1.Конструктивные схемы гсу

Центральным элементом ГСУ является комбинированная микропроцессорная система управления, обеспечивающая работу двигателя внутреннего сгорания на постоянном режиме минимального удельного расхода топлива при всех скоростных и нагрузочных режимах транспортного средства путем регулирования работы электроагрегатов и механических узлов силовой установки.

Современные гибридные силовые установки включают ДВС или двигатель – генераторные агрегаты и тяговые накопители энергии, которые совместно с комбинированными электромеханическими трансмиссиями строятся по принципу последовательной или параллельной архитектуры, а также по схеме «сплит», реализующую последовательно-параллельную систему. Анализ современных гибридных автомобилей показывает, что мировыми автомобилестроительными фирмами разработаны опытные образцы гибридных автомобилей всех структурных схем.

В случае последовательной схемы двигатель внутреннего сгорания отдает энергию только генератору, который либо питает только тяговый электродвигатель, либо дополнительно заряжает накопитель энергии. При нехватке энергии генератора для обеспечения необходимого режима работы автомобиля тяговый электродвигатель получает дополнительную энергию от накопителя энергии, при избытке ее - отдает избыток в накопитель. При желании возможно на ограниченном протяжении пути движение в режиме электромобиля с выключенным двигателем внутреннего сгорания.

В случае параллельной схемы двигатель внутреннего сгорания через соответствующую механическую трансмиссию отдает энергию ведущим колесам автомобиля и через специальную систему отбора мощности может при избытке энергии через генератор питать накопитель энергии, а при дефиците энергии через эту же систему получать дополнительную энергию от накопителя через элементы электротрансмиссии.

Далее проводится рассмотрение трех структурных схем ГСУ последовательной, параллельной, и схемы "сплит", которую нужно считать симбиозом параллельной и последовательной схемы.

1.1. Последовательная схема гибридной силовой установки

В этом случае двигатель внутреннего сгорания работает только на генератор, при этом выбирается режим минимального расхода топлива. Энергия, вырабатываемая генератором, подается либо на тяговый электродвигатель, либо в накопитель энергии и на тяговый электродвигатель, либо только в накопитель энергии. Тяговый электродвигатель обеспечивает весь необходимый силовой и скоростной диапазоны транспортного средства и при замедлении транспортного средства работает в режиме генератора, обеспечивая рекуперацию энергии торможения. Принципиальная схема последовательной ГСУ представлена на рисунке 1.

Достоинствами последовательной схемы являются возможность работы первичного двигателя (ДВС) на постоянном режиме минимального расхода топлива, простота управления силовой установкой и отсутствие специальных узлов трансмиссии, широкие компоновочные возможности, позволяющие легко скомпоновать силовую установку в подкапотном пространстве существующего автомобиля.

Недостатками последовательной схемы является слишком малый КПД системы превращения энергии от ДВС до приводных колес из – за двукратного превращения одного вида энергии в другой: механической в электрическую и затем электрической в механическую и обязательное наличие двух электромашин большой мощности.