Основними завданнями гібридної силової установки є
- По-перше, швидке досягнення необхідної швидкості за рахунок миттєвої подачі енергії, при цьому гарантуються кращі експлуатаційні якості автомобіля.
- По-друге, за рахунок того, що частина енергії при гальмуванні перетворюється в електричну, а частина - в теплову, досягається збереження енергії при гальмуванні (в порівнянні з недоліком автомашини, що не оснащеної гібридною установкою, в якій всі 100% енергії виділяються у вигляді тепла ).
- По-третє, автомобіль оснащується сучасною системою управління витрати енергії. По-четверте, забезпечується зменшення маси і габаритів складових частин автомобіля.
Розглянемо основні принципи роботи гібридної силової установки.
У момент початку руху автомобіля, і при їзді на невеликій швидкості працюють електромотори. Далі, в процесі додавання швидкості, при звичайному режимі руху працюють спільно і двигун внутрішнього згоряння, і електромотори.
Для досягнення оптимальних показників здійснюється розподіл потужності двигуна між колесами, і, що приводить в рух електромотор, електрогенератором, який заряджає батарею. При розгоні потужність двигуна доповнюється потужністю енергії батареї.
У процесі гальмування електромотори виконують роль генераторів, що перетворюють накопичується в батареї кінетичну енергію в електричну. При зупинці двигун автоматично вимикається, забезпечуючи економічність автомобіля. А на початку руху задіяні тільки електромотори.
Далі розглянемо основні компоненти гібридної силової установки і їх основні характеристики.
Гібридна коробка перемикання передач контролює роботу і бензинового, і електричного двигунів, дозволяє спрямовувати потужність, куди це необхідно, ніж забезпечує ефективний і економічна витрата палива, а також велику потужність, швидко реагуючи на дії водія.
Бензиновий двигун забезпечує можливість досягати високої швидкості, а електродвигуни дають додаткову потужність. Експлуатація електродвигуна дозволяє економити бензин, і не забруднювати атмосферу.
У гібридної силової установки бензиновий і електричний двигуни працюють в оптимальному режимі, і, доповнюючи один одного, створюють систему, що забезпечує економію палива, хороші експлуатаційні властивості, і екологічність автомобіля.
Гібридна силова установка дозволяє економити енергію за рахунок зниження її споживання і відновлення, коли при гальмуванні електродвигуни працюють в якості генераторів, і, енергія руху, за допомогою керування силовою установкою, переходить в батарею високої напруги.
Сучасний двигун внутрішнього згоряння є основним джерелом енергії в гібридну силову установку. Він управляється за допомогою комп'ютерної системи, яка виробляє постійна зміна забору повітря. В результаті досягається додаткова потужність, економія бензину, і зниження викидів забруднюючих речовин, при цьому не підвищується рівень шуму і вібрацій. Такий сучасний високопродуктивний двигун чітко і швидко «відгукується» на команди.
Високовольтний електромотор гібридної силової установки є компактним, технічно складним комплексом електромотора і електрогенератора, що дозволяє досягати плавного розгону автомобіля.
Головним компонентом пристрою розподілу енергії є планетарний механізм. забезпечує взаємодію двигуна внутрішнього згоряння, електромотори та генератора. Механізм планетарної передачі сприяє збільшенню терміну експлуатації автомобіля, зниження рівня шуму, а також зменшення втрат на тертя.
Енергетичний центр гібридної силової установки складається з потужною високотехнологічною батареї, в якій відбувається процес виробництва та контролю за витрачанням енергії, блоку управління енергією, напівпровідникового комутаційного пристрою і регенеративної гальмівної системи. Такий енергетичний центр дозволяє створювати запас, і управляти електричною енергією, яка зберігається в високопродуктивної, нікель - метал - гібридної батареї.
Для контролю потоку енергії між генератором, батареєю і електромотором використовується блок управління енергією і напівпровідниковий пристрій перемикання. Батарея є пристроєм постійного струму. Генератор і електромотор - пристрої змінного струму. Ці пристрої перетворять енергію, виходячи з потреб системи, так як вихідна напруга батареї не відповідає вихідній напрузі генератора і вхідній напрузі електромотора.
Регенеративна гальмівна система найбільш зручна для експлуатації автомобіля в місті, де часто доводиться знижувати і набирати швидкість, зупинятися і починати рух. У звичайних системах енергія, яка використовується для гальмування, втрачається повністю. У гібридних силових установках генератор при гальмуванні виробляє електроенергію, яка зберігається в батареях.
Інвертор перетворює постійний струм в змінний, який використовується для живлення електромотора. У гібридної силової установки діє високовольтна система перетворення одного постійного струму в інший постійний струм. В результаті підвищується напруга, і при незмінному рівні струму зростає електрична потужність, і підвищується продуктивність і крутний момент приводу електромотора.
Поліпшення експлуатаційних характеристик в сучасних автомобілях досягається за допомогою комплексного використання
- гібридної силової установки,
- електронної системи управління,
- модифікованої підвіски,
- систем контролю стійкості автомобіля,
- інтегрованого управління динамікою автомобіля (VDIM).
Основний цельюVDIM є підвищення рівня безпеки за допомогою забезпечення взаємодії, і досягнення максимальної ефективності роботи таких систем активної безпеки, як антиблокувальна система гальм (АВS), антипробуксовочна система (TRC), система курсової стійкості (VCS) і електропідсилювач керма (ЕРS).
Відмінною особенностьVDIM. в порівнянні зі звичайними системами безпеки, є те. що вона активізується до, а не після досягнення граничного рівня технічних можливостей автомобіля. Системи безпеки машини працюють більш чітко, це дозволяє краще контролювати управління.
Крім того, VDIM здійснює управління гібридною силовою установкою і системою повного приводу. Завдяки датчикам, якими обладнаний автомобіль, VDIM отримує вичерпну інформацію про поточний стан систем автомобіля, і досягає контролю над компонентами, що відповідають за рух, такими як гальмівне зусилля, рульове управління, крутний момент. Таким чином, VDIM покращує швидкісні якості автомобіля, і вдосконалює роботу гальмівної, антипробуксовочною, і системи курсової стійкості. В результаті, автомобіль, обладнаний системою інтегрованого управління динамікою (VDIM), відповідає найвищим стандартам безпеки і зручності.