2 Анализ схем гибридных электромобилей в зависимости от комбинации их приводов.
Гибридный автомобиль — автомобиль, использующий для привода ведущих колёс более одного источника энергии.
Современные автопроизводители часто прибегают к совместному использованию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя, что позволяет избежать работы ДВС в режиме малых нагрузок, а также реализовывать рекуперацию кинетической энергии, повышая топливную эффективность силовой установки. Другой распространённый вид гибридов — автомобили, в которых ДВС совмещён с двигателями, работающими на сжатом воздухе.
Типологию современных гибридных электромобилей нельзя назвать устоявшейся. Классифицируют их по разным критериям. Это тип топлива, конструкции гибридной силовой установки (ГСУ) и трансмиссии, каким образом на электрический привод подаётся необходимая электроэнергия , комбинаций их приводов , степень электрификации, режимы работы, доля участия разных моторов в движении.
Привод полного гибрида hev
Полный гибрид (Strong Hybrid). Он обеспечивает, кроме прочего, движение только от электродвигателя-генератора, при неработающем ДВС.
Рисунок 5 – Схема «полной» ГСУ.
Электромотор здесь ещё большей мощности, 60…100 кВт, а на грузовиках и автобусах – до 250 кВт. В этой коробке передач уже нет гидротрансформатора – его роль с успехом выполняет электромотор. Он же используется и в качестве генератора для пополнения заряда высоковольтной АБ. Разумеется, режим рекуперации здесь тоже имеется. ДВС подключается в работу только при необходимости. Для движения на электротяге, при отключенном ДВС, предусмотрена специальная фрикционная муфта, отсоединяющая его от коробки передач. Вместо импульсного масляного насоса установлен электрический – IEP (Integrated Electric Oil Pump). Он необходим для нормальной работы автоматической коробки при неработающем ДВС. Для полноценной работы подобного гибрида нужна высоковольтная батарея большой емкости.
По принципу взаимодействия электрической и топливной составляющей в «полногибридной» силовой установке автомобили делятся на три основные подгруппы:
- последовательные гибриды;
- параллельные гибриды;
- последовательно-параллельные гибриды.
Последовательные гибридные автомобили имеют как ДВС, так и электрический двигатель (рисунок 6).
Рисунок 6 - Схемы последовательного гибридного автомобиля.
Плюсы:
- возможна установка менее мощного и менее дорогого ДВС;
- не нужна коробка передач;
- хорошие экологические показатели;
- удобное управление.
Минусы:
- необходимы мощные и более дорогие аккумуляторные батареи или другие накопители энергии;
- необходимо устройство ( инвертор) для преобразования постоянного тока в переменный и наоборот;
- для увеличения пробега требуется подзарядка АБ от постороннего источника.
В автомобилях с параллельной схемой гибридного привода (рисунок 7) усилие на ведущие колеса осуществляется от ДВС и электромотора, работающих независимо друг от друга.
Рисунок 7 – Схема ГСУ параллельного гибрида.
Плюсы:
возможно движение автомобиля только от ДВС, только от
электродвигателя и при совместной работе ДВС и ЭД;
- увеличенный запас хода;
- возможно применение компактных и недорогих батарей;
- ДВС работает в благоприятном режиме , что увеличивает
срок службы двигателя;
Минусы:
- нужна коробка передач, усложняющая конструкцию;
- более сложное управление.
Названных недостатков лишён гибрид, реализованный в последовательно-параллельной схеме (рисунок 8).
Рисунок 8 – Схема ГСУ последовательно-параллельного гибрида
Плюсы:
- наличие более надежной бесступенчатой трансмиссии;
- маломощные обратимые электромоторы;
- более дешевые аккумуляторные батареи;
- большой запас хода.
Минусы:
- относительно сложная схема работы трансмиссии;
- повышенная сложность управления потоком механической энергии.