Πώς λειτουργεί ένα υβριδικό ηλεκτρικό αυτοκίνητο ή HEV;

Για να καταλάβετε πώς λειτουργεί ένα υβριδικό αυτοκίνητο Ένα πράγμα πρέπει να είναι σαφές: τα συμβατικά οχήματα σπαταλούν πολλή ενέργεια όταν κινούνται. Δεν έχει σημασία πόσο είναι ρυθμισμένος ένας κινητήρας ή πόσο τελειοποιείται η αεροδυναμική. Ένα μεγάλο μέρος θα πάει πάντα χαμένο γιατί οι νόμοι της φυσικής είναι ασυγχώρητοι.

Για να λύσουμε, ή μάλλον, για να ελαχιστοποιηθεί αυτό το πρόβλημα Τα υβριδικά αυτοκίνητα σχεδιάστηκαν. Ειδικά τα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα. Διότι, αν και άλλα αυτοκίνητα κινούνται επίσης από δύο πηγές ενέργειας (βλέπε αυτές που χρησιμοποιούν βενζίνη και υγραέριο), δεν είναι όλοι σε θέση να ανακτήσουν αυτή την ενέργεια πριν χαθεί. Είναι εύκολο να το συνειδητοποιήσεις αυτό κανένα καμένο καύσιμο δεν μπορεί να διασωθεί ξανά. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει εάν η ενέργεια που χρησιμοποιείται είναι ηλεκτρική ενέργεια. Εδώ βρίσκεται η μαγεία των υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων ή των HEV. Αλλά υπάρχουν περισσότερα.

Συστατικά ενός υβριδίου

Όπως κάθε άλλο κλασικό αυτοκίνητο, ένα υβριδικό έχει επίσης θερμικό κινητήρα. Τα περισσότερα είναι βενζίνη, αλλά υπάρχουν και ντίζελ όπως π.χ αυτά που παρουσιάζει η Mercedes λίγους μήνες πριν. Γι' αυτό έχει δεξαμενή καυσίμου (που συνήθως είναι μικρότερο), κιβώτιο ταχυτήτων και όλα τα τυπικά εξαρτήματα, εκτός από κάποιες περιπτώσεις την μπαταρία 12V.

ηλεκτροκινητήρες

Για να κερδίσει ένα υβριδικό αυτοκίνητο το όνομά του, πρέπει να έχει άλλη μέθοδο ώθησης. Σε αυτή την περίπτωση πρόκειται για ηλεκτροκινητήρα που συμπληρώνει τον ήδη αναφερθέντα θερμικό κινητήρα. Μπορεί να συνδεθεί στο κιβώτιο ταχυτήτων, στους άξονες ή απευθείας στους τροχούς, όπως αυτά που δημιούργησε η Protean, που παρουσιάστηκαν νωρίτερα φέτος.

Υπάρχουν πολλά είδη, αλλά σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη Είναι το πιο χρησιμοποιούμενο σε υβριδικά αυτοκίνητα. Έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί λειτουργία κινητήρα και γεννήτριας Την ίδια στιγμή. Δηλαδή, μπορεί να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική ενέργεια και αυτή την κίνηση πίσω σε ηλεκτρική. Με αυτόν τον τρόπο δεν χρειάζεται να εγκαταστήσουν ένα άλλο εξάρτημα που θα πρόσθετε περισσότερο βάρος στο αυτοκίνητο.

Μπαταρία

Ένα άλλο σημαντικό μέρος για ένα υβριδικό αυτοκίνητο για εξοικονόμηση καυσίμου. Όσο περισσότερη χωρητικότητα έχετε, περισσότερο μπορεί ο ηλεκτροκινητήρας να βοηθήσει το θερμικό. Η χωρητικότητά του δεν είναι πολύ μεγάλη στα κανονικά υβρίδια. Επειδή απαιτούν μόνο ισχύ για να λειτουργούν σε χαμηλές ταχύτητες και υποστηρίζουν ορισμένες επιταχύνσεις. Για παράδειγμα, αυτό του Τρέχον Toyota Prius έχει ωφέλιμη χωρητικότητα 1,3 kWh και αυτή του Hyundai Ioniq Hybrid ή η Kia Niro HEV 1,5 kWh.

Αυτή η χωρητικότητα αυξάνεται εάν είναι α plug-in υβριδικό. Δεδομένου ότι ο στόχος του εκτείνεται στη λειτουργία σε ηλεκτρική λειτουργία με υψηλότερη ταχύτητα και να έχει μεγαλύτερη αυτονομία. Για παράδειγμα, το Mini Countryman έχει χωρητικότητα 7,7 kWh και το Mitsubishi Outlander PHEV φτάνει έως και τις 13,8 kWh.

Inversor

Αυτό το στοιχείο είναι απαραίτητο για να λειτουργούν όλα σε ένα υβρίδιο. Πολλοί ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν εναλλασσόμενο ρεύμα, ενώ η μπαταρία παραδίδει DC. Εδώ ο επενδυτής κάνει τη δουλειά του έτσι ώστε και τα δύο εξαρτήματα είναι συμβατά. Μετατρέπει το ένα ρεύμα σε ένα άλλο, και όχι μόνο προς μια κατεύθυνση. Αυτό το κάνει όταν η μπαταρία παραδίδει ηλεκτρισμό στον κινητήρα, αλλά και όταν ο κινητήρας παράγει ηλεκτρισμό για την μπαταρία.

Άλλα εξαρτήματα του αυτοκινήτου χρησιμοποιούν επίσης εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο μετατροπέας είναι επίσης υπεύθυνος για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για να λειτουργήσει. Συνήθως αυτά είναι τα κλιματισμός, Η εξοπλισμός πολυμέσωνΚ.λπ.

συστήματα ανάκτησης ενέργειας

Ο υβριδισμός είναι μια τεχνολογία που πολλές μάρκες εργάζονται συνεχώς. Γι' αυτό υπάρχουν όλο και περισσότεροι τρόποι ανάκτησης της ενέργειας ενός αυτοκινήτου. Μεταξύ όλων αυτών υπάρχουν δύο που απεικονίζουν τέλεια τις προσπάθειες που έχουν γίνει για να επιτευχθούν αξιοποιήστε κάθε watt πριν σπαταληθεί:

αναγεννητικό φρενάρισμα

Όπως έχουμε αναφέρει και πριν, ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί να λειτουργήσει ως α γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή είναι η ιδιότητα στην οποία βασίζεται η αναγεννητική πέδηση. Όταν ο οδηγός φρενάρει δεν λειτουργούν μόνο τα συμβατικά φρένα που βρίσκεται στους τροχούς, αλλά ο ίδιος ο κινητήρας φρενάρει το αυτοκίνητο «απορροφώντας» εκείνη την κινητική ενέργεια που διαφορετικά θα χανόταν.

Υπάρχουν υβρίδια πολλών εμπορικών σημάτων, αλλά τη λειτουργία αυτού του φρένου είναι συνήθως πάντα το ίδιο. Όταν ο οδηγός φρενάρει απαλά, τα φρένα του τροχού δεν μπαίνουν καν σε δράση, είναι ο κινητήρας που επιβραδύνει το αυτοκίνητο με τη βοήθεια ή όχι μιας επιπλέον ταχύτητας που αυξάνει την ενέργεια που φορτίζεται και φρενάρει περισσότερο το αυτοκίνητο. Εάν ο οδηγός πατήσει το φρένο πιο δυνατά, τα φρένα των τροχών επίσης ενεργοποιούνται όπως σε οποιοδήποτε άλλο αυτοκίνητο.

Σύστημα ανάκτησης θερμότητας καυσαερίων

Είναι ένα σύστημα που συλλέγει τη θερμότητα που πρέπει να αποβληθεί μέσω της εξάτμισης, για να διατηρείται το ψυκτικό υγρό του κινητήρα πάντα στην τέλεια θερμοκρασία ώστε να λειτουργεί αποτελεσματικά. Τι άλλο από το να εκμεταλλευτείς μέρος της ενέργειας του καυσίμου που χάνεται με τη μορφή θερμοκρασίας.

Αυτό το σύστημα λύσει ένα τυπικό πρόβλημα των αυτοκινήτων που συνήθως λειτουργούν για κάποιο χρονικό διάστημα με σβηστός κινητήρας θερμότητας. Αν δεν είχαν αυτό το σύστημα, ο κινητήρας θα έπρεπε ψυχρή εργασία περισσότερο από το επιθυμητό. Με συνακόλουθη αύξηση της κατανάλωσης και μεγαλύτερη φθορά των εξαρτημάτων του.

Σύστημα διαχείρησης

Μόλις έχετε όλα τα φυσικά εξαρτήματα για χρήση καυσίμων και ηλεκτρικής ενέργειας, απλά χρειάζεται έναν υπολογιστή που αποφασίζει πότε θα χρησιμοποιήσει το ένα και πότε το άλλο. Φυσικά, το να αφήσει τον έλεγχο δύο κινητήρων και δύο ενεργειών στον οδηγό θα περιέπλεκε υπερβολικά τη ζωή του.

Χάρη στους πολλαπλούς αισθητήρες, αυτό το σύστημα που ενσωματώνεται στα υβριδικά αυτοκίνητα γνωρίζει πότε είναι απαραίτητη η υποστήριξη του ηλεκτροκινητήρα. Οι μεταβλητές είναι πολλές, αλλά υπάρχει μια σειρά από καταστάσεις όπου είναι προγραμματισμένες να λειτουργούν, αρκεί να υπάρχει αρκετή φόρτιση στην μπαταρία. Αυτά είναι στο ξεκινά από στάση, στις στιγμές που κυκλοφορούν στο χαμηλή ταχύτητα και στο επιταχύνσεις. Εκτός από τα σπορ αυτοκίνητα, ο στόχος του θα είναι πάντα η εξοικονόμηση, οπότε αν επιταχύνουμε δεν θα επιδιώξει να δώσει περισσότερη δύναμη, αλλά ότι η θερμική μηχανή λειτουργεί λιγότερο.

Νέες τεχνολογίες για μείωση της κατανάλωσης

Όσο περισσότερες πληροφορίες έχει ο υπολογιστής, τόσο καλύτερα θα διαχειρίζεται την ενέργεια που διαθέτει. Ορισμένα τρέχοντα συστήματα είναι ικανά ενσωμάτωση δεδομένων τρισδιάστατου προγράμματος περιήγησης, για να εξοικονομήσετε περισσότερη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Για παράδειγμα, εάν κατεβαίνετε σε ένα μεγάλο ορεινό πέρασμα όπου μπορεί να φορτιστεί το μεγαλύτερο μέρος της μπαταρίας, το σύστημα θα εξαντλήσει όλη την μπαταρία που έχει πριν φτάσει.

Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτά τα δεδομένα σχετικά με το ταξίδι για να συγκεντρώσετε όσο περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια μπορείτε προτού φτάσετε σε μια μεγάλη ανάβαση όπου θα τη χρειαστείτε. Και στις δύο περιπτώσεις θα εξοικονομήσετε περισσότερα καύσιμα από ό,τι αν δεν είχατε αυτές τις πληροφορίες. Οπως και προετοιμάζεται για αυτό που θα ακολουθήσει.

Μικροϋβριδισμός VS. συμβατικά υβρίδια

Μην συγχέετε το μικρουβριδικά αυτοκίνητα με τα υβρίδια που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο. Υπάρχουν εκείνα που χρησιμοποιούν ηλεκτρικά συστήματα 48v και μικρές μπαταρίες για να βοηθήσουν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης σε ορισμένες περιπτώσεις. αλλά αυτά τα αυτοκίνητα δεν έχουν τη δυνατότητα να κινούνται μόνο με ρεύμα και επομένως δεν μπορεί να επωφεληθεί από το Περιβαλλοντική ετικέτα ECO. Ένα καλό παράδειγμα αυτού του τύπου αυτοκινήτου είναι το Hyundai Tucson 2019 2.0 CRDi 48v που δοκιμάσαμε πριν από μερικές εβδομάδες.