители KERS смогут в дальнейшем адаптировать систему для серийных автомобилей.

Существует три вида системы рекуперации кинетической энергии: электрическая, механическая и гидравлическая.

Электрическая система является самой распространенной. Именно эту технологию развивают в Формуле 1. Этот вид использует подключенный к трансмиссии гоночного болида генератор. Он преобразует механическую энергию в электрическую, которая накапливается в аккумуляторах. Пилоту Формулы 1 можно использовать около 60 киловатт энергии на круге. Он может это сделать за один раз, использовав всю накопленную энергию разом, или нескольку раз в нескольких местах круга. Активация происходит путем нажатия кнопки “BOOST” на руле.

У электрической системы есть один, но существенный минус: большие потери при трансформации механической энергии в электрическую. Но, благодаря простоте реализации такой технологии, электрический вариант в 2009 году пришел в Формулу 1.

Механическая система пока не применяется в гонках, но создатели этого вида системы рекуперации кинетической энергии надеются в ближайшем будущем запустить ее на некоторых спортивных автомобилях. Плюсы основанные на маховике очевидны. При торможении система получает кинетическую энергию на маховое колесо. Оно раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. При включении системы, маховик передает энергию на заднюю ось гоночного болида, и тот получает нужное ускорение. Самый главный плюс механической системы KERS – меньшая потеря энергии. Все дело в том, что при реализации такой системы рекуперации кинетической энергии не нужно будет трансформировать один вид энергии в другой.

Гидравлическая система использует торможение для накопления гидравлического давления, которое можно будет передать на колеса при необходимости.

Наиболее интересным, на сегодняшний день, является механическое решение сохранения кинетической энергии.

Такие компании как Volvo, Porsche работают над внедрением систем рекуперации кинетической энергии в серийные автомобили.

36. Система управления гибридной силовой установкой, устройство и работа ее компонентов

Гибридная силовая установка сочетает в себе современный двигатель внутреннего сгорания, технологически совмещенный с электромоторами. Весь комплекс управляется электронной системой, и, конечно же, все компоненты отличаются высочайшим качеством. Гибридная силовая установка управляет расходом энергии в зависимости от условий движения автомобиля.

Контроллер цепи высокого напряжения: по положению селектора, педали акселератора и по значению скорости движения КЦВН вычисляет нужное значение момента для движения ТС. Создает суммарный крут. момент сочетая мощность тягового ЭД и ДВС. Крут. момент ДВС вычисляется на основании действия водителя и сост. автомобиля. Для создания необходимого крут. момента КЦВН направляет данные на блок управления ДВС. КЦВН отслеживает уровень зарядки высоковольтной АКБ, температуру АКБ и ЭМ (электр. машин); состояние АКБ и управляет вентилятором ее охлаждения. Когда селектор находится в положении N КЦВН разрывает цепь ЭМ. Если ведущие колеса теряют сцепление с дорогой, то КЦВН ограничивает момент тягового ЭД чтобы не перегружать планетарный редуктор и не заставлять генератор производить лишнюю электроэнергию. КЦВН управляет зарядкой вспомогательной батареи используя преобразователь напряжения.

Блок управления ДВС: от КЦВН получает запрос на необходимую частоту вращения колен. вала и управляет системой газораспределения, подъема клапанов; регулирует величину цикловой подачи топлива и угол опережения зажигания.

Компонент управления питанием ЭМ (МG-1, MG-2): электр. генератор MG-1 (привод от ДВС) вырабатывает то высокого напряжения для зарядки АКБ. Стартер MG-2 получает питание от MG-1 или от АКБ и предназначен для привода ведущих колес. MG-2 производит энергию для зарядки высоковольтной батареи в режиме рекуперации. Датчики скорости вращения определяют скорость вращения и угл. положение ротора MG-1, MG-2 и передают эти данные на КЦВН. Также поступают и датчики температуры MG-1, MG-2.

Преобразователь напряжения: преобразовывает напряжение для питания MG-1, MG-2 или наоборот переменное в постоянное для зарядки АКБ. Преобразователем напряжения управляет КЦВН. Преобразователь напряжения по команде КЦВН через контроллер ЭМ повышает напряжение от 288 до 650 В.

Преобразователь постоянного напряжения: снижает пост. напряжение с 288 до 12 В, чтобы обеспечить питание бортового оборудования и для зарядки вспомог. АКБ.

Блок управления ABS/TRC: по рекуперативному торможению определяется давление в торм. системе.

Датчик состояния высоковольтной АКБ: отслеживает выс. АКБ и вентилятор. Данные передаются на КЦВН.

Механизм управления КПП: получает сигнал от датчика селектора и управляет MG-1 и MG-2 в определенном режиме движения, соответст. положению селектора.

Переключатель режима КПП: переключает режим управления ЭМ и ДВС.

Система управления при столкновении: если КЦВН получит сигнал о раскрытии подушек безопасности, то он отключит главное реле системы, чтобы ее обесточить.

Работа круиз-контроля: определяется оптимальное состояние ДВС и ЭМ, чтобы поддерживать выбранный водителем режим движения автомобиля.

Работа адаптивного круиз-контроля: работает аналогично обычному с тем отличием, что дополнительно получает сигналы радиолокационного дальномера и контроллера дистанции.

Индикаторы и предупредительные сигналы: система извещает водителя о статусе авто и неисправностей постоянным вкл. или миганием предупредительных индикаторов.

Диагностика: при неисправности КЦВН проводит диагностику.

Работа в аварийном режиме: при неисправности КЦВН выкл. исполнительный орган в аварийный режим работы по данным, записанным в память.