Was für ein Hybridautomotor ist das Funktionsprinzip. Wie ein Hybridmotor in einem Auto funktioniert

Wie es funktioniert, betrachten Sie das Beispiel des Touareg mit Hybridantrieb.

Was bedeutet Hybridtechnologie?

Der Begriff "Hybrid" stammt vom lateinischen Wort hybrida ab und bedeutet etwas gekreuztes oder gemischtes. In der Technik ist ein Hybrid ein System, bei dem zwei unterschiedliche Technologien miteinander kombiniert werden. Im Zusammenhang mit Antriebskonzepten wird der Begriff Hybridantriebstechnik für zwei Bereiche verwendet: Dual-Fuel-(oder Dual-Fuel-)Antriebsstrang Hybridantriebsstrang

Hybridantriebstechnik ist eine Kombination aus zwei unterschiedlichen Antriebssträngen, die nach unterschiedlichen Wirkprinzipien arbeiten. Als Hybridantriebstechnik wird derzeit die Kombination eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors/Generators (elektrische Maschine) bezeichnet. Diese elektrische Maschine kann als Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom, als Fahrmotor zum Antrieb eines Autos und als Anlasser zum Starten eines Verbrennungsmotors verwendet werden. Je nach Ausführung des Grundaufbaus werden drei Arten von Hybridantrieben unterschieden: die sogenannten. "Micro-Hybrid"-Aggregat, das sogenannte. "Mid-Hybrid"-Aggregat, das sogenannte. "Vollhybrid"-Aggregat.

„Micro-Hybrid“-Antriebsstrang

Bei diesem Antriebskonzept dient die elektrische Komponente (Starter / Lichtmaschine) ausschließlich der Start-Stopp-Funktion. Ein Teil der kinetischen Energie kann als elektrische Energie wiederverwendet werden (Rekuperation). Eine alleinige elektrische Traktion ist nicht vorgesehen. Die Parameter der 12-Volt-Glasfaserbatterie sind für häufige Motorstarts angepasst.

Antrieb „Mittelhybrid“

Der Elektroantrieb hält den Verbrennungsmotor am Laufen. Die Bewegung des Autos nur mit elektrischer Traktion ist unmöglich. Bei einem „Mid-Hybrid“-Antrieb wird der Großteil der kinetischen Energie beim Bremsen zurückgewonnen und als elektrische Energie in der Hochvoltbatterie gespeichert. Die Hochvoltbatterie sowie die elektrischen Komponenten sind für höhere elektrische Spannungen und damit höhere Leistungen ausgelegt. Dank der Unterstützung des Generatormotors kann die Betriebsart der Wärmekraftmaschine in den Bereich des maximalen Wirkungsgrades verschoben werden. Dies wird als Lastpunktverschiebung bezeichnet.

„Vollhybrid“-Antriebsstrang

Der leistungsstarke Elektromotor/Generator wird mit einem Verbrennungsmotor kombiniert. Nur elektrisches Fahren ist möglich. Der Elektromotor/Generator unterstützt, wenn die Bedingungen es zulassen, den Betrieb des Verbrennungsmotors. Die Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit wird nur mit elektrischer Traktion durchgeführt. Implementierung der Start-Stopp-Funktion für einen Verbrennungsmotor. Die Regeneration dient zum Laden der Hochvoltbatterie. Durch eine Entkopplungskupplung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor/Generator kann die Entkopplung der beiden Systeme sichergestellt werden. Der Verbrennungsmotor wird nur bei Bedarf in Betrieb genommen.

Hybrid-Grundlagen

Vollhybrid-Antriebsstrangsysteme werden in drei Untergruppen unterteilt: paralleler Hybridantriebsstrang, geteilter Antriebsstrang (mit geteilten Leistungsströmen) und sequenzieller Hybridantriebsstrang.

Parallel-Hybrid-Antriebsstrang

Das parallele Design des Hybridantriebsstrangs ist einfach. Es wird verwendet, wenn es notwendig ist, ein bestehendes Fahrzeug zu "hybridisieren". Verbrennungsmotor, Elektrogenerator und Getriebe befinden sich auf einer Achse. Typischerweise verwendet ein paralleles Hybridantriebsstrangsystem einen einzelnen Elektromotor/Generator. Die Summe der Einheitsleistung des Verbrennungsmotors und der Leistung des Elektromotors des Generators entspricht der Gesamtleistung. Dieses Konzept ermöglicht eine hohe Anleihe vom Vorgängerfahrzeug. Bei allradgetriebenen Fahrzeugen mit Parallelhybridantrieb werden alle vier Räder von einem Torsen-Differential und einem Verteilergetriebe angetrieben.

Separater Hybridantrieb

Das Split-Hybrid-System verfügt neben dem Verbrennungsmotor über einen Elektromotor/Generator. Beide Motoren befinden sich unter der Haube. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors sowie des Elektromotors des Generators wird über das Planetengetriebe auf das Getriebe des Fahrzeugs übertragen. Im Gegensatz zum Parallelhybridantrieb lässt sich so die Summe der Einzelleistungen für den Radantrieb nicht ableiten. Der erzeugte Strom wird teils für den Antrieb des Autos verbraucht und teils in Form von elektrischer Energie in der Hochvoltbatterie gespeichert.

Sequentieller Hybridantriebsstrang

Das Fahrzeug ist mit einem Verbrennungsmotor, einem Generator und einem Elektromotor-Generator ausgestattet. Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschriebenen Konzepten hat der Verbrennungsmotor jedoch nicht die Fähigkeit, das Fahrzeug unabhängig mit einer Welle oder durch ein Getriebe anzutreiben. Die Kraft des Verbrennungsmotors wird nicht auf die Räder übertragen. Der Hauptantrieb des Autos erfolgt durch einen Elektromotor-Generator. Ist die Kapazität der Hochvoltbatterie zu gering, startet der Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor lädt über einen Generator die Hochvoltbatterie. Der Elektromotor-Generator kann wiederum von der Hochvoltbatterie gespeist werden.

Separater serieller Hybridantriebsstrang

Der Split-sequentielle Hybridantriebsstrang ist eine Mischform der beiden oben beschriebenen Hybridantriebe. Das Fahrzeug ist mit einem Verbrennungsmotor und zwei Elektromotoren und Generatoren ausgestattet. Unter der Motorhaube befinden sich der Verbrennungsmotor und der erste Elektromotor/Generator. Der zweite Elektromotor/Generator befindet sich an der Hinterachse. Dieses Konzept wird bei allradgetriebenen Fahrzeugen verwendet. Der Verbrennungsmotor und der erste Elektromotor-Generator können über das Planetengetriebe das Getriebe des Fahrzeugs antreiben. Und in diesem Fall gilt die Regel, dass einzelne Antriebsleistungen nicht in Form von Gesamtleistungen dem Radantrieb entnommen werden können. Ein zweiter Elektromotor / Generator an der Hinterachse wird bei Bedarf aktiviert. Bei dieser Antriebsauslegung befindet sich die Hochvoltbatterie zwischen beiden Achsen des Fahrzeugs.

Andere Begriffe und Definitionen Andere Begriffe und Definitionen, die häufig im Zusammenhang mit der Hybridtechnologie verwendet werden, werden hier kurz erläutert.

Erholung. Im Allgemeinen bedeutet dieser Begriff in der Technik eine Methode der Energierückführung. Bei der Rekuperation wird die vorhandene Energie einer Art in eine andere umgewandelt, die in der späteren Energieform genutzt wird. Die potentielle chemische Energie des Kraftstoffs wird im Getriebe in kinetische Energie umgewandelt. Wird das Auto mit einer konventionellen Bremse gebremst, wird die überschüssige Bewegungsenergie durch Reibung der Bremsen in Wärmeenergie umgewandelt. Die dabei entstehende Wärme wird an die Umgebung abgegeben und kann daher in Zukunft nicht genutzt werden.

Wird hingegen, wie bei der Hybridantriebstechnik, zusätzlich zu den klassischen Bremsen der Generator als Motorbremse eingesetzt, wird ein Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und steht so für eine spätere Nutzung zur Verfügung. Die Energiebilanz des Fahrzeugs wird verbessert. Diese Art des regenerativen Bremsens wird als regeneratives Bremsen bezeichnet.

Sobald im Zwangsleerlauf die Fahrgeschwindigkeit durch Bremsen durch Treten des Bremspedals reduziert wird oder das Fahrzeug ausrollt oder das Fahrzeug bergab fährt c Das Hybridantriebssystem schaltet den Elektromotor-Generator ein und nutzt ihn im Generatorbetrieb.

In diesem Fall lädt er die Hochvoltbatterie. Also im erzwungenen Ruhemodus
move wird es möglich, Fahrzeuge mit Elektro-Hybridantrieb mit Strom zu „betanken“.
Beim Segeln des Fahrzeugs wird der im Generatorbetrieb arbeitende Elektromotor-Generator
wandelt aus Bewegungsenergie nur so viel Energie in elektrische Energie um, dass
für den Betrieb eines 12-Volt-Bordnetzes erforderlich.

Elektromotor-Generator (elektrische Maschine)

Anstelle der Begriffe Generator, Elektromotor und Starter wird der Begriff Elektromotor-Generator oder elektrische Maschine verwendet. Grundsätzlich kann jeder Elektromotor auch als Generator verwendet werden. Wird die Welle des Elektromotors von einem Fremdantrieb angetrieben, erzeugt der Elektromotor wie ein Generator elektrische Energie. Wird einer elektrischen Maschine elektrische Energie zugeführt, funktioniert diese wie ein Elektromotor. Somit ersetzt der Elektromotor/Generator von Elektro-Hybridfahrzeugen sowohl den konventionellen Starter des Verbrennungsmotors als auch den konventionellen Generator (Lichtgenerator).

Elektrisches Gaspedal (E-Boost)

Ähnlich der Kickdown-Funktion von Verbrennungsmotoren, die die maximale Motorleistung zur Verfügung stellt, verfügt der Hybridantrieb über ein elektrisches Gaspedal namens E-Boost. Bei Nutzung der Funktion liefern der Elektromotor-Generator und der Verbrennungsmotor ihre maximalen Einzelleistungen, die zum höheren Wert der Gesamtleistung addiert werden. Die Summe der Einzelleistungen beider Motorentypen entspricht der Gesamtleistung des Getriebes.

Aufgrund von Leistungsverlusten im Elektromotor-Generator ist dessen Leistung im Generatorbetrieb geringer als im Fahrmotorbetrieb. Die Leistung des Elektromotor-Generators im Motorbetrieb beträgt 34 ​​kW. Die Leistung des Elektromotor-Generators im Generatorbetrieb beträgt 31 kW. Der Touareg mit Hybridantrieb verfügt über einen Verbrennungsmotor mit einer Leistung von 245 kW und einen Elektromotor-Generator mit einer Leistung von 31 kW. Im Fahrmotorbetrieb leistet der Elektromotor-Generator 34 kW. Zusammen entwickeln der Verbrennungsmotor und der Elektromotor-Generator im Fahr-Elektromotor-Modus eine Gesamtleistung von 279 kW.

Start-Stopp-Funktion

Argumente für Hybridtechnologie

Warum kombinieren wir einen Elektromotor-Generator mit einem Verbrennungsmotor? Um das Drehmoment abzunehmen, darf die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Leerlaufdrehzahl nicht unterschreiten. Im gestoppten Zustand kann der Motor kein Drehmoment liefern. Mit steigender Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht sich sein Drehmoment. Der Elektromotor-Generator erzeugt mit den ersten Umdrehungen das maximale Drehmoment. Dafür gibt es keine Leerlaufdrehzahl. Mit zunehmender Drehzahl sinkt sein Drehmoment. Durch den Betrieb des Elektromotor-Generators wird die schwierigste Betriebsart des Verbrennungsmotors ausgeschlossen: im Bereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl. Dank der Unterstützung des Elektromotor-Generators kann der Verbrennungsmotor in effizienteren Modi betrieben werden. Diese Lastpunktverschiebung erhöht die Effizienz des Antriebsstrangs.

Warum wird ein Vollhybrid-Antriebsstrang (Antrieb) verwendet?

Der komplette Hybridantriebsstrang kombiniert im Gegensatz zu anderen Hybridvarianten integrierten Start-Stopp, E-Boost, Rekuperation und die Möglichkeit, nur mit einem Elektromotor zu fahren (elektrischer Traktionsmodus).

Elektromotor Generator

Der Elektromotor-Generator befindet sich zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Automatikgetriebe. Es handelt sich um einen Drehstrom-Synchronmotor. Die 288 V Gleichspannung wird mittels eines Leistungselektronikmoduls in eine dreiphasige Wechselspannung umgewandelt. Dreiphasige Spannung erzeugt im Elektromotor-Generator ein dreiphasiges elektromagnetisches Feld.

Hochspannungsbatterie

Die Hochvoltbatterie ist durch den Bodenbelag im Gepäckraum zugänglich. Es ist als Modul konzipiert und enthält die verschiedenen Komponenten des Touareg-Hochvoltsystems. Das Hochvolt-Batteriemodul wiegt 85 kg und kann nur als komplette Einheit ausgetauscht werden.

Die HV-Batterie ist nicht mit einer herkömmlichen 12-V-Batterie zu vergleichen, im Normalbetrieb arbeitet die HV-Batterie im freien Bereich des Ladezustands von 20 % bis 85 %. Eine gewöhnliche 12-Volt-Batterie kann solche Lasten nicht lange tragen. Daher sollte die Hochvoltbatterie als Online-Energiespeicher für einen Elektroantrieb betrachtet werden. Wie ein Kondensator kann er elektrische Energie speichern und wieder abgeben. Grundsätzlich kann Rekuperation, Energierückgewinnung, als Möglichkeit angesehen werden, ein Auto während der Fahrt mit Energie zu betanken. Der Einsatz einer Hochvoltbatterie in einem Hybridfahrzeug ist durch den Wechsel von Lade- (Regeneration) und Entladezyklen (elektrisch angetrieben) der Hochvoltbatterie gekennzeichnet.

Beispiel: Vergleicht man die Energie einer Hochvoltbatterie mit der Energie, die durch die Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, dann entspricht die Energiemenge, die die Batterie erzeugen kann, etwa 200 ml Kraftstoff. Dieses Beispiel zeigt, dass auf dem Weg zum Elektrofahrzeug die Batterien hinsichtlich ihrer Energiespeicherfähigkeit deutlich aufgewertet werden müssen.

In den letzten Jahren denken die Menschen immer mehr über Ökologie nach. Die Autoindustrie ist keine Ausnahme. Jedes Jahr werden die Umweltstandards angehoben und damit die Fahrzeugmotoren modernisiert und verbessert. Der Hybridmotor ist eine der Lösungen, um die Umweltfreundlichkeit des Fahrzeugs zu verbessern.

Was ist ein Hybridmotor

Was ist ein Hybridmotor und sein Aufbau? Das Wort „Hybrid“ selbst wird aus dem Lateinischen als „Kreuz“ übersetzt. Tatsächlich ist es eine Kreuzung zwischen der klassischen Version des Antriebs und des Elektromotors. Der Antrieb der Antriebsräder erfolgt also durch Rotation unter Verwendung eines herkömmlichen Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors.

Jedes der Aggregate erfüllt in Bewegung eine bestimmte Funktion. Steht ein Fahrzeug also im Stadtstau, erfolgt die Bewegung mit Hilfe eines Elektromotors, auf der Autobahn kommt aber ein Benzinkraftwerk zum Einsatz.

Pluspunkte von "Hybrid"

Das vielleicht größte Plus bei der Verwendung eines Hybridantriebsstrangs ist seine Wirtschaftlichkeit. Typischerweise verbraucht ein solcher Motor 25-30% weniger Kraftstoff als herkömmliche Benzinmotoren.

Der zweite positive Punkt ist der hohe Umweltstandard. Wenn der Kraftstoffverbrauch sinkt, gehen weniger Abgasemissionen in das Ökosystem.

Der dritte Pluspunkt ist, dass die Batterien für den Elektromotor vom Benziner geladen werden und wenn sie einmal leer sind, kann man jederzeit auf Benzin umsteigen. Dazu gehören auch die gleichen technischen Eigenschaften. In Sachen Leistungscharakteristik steht der „Hybrid“ einem konventionellen Motor in nichts nach.

Das Beste daran ist, dass der "Hybrid"-Motor im urbanen Nutzungszyklus gedeiht, wo es häufige Stopps gibt. In diesem Fall arbeitet im Grunde der Elektromotor selbst. In vielen Ländern werden „Hybrid“-Autos von der Stadtpolizei gefahren.

Nachteile der Verwendung eines "Hybrids"

Der erste erwähnenswerte Nachteil ist die teure Reparatur von Hybridmotoren. Hersteller des „Hybrids“ erklären dies damit, dass das Aggregat sowohl in der Wartung als auch in der Restaurierung baulich schwierig ist.

Hybridmotorbatterien, die sehr empfindlich auf extreme Temperaturen und Absinken reagieren, weshalb sie sich bei einem Unterschreiten von -15 Grad Celsius schnell entladen und der Betrieb hauptsächlich mit Benzin erfolgt.

Die hohen Kosten des Fahrzeugs selbst mit einem Hybridmotor. Nicht jeder Autoliebhaber kann sich ein Auto leisten, das 20.000 Dollar kostet. Trotzdem haben eine Reihe von Ländern Vorzugssteuern auf die Zollabfertigung, die Zulassung und den Einsatz von Hybridmotoren eingeführt, um Käufer zum Kauf dieser Fahrzeuge zu bewegen. Dies ist auf dem Territorium der GUS-Staaten noch nicht geschehen.

Moderne Indikatoren

Toyota ist führend bei der Anzahl der Hybriden und produziert diese Autos seit 1997 aktiv und in Modifikationen sowohl konventioneller Prius-Autos, Lexus RX400h-Crossovers als auch Luxusautos - Lexus LS 600h.

Bis Ende 2006 wurden weltweit mehr als eine halbe Million Prius-Modelle verkauft. Die Toyota HSD-Hybridantriebstechnologie wurde von Ford (Escape Hybrid) und Nissan (Altima Hybrid) lizenziert.

Die Massenproduktion von Hybridfahrzeugen wird durch einen Mangel an Nickel-Metallhydrid-Batterien eingeschränkt.

2006 wurden in Japan 90.410 Hybridfahrzeuge verkauft, 47,6% mehr als 2005.

Im Jahr 2007 stieg der Absatz von Hybridfahrzeugen in den Vereinigten Staaten gegenüber 2006 um 38 %. Hybridautos haben in den USA einen Anteil von 2,15% am Neuwagenmarkt. Im Jahr 2007 wurden in den USA etwa 350.000 Hybridfahrzeuge verkauft (ohne GM-Verkäufe).

Von 1999 bis Ende 2007 wurden in den USA insgesamt 1.000 000 Hybridfahrzeuge verkauft.

Ausgabe

Wie der aktuelle Trend zeigt, bevorzugen immer mehr Autofahrer Hybridantriebe. Sie sind sparsamer, leiser und umweltfreundlicher. Der Nachteil der Verwendung sind teure Reparaturen und die Empfindlichkeit der Batterien gegenüber Temperaturänderungen.

Der Prototyp eines Autos mit Hybridmotor erschien Ende des 19. Jahrhunderts. Heute ist es ein Fahrzeug, das in der Lage ist, bei niedriger Geschwindigkeit keinen Kraftstoff zu verbrauchen, sondern mit elektrischer Energie zu fahren.

Ein Hybridmotor ist ein System aus Elektro- und Kraftstoffmotoren. Gleichzeitig kann während der Betriebszeit jeder sowohl separat als auch in unabhängigen Zyklen einbezogen werden.

Gerät und Funktionsprinzip

Die gebräuchlichste Betriebsart eines Hybridmotors ist, dass bei niedriger Geschwindigkeit, beispielsweise in der Stadt, dessen Elektroantrieb verwendet wird. Während der Fahrt auf der Autobahn wird der Verbrennungsmotor (ICE) eingeschaltet. Bei starker Belastung, zum Beispiel bei steilen Anstiegen, werden beide Motoren eingeschaltet.

Zu den Vorteilen eines solchen Geräts gehört natürlich die Tatsache, dass bei Verwendung eines Elektromotors der Kraftstoffverbrauch erheblich reduziert wird, da es mit ständig nachgefüllter Batterieenergie betrieben wird.

Die Möglichkeit, die Schadstoffemissionen in die Luft zumindest teilweise zu reduzieren, ist ein weiteres Plus des Hybridsystems des Autos.

Hybride zeichnen sich durch eine geringe Leistung aus, die hilft, den Verbrennungsmotor zu kompensieren.

Motoren in Hybriden können entweder Benziner oder Diesel sein. Darüber hinaus haben Hersteller von Gasgeräten (LPG) Systeme entwickelt, die an diesen Fahrzeugen arbeiten können.

Ein Beispiel für ein Hybriddesign

Das Hybridgerät umfasst:

Sein Design und seine Abmessungen sind darauf ausgelegt, Gewicht, Emissionen und Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.

Der Elektromotor ist auf Hybrid ausgelegt. Es wurde nicht nur durch die Arbeit mit einem Kraftstoffblock erzeugt, sondern auch den Leistungsindikatoren besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Parallel erzeugt er Energie zum Aufladen der Fahrzeugbatterie. Es kann in das Kraftwerk eingebaut oder separat davon platziert werden, bei einigen Modellen werden beide Optionen gleichzeitig verwendet.

Übertragung. Die Funktionsweise des Hybridgetriebes ist praktisch die gleiche wie bei herkömmlichen Autos. Sie können sich jedoch je nach Art des Hybridmotors unterscheiden. Bei ihnen handelt es sich sowohl um Hybridgetriebe mit integriertem Elektromotor als auch um konventionelle mechanische und automatische Versionen. Zum Beispiel ist das Getriebe eines Toyota-Autos mit einer Kraftflussgabel ausgestattet. Ein solcher Motor arbeitet in einem sanften Lastmodus, was zu einer deutlichen Kraftstoffeinsparung beiträgt.

Treibstofftank. Wird benötigt, um den Verbrennungsmotor mit Kraftstoff zu versorgen. Zur Verdeutlichung dessen, was eine Reihe von Vorteilen hat, möchte ich dafür eine Tatsache anführen: Die Energie, die bei der Verbrennung von 1 Liter Benzin gewonnen wird, ist vergleichbar mit der Energie, die eine Batterie mit einem Gewicht von etwa 450 kg erzeugt.

Batterie. Seine Hauptfunktion besteht darin, genügend Energie zu erzeugen, um den Elektromotor zu betreiben. Das Auto verwendet zwei Batterien, eine Hochvolt- und eine normale 12 (V), um das Bordnetz zu versorgen. Vor dem Start aller Anlagen wird zunächst nur Strom aus dem Standard gespeist, da für den Betrieb der Hochvoltbatterie und des Wechselrichters eine ständige Kühlung erforderlich ist.

Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Hochvoltbatterie in dreiphasigen Wechselstrom für den Elektromotor und umgekehrt. Außerdem regelt es die Stromverteilung und steuert den Elektromotor.

Generator. Das Funktionsprinzip entspricht dem eines Elektromotors, zielt jedoch auf die Erzeugung elektrischer Energie ab.

3 Arten von Hybrideinheiten

Wie bereits erwähnt, ist ein Hybridfahrzeugsystem eine Kombination von Motoren, eine Art von zwei verschiedenen gekreuzten Technologien. Die Hybridantriebstechnologie zeichnet sich durch zwei Merkmale aus – sie ist ein Dual-Fuel- oder bivalenter und hybrider Antriebsstrang.

Diese Aufteilung in zwei Kombinationen von Aggregaten ist für deren Einteilung nach unterschiedlichen Funktionsprinzipien definiert.

Das Design des Hybridantriebsstrangs umfasst einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor-Generator. Somit ist der Elektromotor sowohl ein Energiegenerator, ein Fahrmotor als auch ein Starter zum Starten eines Verbrennungsmotors.

Es gibt drei Arten von Hybridantrieben. Das Hauptkriterium für die Klassifizierung ist die Leistungsfähigkeit der Grundstruktur. Daher gibt es: Microhybrid-Antriebsstrang, Medium-Hybrid-Antriebsstrang und Vollhybrid-Antriebsstrang.

Micro-Hybrid-Antriebsstrang

Das konzeptionelle Merkmal dieser Antriebsart ist der elektrische Teil, der nur für die Start-Stopp-Funktion benötigt wird. Gleichzeitig wird ein Teil der erzeugten Bewegungsenergie als Strom wiederverwendet (Rekuperationsverfahren).

Ein Antrieb allein durch den Betrieb der Elektrotraktion ist nicht möglich. Die Leistung der 12 Volt glasfasergefüllten Hybridbatterie ist an die häufigen Starts des Motors angepasst. Auch ein Speicher in Form eines elektrochemischen Kondensators kann verwendet werden, um Energie aus der Rekuperation zu speichern.

Mikrohybrid von Mazda

Mittlerer Hybridantrieb

Der Elektroantrieb unterstützt den Betrieb des Verbrennungsmotors. Gleichzeitig wird die Bewegung des Hybrids nur aufgrund der elektrischen Traktion nicht ausgeführt. Bei dieser Art von Hybridmotor wird beim Bremsen elektrische Energie zurückgewonnen und anschließend in der Hochvoltbatterie gespeichert.

Das Gerät der Hochvoltbatterie des Hybrids und alle seine elektrischen Teile erfüllen das erforderliche Spannungsniveau, wodurch eine ausreichend hohe Leistung erzeugt werden kann. Dadurch zeichnet sich seine Arbeit dank der Unterstützung des Verbrennungsmotors durch einen Elektromotor durch maximale Effizienz aus.

Vollhybrid-Antriebsstrang

Der Betrieb von zwei Motoren: einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor, wird bei dieser Bauart miteinander kombiniert. Der Vollhybridtyp ermöglicht es dem Auto, sich nur mit elektrischer Traktion und einer ausreichend langen Strecke zu bewegen. Unter bestimmten Voraussetzungen funktioniert der Antriebsstrang als Medium-Hybrid.

Diese Autos sind mit einem ausreichend leistungsstarken Elektromotor und Hochspannungsbatterien mit größerem Volumen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, solche Eigenschaften zu erzeugen. Grundlage für das Aufladen der Batterie ist auch der Energierückgewinnungsprozess.

Die Start-Stopp-Funktion ist für einen Verbrennungsmotor implementiert, der nur bei Bedarf startet. Und die Trennung des Verbrennungsmotors vom Elektromotor erfolgt aufgrund der eingebauten Kupplung zwischen ihnen, sodass sie unabhängig voneinander funktionieren können.

Interaktionsschemata zwischen dem Betrieb des Elektromotors und des Verbrennungsmotors

Hybridautos werden nach drei Motorinteraktionsschemata konstruiert. Betrachten wir jeden von ihnen.

Sequentielles Kommunikationsschema

Dieses Prinzip des Geräts ist die einfachste Version eines Hybrid-Automotors. Sein Arbeitsschema ist wie folgt: Das Drehmoment des Verbrennungsmotors geht an den Generator. Der Generator erzeugt dann den für den Betrieb notwendigen Strom und überträgt ihn an die Batterie. Zusätzlich wird die Batterie durch den kinetischen Energierückgewinnungsprozess wieder aufgeladen. In diesem Schema erfolgt die Bewegung des Autos nur durch elektrische Traktion.

Diese Schaltung zeichnet sich durch sequentielle Energieumwandlung aus, d.h. die aus dem brennbaren Kraftstoff im Verbrennungsmotor stammende Energie wird in mechanische Energie umgewandelt, dann durch den Generator in elektrische Energie und dann wieder in mechanische Energie umgewandelt.

Positive Aspekte eines sequentiellen Schemas:

1. Der Verbrennungsmotor arbeitet mit konstanter Drehzahl.
2. Ein Motor mit hoher Leistung und Kraftstoffverbrauch ist nicht erforderlich.
3. Das Getriebe sowie die Kupplung werden hier nicht benötigt.
4. Die elektrische Energie der Hybrid-Hochvoltbatterie ermöglicht es dem Fahrzeug, sich bei abgeschaltetem Motor zu bewegen.

Negative Seiten eines sequentiellen Schemas:

1. In den Phasen der Energieumwandlung tritt sein Verlust auf.
2. Die Abmessungen und Kosten der Batterie sind ziemlich hoch.

Das prominenteste Beispiel für ein Hybridauto mit einem sequentiellen Interaktionsschema des Chevrolet Volt

Wenn wir über die am besten geeignete Option für ein Auto mit einem sequentiellen Interaktionsschema sprechen, dann ist dies der Stadtverkehr mit häufigen Stopps, wenn das Energierückgewinnungssystem ständig eingeschaltet ist.

Paralleles Interaktionsschema

Dieses Schema erhielt diesen Namen, weil die Automotoren ständig zusammenarbeiten. Das Funktionsprinzip dieser Art des Zusammenspiels zweier Module entsteht durch die Elektronik des Autos, den Elektromotor und den Verbrennungsmotor. Beide Motoren sind über Planetengetriebe mit dem Getriebe verbunden.

Rein elektrisch können solche Hybride kurzzeitig fahren, während der Verbrennungsmotor über die Kupplung vom Getriebe abgekoppelt wird.

Das Steuergerät verteilt die Drehmomente beider Motoren je nach Fahrmodus des Fahrzeugs. Dem Verbrennungsmotor kommt eine wichtigere Rolle zu und der Elektromotor wird gestartet, wenn zusätzliche Traktion benötigt wird, zum Beispiel wenn das Auto stark beschleunigt. Beim Bremsen oder sanften Fahren arbeitet der Elektromotor als Stromgenerator.

Elektromotor im BMW 530E iPerformance Getriebe integriert

Es gibt Modifikationen mit einem vom Verbrennungsmotor getrennten Elektromotor, sie sind ein komplexes System, aber gleichzeitig effektiv. Dieses Modul besteht aus zwei Elektromotoren, deren Traktion über ein Planetengetriebe mit dem zweiten verbunden ist, der als Generator und Anlasser dient.

Bei einem solchen Schema ist der Verbrennungsmotor nicht direkt mit den Rädern verbunden, sodass Sie ständig einen Teil des Moments auf den Generator übertragen und die Batterie aufladen können.

Parallel-Hybrid-Kraftwerk mit unabhängigen Elektromotoren

Positive Aspekte einer Parallelschaltung:

Da die Hauptarbeit dem Verbrennungsmotor zukommt, kann auf den Einbau einer leistungsstarken Hochvoltbatterie verzichtet werden. Der Verbrennungsmotor ist direkt mit den Antriebsrädern verbunden, dadurch ist der Energieverlust deutlich geringer.

Negative Seiten einer Parallelschaltung:

Der Hauptnachteil dieses Schemas ist der höhere Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu anderen Schemata der Motorinteraktion. Es stellt sich heraus, dass Sie im Stadtverkehr nicht sparen können. Die erfolgreichste Option wäre, sich entlang der Autobahn zu bewegen.

Seriell-paralleles Kommunikationsschema

Schon der Name dieser Schaltung weist darauf hin, dass dieser Typ eine Variante der Kombination der beiden zuvor betrachteten Schaltungen ist: sequentiell und parallel. Die Bewegung des Autos bei niedriger Geschwindigkeit und sein Anfahren aus dem Stillstand erfolgt nur durch die Kraft des elektrischen Teils. Der Verbrennungsmotor unterstützt den Betrieb des Autogenerators wie bei einem sequentiellen Interaktionsschema. Die Drehmomentübertragung vom Verbrennungsmotor auf die Räder erfolgt beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit.

Bei hohen Lasten, die eine erhöhte Leistung erfordern, stellt der Generator des Fahrzeugs möglicherweise nicht die erforderliche Energiemenge bereit, und in diesem Fall wird der Elektromotor wie bei einem parallelen Interaktionsschema zusätzlich von der Batterie gespeist.

In diesem Schema ist ein zusätzlicher Generator vorgesehen, der die Batterie auflädt. Der Elektromotor wird nur zum Antrieb der Antriebsräder und zum regenerativen Bremsen benötigt.

Ein Teil des vom Verbrennungsmotor übertragenen Drehmoments geht an die Antriebsräder, ein Teil geht an den Generator, der wiederum den Elektromotor speist und die Batterie auflädt.

Für die Richtung der Drehmomente an die Räder, Generator oder Elektromotor und deren Übersetzung ist das Planetengetriebe zuständig – der Stromverteiler. Die Stromversorgung aus Generator und Batterie wird vom elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs gesteuert.

Diese Technologie wird auch bei Hybridfahrzeugen mit Allradantrieb eingesetzt. An der Vorderachse ist ein Verbrennungsmotor mit Elektromotor in Parallelschaltung verbaut, an der Hinterachse ist nur ein Elektromotor nach einer Folgeschaltung mit dem Verbrennungsmotor verbunden.

Allrad-Hybrid von Mitsubishi

Positive Aspekte einer Seriell-Parallel-Schaltung:

Es ist nicht schwer zu erraten, dass der unbestreitbare Vorteil dieses Hybridkonzepts seine hohe Kraftstoffeffizienz in Kombination mit guten Leistungsmerkmalen ist. Naturliebhaber werden seine Umweltfreundlichkeit zu schätzen wissen.

Negative Seiten einer Seriell-Parallel-Schaltung:

Auf der negativen Seite ist dies ein komplexeres Design im Vergleich zu früheren Systemen und infolgedessen ein höherer Preis. Da wird ein zusätzlicher Generator benötigt, eine große Batterie und eine aufwendige elektronische Steuerschaltung.

Abschluss

Wir haben alle Arten von Hybriden und Schemata hinsichtlich ihres Zusammenspiels betrachtet, aber im Allgemeinen gibt es viele Arten, die sich nur schwer einem von ihnen zuordnen lassen, da Technologien im Laufe der Zeit zunehmend gemischt und verfeinert werden.

Bei manchen werden anstelle eines Planetengetriebes Strömungskupplungen mit Getriebe eingesetzt, bei anderen experimentiert man mit der rückwärtigen Anordnung des Verbrennungsmotors oder verteilt sogar den Verbrennungsmotor und den Elektromotor auf zwei Achsen. Die Designer geben sich mit dem Erreichten nicht zufrieden und entwickeln diese Richtung immer weiter.

Warum haben wir dieses Thema auf unserem Portal angesprochen? Und warum möchten wir Sie über die Funktionsweise von Hybridmotoren aufklären? Alles ist extrem einfach und unkompliziert. Fakt ist, dass viele Bereiche unseres Lebens buchstäblich vom Zusammenspiel verschiedenster Technologien durchdrungen sind, die in ihrer Symbiose viel effektivere Methoden, Gadgets und Mechanismen entstehen lassen. Und natürlich trauten sie sich nicht, die Motoren für unsere vierrädrigen Lieblinge beiseite zu legen. Und genau um solche Einheiten, ihre positiven und negativen Seiten, wie sie funktionieren, werden wir in diesem Thema sprechen. Machen wir in der Zwischenzeit einen kleinen Ausflug in die Geschichte. Gehen!

Ein bisschen Geschichte

Autos mit hybriden „Herzen“ sind keine neue Erfindung, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Ein Jesuitenpriester namens Ferdinand Verbiest. 1665 begann er mit den Plänen für eine einfache vierrädrige Kutsche mit Dampf- und Pferdefuhrwerk. Doch schon an der Wende des 19. und 20. Jahrhunderts erblickten die ersten Serienmodelle mit Hybridantrieb das Licht der Welt. Zehn Jahre lang, beginnend im Jahr 1887, haben die Franzosen Compagnie Parisienne des Voitures Electriques veröffentlichte eine Reihe von Autos mit Hybridmotoren. Und 1900 schuf General Electric ein Hybridauto mit einem Vierzylinder-Benzinmotor. Die Walker Vehicle Company of Chicago produzierte bis 1940 Hybrid-Lkw.

Natürlich beschränkte sich die Produktion solcher Autos damals auf Kleinserien und die Herstellung verschiedener Arten von Prototypen. Eine akute Verknappung der Ölressourcen und eine stetig fortschreitende Wirtschaftskrise veranlassten jedoch in unserer Zeit Automobildesigner und -entwickler, zu den Grundlagen zurückzukehren und die Produktion von Autos mit Hybridantrieb wieder aufzunehmen.

So funktioniert ein Hybridmotor – in einfachen Worten über neue Technologien

Nun, jetzt ist es an der Zeit herauszufinden, was für eine Art Hybrid-Motoreinheit ist und warum es so eifrig ist, Autos mit solchen Herzen zu produzieren? Ein Hybridmotor ist ein System aus zwei miteinander verbundenen Motoren: Benzin und Elektro. Zwei Motoren können sowohl zusammen als auch getrennt arbeiten, es hängt alles davon ab, welche Betriebsart gerade verwendet wird. Der Prozess der Umverteilung der "Mächte" wird von einem leistungsstarken Computer gesteuert, der irgendwann entscheidet, welche der Motoren jetzt funktionieren soll. Um im Vorort-Modus zu fahren, übernimmt der Benzinmotor die ganze Arbeit, denn die Batterie auf der Autobahn hält nicht lange. Um sich in der Stadt fortzubewegen, wird ein Elektromotor eingeschaltet.

Wird das Auto stark belastet oder muss es häufig und ziemlich intensiv beschleunigen, dann arbeiten beide Motoren zusammen. Eine interessante Tatsache ist, dass, während das Auto mit einem Benzinmotor fährt, der Elektromotor zu diesem Zeitpunkt geladen wird. Ein Auto mit Hybridmotor stößt 90 % weniger Schadstoffe in die Atmosphäre aus als wir gewohnte Benzinmotoren, und das, obwohl es auch einen Benziner enthält. Auch der Benzinverbrauch in der Stadt kann auf null gesenkt werden, was man natürlich nicht über Fahrten außerhalb der Stadt sagen kann.

Werfen wir einen Blick darauf, wie ein Hybridfahrzeug davonfährt. Ganz am Anfang der Bewegung und bei niedrigen Geschwindigkeiten funktionieren nur die Batterie und der Elektromotor. Die in der Batterie gespeicherte Energie speist die Energiezentrale, die sie dann an die Elektromotoren verteilt, die das Auto schon von einer Stelle leise und sehr sanft starten. Nach Erreichen der Höchstdrehzahl des Elektromotors wird auch das Benzinaggregat zugeschaltet. Das Drehmoment an die Antriebsräder wird bereits über Nacht von zwei Motoren geliefert. Bei dieser Arbeit gibt der Verbrennungsmotor einen Teil der erzeugten Energie an den Generator ab, der die Elektromotoren weiter speist und die Batterie entlädt, während die überschüssige Energie an die Batterie übertragen wird, sie wieder auffüllt, die Reserve geht verloren zu Beginn der Bewegung.

Bewegt sich das Auto im Normalbetrieb, dann nutzt die Automatik nur den Frontantrieb, in anderen Fällen erfolgt die Drehmomentverteilung bereits auf zwei Achsen. Im Beschleunigungsmodus kommt das Drehmoment an den Rädern hauptsächlich vom Verbrennungsmotor, und wenn es erforderlich ist, die Dynamik zu erhöhen, werden bereits Elektromotoren als Ergänzung zum Verbrennungsmotor eingesetzt. Aber der interessantere Punkt ist immer noch das Bremsen. Das elektronische "Gehirn" des Autos behält die Kontrolle über das Ein- und Ausschalten, wenn die Hydraulik angeschlossen werden muss und wenn es regeneriert wird, aber letzteres wird immer noch bevorzugt. Das heißt, wenn der HV-Fahrer das Bremspedal drückt, gehen die Elektromotoren in den Generatormodus und erzeugen dadurch ein Bremsmoment an den Rädern, das auch Strom erzeugt, der die Batterie durch das Stromverteilungszentrum speist. Darin verbirgt sich die ganze Essenz des "Highlights" des Hybridmotors.

Bei den Klassikern, die wir gewohnt sind, wird die beim Bremsen freigesetzte Energie verschwendet, geht einfach im Weltraum verloren wie die Wärme von Bremsscheiben und anderen Teilen. Die Nutzung der Bremsenergie ist in städtischen Umgebungen, in denen häufiges Bremsen an Ampeln üblich ist, sehr effektiv. Das VDIM-System, das Fahrdynamikregelsystem, steuert den Betrieb aller aktiven Sicherheitssysteme des Fahrzeugs und kombiniert sie zu einem einzigen „Organismus“.

Das vielleicht erste erfolgreiche Exemplar, das mit einem Hybridmotor ausgestattet war und der breiten Masse zugänglich gemacht wurde, war der inzwischen bekannte Prius von der Firma Toyota. Etwas mehr als drei Liter Benzin verbraucht dieses Wunderauto auf 100 Kilometer im City-Modus. Das japanische Unternehmen ging auch mit seinem Luxus-Hybrid-Crossover Lexus RX400h noch weiter. Aber die Kosten für dieses Auto liegen im Durchschnitt bei 70.000 USD. Beachten Sie, dass der Toyota Prius der ersten Generation den Autos der gleichen Klasse mit Verbrennungsmotor in Bezug auf Geschwindigkeit und Leistungscharakteristik unterlegen war, im Gegensatz zum Lexus RX400h, der in seiner Klasse zunächst gut konkurrierte.

Nach Toyota haben auch die weltweit führenden Automobilkonzerne den Einsatz von Hybridmotoren nicht außer Acht gelassen, da dieser als Lösung für das globale Problem der Umweltverschmutzung und des Kraftstoffverbrauchs gesehen wurde. Und so folgte die Ankündigung der Schaffung eines Hybrid-Lkw und Transportfahrzeugs der Volvo Group. Nach ihren Berechnungen wird die Freisetzung dieser Produkte im Laufe der Zeit den Kraftstoffverbrauch um bis zu 35 % senken.

Doch bei aller großen Begierde und Kalkulation der Automobilkonzerne sind Autos mit Hybridantrieb weltweit noch nicht wie warme Semmeln ausverkauft. Die Popularität von Hybridautos gewinnt nur in Kanada und den Vereinigten Staaten an Bedeutung. Die Nachfrage nach Hybriden in der amerikanischen Bevölkerung ist aufgrund der stark gestiegenen Kraftstoffpreise, die zuvor gnadenlos befeuert wurden, gestiegen. Schließlich ist die amerikanische Autoindustrie seit jeher berühmt für ihre „Muscle Cars“ mit unglaublich starken Motoren und einem enormen Verbrauch an brennbarer Flüssigkeit. Europäische Autoenthusiasten standen Hybridfahrzeugen im Allgemeinen neutral gegenüber. Es wird von einem ziemlich umweltfreundlichen und sparsameren, vertrauenswürdigen Veteranen betrieben - Diesel.

Die meisten Autos in Europa werden mit Diesel betrieben, was in den Vereinigten Staaten nicht der Fall ist. Darüber hinaus sind Autos mit Dieselmotoren viel billiger als Hybridfahrzeuge, außerdem sind sie einfacher und zuverlässiger in ihrer Konstruktion. Schließlich kennt jeder dieses Postulat: "Je komplexer das System ausgelegt ist, desto weniger zuverlässig." Dieser Faktor bestimmt die Anzahl der Hybridfahrzeuge in unserem Land. Offiziell werden solche Autos nicht an uns geliefert und das Problem einer Tankstelle ist im Pannenfall einfach vorprogrammiert. Es gibt in unserem Land einfach keine spezialisierten Servicestationen für die Reparatur von Hybridmotoren. Und allein, so ein Gerät, denken wir, wird sich kaum jemand daran machen, es zu reparieren.

Hybridmotorgerät - Schaltungsbeschreibung

Deshalb haben wir kurz besprochen, was ein Hybridmotor ist und warum sein Einsatz in der Welt nicht so weit verbreitet ist, wie wir es gerne hätten. Jetzt möchte ich tiefer "graben" und das Schema seiner Struktur betrachten. Aber es sind drei davon. Wir schlagen vor, mit der einfachsten Schaltung zu beginnen, die uns am wenigsten interessiert - dem sequentiellen Hybridmotor.

Reihenschaltbild eines Hybridmotors

In diesem Schema wird das Auto von einem Elektromotor gestartet. Der Verbrennungsmotor steht in Verbindung mit einem Generator, der das Batteriepaket mit Strom versorgt. Plug-in-Hybridfahrzeuge sind oft mit einer Plug-in-Option am Ende der Reise erhältlich. Das Vorhandensein dieser Funktion impliziert die Verwendung von Hochenergiespeicherbatterien, was die Kraftstoffkosten für die Verwendung eines Verbrennungsmotors erheblich senkt, was wiederum die Menge an schädlichen Emissionen in die Atmosphäre reduziert. Zu diesen Autos gehören der Chevrolet Volt und der Opel Ampera. Sie werden auch als Elektroautos mit großer Reichweite bezeichnet. Diese Autos können nur mit Batteriestrom bei einer Geschwindigkeit von 60 km / h und mit der Energie eines Generators fahren, der einen Benzinmotor bis zu 500 Kilometer antreibt.

Parallelschaltung eines Hybridautos

Bei diesem Schema sind ein parallel geschalteter Verbrennungsmotor und ein Elektromotor so eingebaut, dass sie sowohl getrennt voneinander als auch zusammen arbeiten können. Dieser Effekt wird durch die Konstruktion der Einheit erreicht, bei der Benzinmotor, Elektromotor und Getriebe durch automatisch gesteuerte Kupplungen verbunden sind. Ein Auto mit diesem Hybridmotordesign verwendet einen Elektromotor mit geringer Leistung von etwa 20 kW. Seine Hauptaufgabe besteht darin, den Verbrennungsmotor beim Beschleunigen des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen.

In den meisten dieser Konstruktionen zwischen Verbrennungsmotor und ist ein Elektromotor eingebaut Es dient auch als Generator und Starter. Die bekanntesten Vertreter unter den Autos mit sequenziellem Hybridmotor sind BMW Active Hybrid 7, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Dieses Schema entstand dank der Manifestation der Initiative des Unternehmens Honda mit seinem Integrated Motor Assist - IMA-System. Der Betrieb dieses Systems kann in mehrere charakteristische Modi unterteilt werden:

- Arbeit vom Elektromotor aus;

Gemeinsame Arbeit eines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors;

Betrieb am Verbrennungsmotor mit paralleler Ladung der Batterie mit Hilfe eines Elektromotors, der als Generator fungiert;

Laden Sie die Batterie während des regenerativen Bremsens auf.

Serien-Parallel-Hybridschaltung

Bei diesem Schema sind ein Elektromotor und ein Verbrennungsmotor über ein Planetengetriebe verbunden. Dadurch ist es möglich, von jedem der Motoren gleichzeitig Leistung in einem Verhältnis von 0 bis 100 % der Nennleistung auf die Antriebsräder zu übertragen. Die Serien-Parallel-Schaltung unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, dass auf der ersten ein Generator installiert ist, der Energie für den Betrieb eines Elektromotors erzeugt.

Berühmte Vertreter von Autos mit einem solchen Hybrid-Motorschema sind Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Lexus RX 450h. Toyota ist mit seinem Hybrid Synergy Drive - HSD in diesem Segment des Hybridmarktes führend. Der Antriebsstrang des Hybrid Synergy Drive Systems wird wie folgt dargestellt:

- ICE kommuniziert mit einem Planetengetriebe;

Ein Elektromotor, der mit dem Hohlrad des Planetengetriebes verbunden ist;

Das Sonnenrad des Planetengetriebes ist mit dem Generator verbunden.

Der Verbrennungsmotor arbeitet im Atkinson-Zyklus, was bedeutet, dass er bei niedrigen Drehzahlen eine geringe Leistung erzeugt, was zu einer besseren Kraftstoffeffizienz und weniger Abgasen führt.

Hybridauto – Vor- und Nachteile

Positive Aspekte von Hybridmotoren

1. Der wichtigste Vorteil von Hybridfahrzeugen ist ihre Wirtschaftlichkeit. Der Kraftstoffverbrauch dieser Autos ist 25 % geringer als der von Oldtimern mit Verbrennungsmotor. Und das ist in unserer Situation mit ständig steigenden Benzinpreisen ein ganz wichtiger Faktor.

2. Der nächste wichtige Punkt Der nächste wichtige Punkt unter den positiven Aspekten von Hybridmotoren ist die Umweltfreundlichkeit. Hybridautos schaden unserer Umwelt viel weniger als klassische. Dies wird durch einen effizienteren Kraftstoffverbrauch erreicht. Und wenn das Auto komplett zum Stehen kommt, stellt der Verbrennungsmotor den Dienst ein und übergibt die Zügel an den Elektromotor. Folglich wird die Atmosphäre beim Anhalten des Hybridfahrzeugs nicht durch CO2-Emissionen belastet.

3. Hybridbatterien werden von einem Benzinmotor aufgeladen, was bei Elektrofahrzeugen nicht der Fall ist, wodurch die Reichweite des Benzinmotors erheblich verlängert wird. Und es kann auch länger ohne Tanken gehen.

4. Moderne Hybridautos stehen einer ähnlichen Klasse traditioneller Autos in allen grundlegenden Eigenschaften in nichts nach. Lassen Sie uns also diesen Mythos zerstreuen, den viele wahrscheinlich glauben werden.

5. In einer städtischen Umgebung mit häufigen Haltestellen funktionieren Hybridfahrzeuge wie Elektrofahrzeuge.

6. Im Stillstand ist das Hybridfahrzeug völlig geräuschlos, da es nur mit dem Elektromotor läuft.

7. Das Betanken eines Hybrids erfolgt mit Benzin und auf die gleiche Weise wie bei einem herkömmlichen Auto.

Nachteile von Hybridautos

Nichts ist perfekt auf der Welt, daher haben Hybridantriebe auch ihre Tücken.

1. Und der Hauptnachteil sind teure Reparaturen. Da die Konstruktion solcher Motoren sehr komplex ist, ist es sehr schwierig, einen Spezialisten zu finden, der sich mit der Behebung von Problemen befasst. Dies erklärt die hohen Kosten für die Wartung von Hybriden.

2. Batterien, die auf Hybriden installiert sind, sind anfällig für Selbstentladung. Sie vertragen auch keine plötzlichen Temperaturänderungen. Und ihre Lebensdauer ist sehr begrenzt. Bisher haben wir jedoch noch nicht herausgefunden, welche Auswirkungen die Batterien auf die Umwelt haben, weshalb deren Entsorgung eine problematische Aufgabe ist.

Es ist natürlich klar, dass Hybridmotoren mehr Vor- als Nachteile haben, aber in unserem Land haben sie sich noch nicht durchgesetzt. Der erste Grund dafür ist der Preis. Die Kosten für den beliebten Toyota Prius in der Ukraine betragen 850.000 UAH. Aber es ist nicht nur das beliebteste in seiner Popularität, sondern auch das billigste. Auch in Russland war geplant, einen Hybrid namens "Yo-mobile" auf den Markt zu bringen, das Projekt wurde jedoch abgebrochen. Das bisher stärkste Hybridfahrzeug ist der BMW ActiveHybrid X6.

Der Kampf für die Umwelt in unserer Zeit ist in vollem Gange und sehr eifrig, in dem Autofahrer dazu angehalten werden, Autos mit Hybridantrieb zu kaufen. In Amerika werden den Besitzern solcher Autos also bestimmte Vorteile und kostenlose Parkplätze geboten. Ähnliche Gesetze sollen auch in unserem Land eingeführt werden, insbesondere sollen die Einfuhrzölle auf Autos mit Hybridantrieb gesenkt werden. Ottomotoren treten bereits langsam in den Hintergrund und verlieren ihre Positionen. Und Hybridmotoren sind einer der wichtigsten Schritte, um dies zu erreichen. Aber solange die Preisklasse dieser Autos auf dem gleichen Niveau bleibt, wird die Nachfrage nach ihnen gering sein.

Über Preise für Autos mit Hybridantrieb

Wie alles Neue, Ungewöhnliche und Interessante unterscheiden sich Autos mit Hybridantrieb von ihren klassischen Gegenstücken durch höhere Kosten. Hybridautos sind heute viel teurer als Autos mit ähnlichen Eigenschaften, aber mit Benzinmotoren. Zum Beispiel ist der Hybrid Toyota Camry fast 7.000 Dollar teurer als sein Benzin-Pendant. Der Hybrid Honda Civic ist um 4.000 US-Dollar höher als sein traditionelles Modell. Der Lexus GS 450h ist ein ausgezeichnetes dynamisches Auto (von 0 auf 100 in nur 5,9 Sekunden), das auch viel sparsamer ist als vergleichbare Limousinen mit Achtzylindermotoren. Der Kraftstoffverbrauch dieses Fahrzeugs beträgt ca. 8 Liter pro 100 Kilometer im kombinierten Zyklus. Der durchschnittliche Verkaufspreis für dieses Auto in der Ukraine beträgt durchschnittlich etwa 80.000 US-Dollar.

Zum Thema Einführung von Hybridautos kann man natürlich lange reden und bestimmte Positionen einnehmen und seine Standpunkte verteidigen, aber eines ist klar – die Zukunft ist nicht mehr weit und bald wird dieser Sprung gemacht . Die Veränderungen in der Automobilindustrie stehen unmittelbar bevor! Und wir hoffen, dass dies das ist, was wir alle brauchen.

Dank ihrer Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit sind Toyota-Hybridfahrzeuge für den Verbraucher von großem Interesse. Wie sich herausstellt, sind Laufruhe und Stabilität auf der Straße nicht alle Vorteile dieses japanischen Autos. Hervorragende Fahrleistungen werden überraschenderweise mit sparsamem Kraftstoffverbrauch kombiniert. Der Toyota Prius Hybrid wird von zwei Stromquellen angetrieben: Elektromotor und Verbrennungsmotor(EIS).

Versuchen wir herauszufinden, wie ein Auto mit einer Leistungssteigerung Benzin auf dem Niveau eines Kleinwagens verbrauchen kann. Das Toyota Prius Hybridfahrzeuggerät besteht aus:

• Verbrennungsmotor (ICE);
• Elektromotor;
• Planetengetriebe (Verteiler);
• Generator;
• Wandler;
• Batterie.

Der Verbrennungsmotor und der Elektromotor können gleichzeitig, abwechselnd arbeiten und sich bei Bedarf ergänzen. Bei einem Hybridgerät kann das Antriebsmoment in unterschiedlichen Anteilen direkt vom Elektromotor und vom Verbrennungsmotor auf die Räder übertragen werden.

Dies geschieht über ein Planetengetriebe (Verteiler), das aus einem Satz Zahnräder besteht. Vier davon sind mit einem Benzinmotor verbunden, der äußere mit einem Elektromotor. Ein weiterer Satellit ist mit einem Generator verbunden, der bei Bedarf Energie an einen Elektromotor sendet oder eine Batterie lädt.

Einer der Hauptvorteile des Prius besteht darin, dass das Aufladen eines Hybridfahrzeugs im Gegensatz zu Elektrofahrzeugen keinen Netzanschluss benötigt. Der Prozessor, der alle Aktionen der Maschine steuert, lädt bei Bedarf die Batterie des Verbrennungsmotors auf.

So funktioniert ein Hybridauto

Die Hauptaufgabe der Toyota-Ingenieure bestand darin, ein sparsames Auto zu schaffen, das starken "Eisenpferden" auf der Strecke nicht nachsteht, aber gleichzeitig einen geringen Motorverbrauch aufweist. Dabei kam eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor zum Einsatz. Um maximale Effizienz zu erreichen, können im Toyota Prius beide Antriebsquellen separat, zusammen und parallel arbeiten.

Also das Funktionsprinzip des Hybrid Toyota Prius. Der Motor wird gestartet und das Fahrzeug wird mit Hilfe eines Traktionselektromotors beschleunigt. Es dreht den äußeren Satelliten des Planetengetriebes und überträgt so das Drehmoment auf die Räder. Aber mit einem Akku kommt man nicht weit. Sobald das Auto Fahrt aufnimmt, wird daher der Verbrennungsmotor eingeschaltet.

Der kombinierte Einsatz eines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors ermöglicht es Ihnen, den maximalen Wirkungsgrad (Wirkungsgrad) des gesamten Systems zu erreichen, da. Beim Betätigen der Bremse wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet und es erfolgt die sogenannte regenerative Bremsung (die gesamte Energie aus dem Widerstand wird in elektrische Energie umgewandelt), bei der der im Generatorbetrieb arbeitende Elektromotor die Batterie auflädt.

Benötigt das Auto wieder mehr Leistung, zum Beispiel zum Überholen, wird der Elektromotor wieder zugeschaltet, dessen Energie für eine steile Beschleunigung völlig ausreicht. Hybridauto-Betriebsschemata wurden entwickelt, um die Wirtschaftlichkeit des Autos zu erhöhen und die Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre zu reduzieren. Bei einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs (beim Drücken des Gaspedals) sendet der Steuercomputer ein Signal an den Leistungsteiler und schaltet die Stromquelle ein, wodurch der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben werden kann.

Toyota verfügt über eine einzigartige Zuverlässigkeit und Flexibilität, da die Bewegungssteuerung hauptsächlich über Kabel erfolgt und die Verwendung komplexer Komponenten und Baugruppen umgangen wird. Beim Toyota Prius Hybrid fungiert der Generator übrigens als Starter und hilft dabei, den Verbrennungsmotor bis auf die benötigten 1000 U/min zu „drehen“.

Motorbetriebsmodus

• Start. Fahren nur mit Elektroantrieb.
• Fahren mit konstanter Geschwindigkeit. In diesem Fall wird Drehmoment auf den Generator und die Räder übertragen.
• Der Generator lädt bei Bedarf die Batterie auf und überträgt Energie an den Elektromotor. In diesem Fall erfolgt die Aufsummierung der Drehmomente beider Triebfahrzeuge.
• Erzwungener Modus. Der Elektromotor, der zusätzliche Leistung vom Generator erhält, erhöht die Leistung des Benzinmotors.
• Bremsen. Der Hybrid bremst meist mit einem Elektromotor. Bei kräftigem Treten des Pedals werden jedoch die Hydraulikkomponenten aktiviert und die Bremsung erfolgt wie gewohnt.

Motor (ICE)

Toyota Hybrid-Motortyp - Hybrid Synergy Drive (Hybrid-Synergic-Antrieb), mit dem Sie zwei Antriebsquellen kombinieren können: einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Lassen Sie uns herausfinden, welche Art von Kraftstoffmotoren auf dem Prius installiert sind.

Mitte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts ein Ingenieur Ralph Miller vorgeschlagen, um die Idee zu verbessern James Atkinson ... Der Kern der Idee lag darin, den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors durch Verkürzung des Verdichtungstaktes zu steigern. Es ist dieses Prinzip, das heute oft als Miller/Atkinson-Zyklus bezeichnet wird, das in Toyota-Hybridmotoren verwendet wird.

Also, Toyota Prius Hybrid, wie der Motor dieses Autos funktioniert. Im Gegensatz zu anderen ICE-Modellen beginnt der Kompressionsvorgang im Zylinder nicht in dem Moment, in dem sich der Kolben nach oben bewegt, sondern etwas später. Daher strömt vor dem Schließen der Einlassventile ein Teil des Kraftstoff-Luft-Gemischs in das Saugrohr zurück, wodurch die Zeit erhöht werden kann, in der die Druckenergie des Expansionsgases genutzt wird. All dies führt zu einer deutlichen Steigerung des Motorwirkungsgrads, einer Steigerung des Wirkungsgrades des Aggregats und erhöht auch das Drehmoment.

Motoreigenschaften:

• Volumen - 1794 cc
• Leistung (PS / kW / U/min) - 97/73/5200.
• Drehmoment (Nm / U/min) - 142/4000.
• Kraftstoffversorgung - Injektor.
• Kraftstoff - Benzin AI 95, AI - 92.

Der Verbrauch des Toyota Prius Hybrid pro 100 km im Stadtverkehr beträgt 3,9 Liter, auf der Autobahn - 3,7 Liter.

Elektromotor von Toyota

Die Konstruktion des Hybrid-Synergic-Antriebs verwendet einen Fahrmotor. Leistung Elektromotor Toyota Prius - 56 kW, 162 Nm. Diese Einheit sorgt für die Bewegung des Autos vom Start bis zu einer konstanten Geschwindigkeit, schaltet sich ein, wenn das Auto überholt und beteiligt sich am Bremsen. Das gesamte Toyota Prius System ist bis ins kleinste Detail durchdacht. Das Hybridfahrzeug wird während der Fahrt vom Verbrennungsmotor über den Regelgenerator aufgeladen.

Akkumulator

Der Hybrid ist mit zwei Batterien (Haupt-Hochspannungs- und Hilfsbatterien) ausgestattet, die sich beide im Kofferraum des Autos befinden. Das Hauptgerät der Autobatterie besteht aus einer Nickel-Metall-Hydrid-Legierung und hat eine Kapazität von 6,5 A / h, Spannung 201,6 V. Dieses Gerät verfügt über ein eigenes Kühlsystem. Im Inneren der Hochvoltbatterie befindet sich ein Controller, der den Ladevorgang für jede Zelle (Block) von insgesamt 168 Zellen steuert.

Batterieverbrauch und -wiederherstellung werden vom Steuerprozessor des Fahrzeugs gesteuert. Die Batterie des Toyota Prius muss nicht über das Stromnetz aufgeladen werden, dieser Vorgang wird während der Fahrt durchgeführt und das Fahrzeug (größtenteils) gebremst.
Hilfsbatterie: 12 V (35 A/h, 45 A/h, 51 A/h).

Abschluss

Trotz der relativ hohen Kosten stoßen Hybridautos bei den Käufern immer mehr auf Interesse. Im Vergleich zu anderen Hybridfahrzeugen verbraucht der Toyota Prius tatsächlich deutlich weniger Kraftstoff und hat einen geringen CO2-Fußabdruck.