Como funcionan as diferentes tecnoloxías híbridas nos coches

Actualmente, o coche híbrido democratizado atópase no seu mellor momento, un período de transición entre a propulsión térmica e a eléctrica, polo que os coches utilizan estas dúas tecnoloxías ao mesmo tempo. Non obstante, debes ter en conta que este termo universal esconde unha variedade de tecnoloxías, que van desde híbridos anecdóticos ata híbridos "pesados". Entón, vexamos as distintas hibridacións que existen, así como todos os pros e contras destas últimas.

Antes de considerar as diversas topoloxías e arquitecturas técnicas dos vehículos híbridos (distintos conxuntos), primeiro realizaremos a clasificación por calibración do dispositivo.

Diferentes niveis de hibridación

Híbrido moi MHEV débil (hibridación "microhíbrido" / "FALSO")

Voltaxe:	Baixo / 48V
Recargable:	non
Condución eléctrica:	non
sobrepeso:	<30 kg
Capacidade da batería:	<0.8 кВтч

Algúns niveis de hibridación son moi leves, isto en concreto prodúcese con 48V a nivel da polea do cigüeñal (antes se limitaba a parar e arrancar, o alternador-arrancador non recibía corrente para poder axudar ao motor.. Motor). )... Equipado con baterías microscópicas menos de 0.7 kWhNon considero que esta tecnoloxía sexa unha verdadeira hibridación. As forzas xeradas por un dispositivo eléctrico son demasiado anecdóticas para ser xulgadas como tales. E dado que o par transmítese ás rodas a través do motor (a través da polea amortecedora), obviamente non será posible un movemento 100% eléctrico. Coidado cos produtores que engaden toneladas a este tipo de tecnoloxía, o que lle permite crer nunha hibridación consistente (de feito, é todo o que se necesita para aforrar uns gramos para as sancións ambientais). Polo tanto, quero distinguir esta hibridación das seguintes.

Coidado cos fabricantes que abusan disto, a hibridación MHEV pode describirse como "ficción" porque é moi anecdótica.

Recoñecelos pola nomenclatura de 48V ou MHEV. Podemos citar, por exemplo, e-TSI ou Ecoboost MHEV.

Híbrido leve (híbrido "REAL") HEV

Voltaxe:	Alta / ~ 200 V
Recargable:	non
Condución eléctrica:	si
sobrepeso:	30 a 70 kg
Capacidade da batería:	De 1 a 3 kWh

Polo tanto, xa non estamos aquí

moi

luz que promete moi pouca (pasamos de menos de 0.5 kWh a valores no rango de De 1 a 3 kWh, ou de 1 a 3 km nun vehículo totalmente eléctrico). Así, aquí estamos a falar de hibridación fácil, pero aínda de hibridación secuencial (para relacionarse coa categoría indicada despois de [PHEV], aquí é unha variante de PHEV lixeiro e polo tanto non recargable). Así, podemos circular completamente con electricidade, aínda que sexa unha distancia moi curta. O obxectivo aquí é principalmente reducir o consumo, non cubrir o 100% da distancia eléctrica. O contexto máis favorable son as bujías, o ambiente no que os motores de inxección directa modernos e reducidos convértense nos que máis consumen enerxía (mestura de refrixeración do motor máis rica que favorece maioritariamente a combustión pobre, pero isto só é unha parte da explicación). Entón non obtén case nada nas vías rápidas: nacionais / departamentais / autoestradas. Neste contexto, o gasóleo segue sendo máis rendible (e, polo tanto, para o planeta!).

A máis famosa de todas é a hibridación HSD de Toyota porque xa leva anos! Polo tanto, tamén é o máis común... A súa fiabilidade é coñecida e o seu traballo é moi pensado.

Máis recentemente, referirémonos ao híbrido Renault E-Tech, que, como Toyota, se plasma en tecnoloxías propietarias que ninguén máis ten (aquí non es o provedor do equipamento, senón a marca que o desenvolveu). ... É o mesmo co Mitsubishi IMMD.

PHEV híbrido enchufable (híbrido "REAL")

Voltaxe:	Moi alto / ~ 400 V
Recargable:	si
Condución eléctrica:	si
sobrepeso:	100 a 500 kg
Capacidade da batería:	De 7 a 30 kWh

Un híbrido deste tipo pódese cualificar de "pesado", porque o equipamento de a bordo está lonxe de ser divertido e lixeiro (de 100 a 500 kg extra: batería, electrónica de potencia e motor eléctrico) ...

Despois cargamos a batería, que pode ir desde De 7 a 30 kWh, suficiente para percorrer de 20 a case 100 km, dependendo do coche (o máis moderno).

Como ocorre con outras calibracións de hibridación, temos unha variedade de tecnoloxías. Aínda atopamos o Renault E-Tech híbrido, pero aquí está conectado a unha gran batería recargable a través dunha toma externa. Porque se o Clio ten unha versión lixeira de 1.2 kWh, o Captur ou Mégane 4 poden beneficiarse da versión de 9.8 kWh, polo que cualificaríamos como unha hibridación pesada. O X5 45e beneficiarase dunha versión de 24 kWh, o que é suficiente para percorrer 90 km cun todo eléctrico.

Este tipo de coche pode acelerar ata 130 km/h con toda a potencia eléctrica, os fabricantes parecen arreglarse a este ritmo (ofrecen case todo o mesmo).

A maioría dos híbridos deste tipo adoitan ter un motor eléctrico situado fronte ao conversor de embrague/par, polo tanto, entre o motor e a caixa de cambios. Renault electrificou a transmisión e retirou o embrague, e Toyota utiliza un tren de engrenaxes planetarias para combinar forzas térmicas e eléctricas nas rodas (o sistema HSD xa non se acende cando se lle engade unha batería de 8.8 kWh. Unha batería que se pode recargar mediante unha saída).

Diferentes arquitecturas de vehículos híbridos

Conxunto de luz MHEV / Micro híbrido 48V

Este sistema funciona a voltaxes máis baixas, concretamente 24 ou 48 V (case sempre 48 V). Nesta ocasión falamos de dotar ao coche dun “excelente” sistema de parada e arranque, que non se limita a reiniciar o coche. Ademais, axuda ao motor térmico mesmo cando estea en movemento. Este sistema non permite operar completamente eléctricamente, pero resulta ser un proceso flexible e sinxelo que se pode instalar en calquera lugar. En definitiva, este é quizais o sistema máis intelixente de todos, aínda que a primeira vista che pareza un pouco sinxelo. Pero é o aspecto lixeiro o que o fai interesante...

Disposición híbrida paralela

Nesta configuración, dous motores poden xirar as rodas, só térmicas ou só eléctricas (en híbridos completos), ou ambos ao mesmo tempo. A acumulación de poderes dependerá de determinadas variables (ver a continuación: acumulación de poderes). Teña en conta tamén que algúns dos compoñentes poden ser lixeiramente diferentes, pero a lóxica segue a ser a mesma: accionan as rodas eléctricas e térmicas a través da caixa de cambios. Un exemplo son os híbridos alemáns como os sistemas e-Tron/GTE. Este sistema estendese cada vez máis e debería ser maioritario.

Ler: detalles do funcionamento da hibridación e-Tron (transversal e lonxitudinal) e GTE.

Teña en conta que decidín facer os meus diagramas cunha disposición de motor transversal, é dicir, a maioría dos nosos coches. As berlinas de luxo adoitan estar nunha posición lonxitudinal. Teña en conta tamén que estou especificando aquí un embrague que desconecte o motor da transmisión (polo que sería necesario engadir un embrague ou un conversor entre o motor eléctrico e a caixa de cambios ademais do circuíto. Pero algunhas persoas conectan o motor eléctrico directamente a a caixa de cambios. Exemplo E-Tense e HYbrid / HYbrid4 de PSA)

Este é un sistema nun Mercedes cun motor lonxitudinal. Destaquei en vermello o motor eléctrico fronte ao convertidor de par. Á dereita está a caixa de cambios (planetaria, porque BVA), e á esquerda está o motor.

Serie de montaxe híbrida

Outros sistemas vírono diferente, xa que só o motor eléctrico pode impulsar as rodas. Entón o motor térmico só servirá de xerador eléctrico para recargar as baterías. Por si só, o motor non ten conexión coa transmisión e, polo tanto, coas rodas, é pouco probable que forme parte da mecánica, tanto que se deixa de lado. Aquí podes facer referencia ao BMW i3 ou ao Chevrolet Volt / Opel Ampera (binoculares).

Aquí só o motor eléctrico pode mover o coche, xa que é o único que se conecta ás rodas. Podemos supoñer que se trata dun vehículo eléctrico, que contará cun xerador adicional para aumentar a autonomía. Non serviría de moito un motor térmico que xere centos de cabalos de potencia xa que só serve para xerar electricidade.

Instalación paralela en serie

Aquí probablemente terás máis problemas para comprender o concepto rapidamente... De feito, resulta tan intelixente como difícil de entender. Parte da razón reside no tren de engrenaxes planetarias, que permite almacenar a enerxía nun único eixe de dúas fontes diferentes: un motor eléctrico e un motor térmico. Tamén é a complexidade do número de elementos móbiles que traballan xuntos, así como os moitos modos de funcionamento que fan que o sistema sexa globalmente difícil de aprender (unha mestura de conceptos complexos relacionados coa cadea de transmisión, en particular o tren epicíclico, pero tamén o uso de forza electromagnética como para xerar corrente e para transmitir par con efecto embrague). Chámase secuencial/paralelo porque combina lixeiramente os dous modos de funcionamento (o que complica as cousas...).

Ler máis: Como funciona o Toyota Hybrid (HSD).

A construción varía de xeración en xeración, pero o principio é o mesmo

O diagrama real está boca abaixo porque cando se ve dende o lado oposto...

Híbrido disociado/diferenciado

Podemos citar, por exemplo, o sistema PSA (ou mellor dito Aisin) Hybrid4, no que o motor eléctrico é para as rodas traseiras, mentres que a dianteira é convencional cun motor térmico (ás veces tamén é un híbrido na parte dianteira como o Rav4). HSD ou mesmo a segunda xeración HYbrid2 e HYbrid4 nalgúns casos).

Diferentes niveis de hibridación

Antes de analizar as diferentes formas de crear un vehículo híbrido, vexamos primeiro un vocabulario que describe as distintas hibridacións posibles:

• Híbrido completo : literalmente "híbrido completo": eléctrico con polo menos o 30% da capacidade total. O motor eléctrico (e pode haber varios deles) é capaz de proporcionar movemento de forma autónoma durante varios quilómetros.
• Híbrido enchufable : Híbrido enchufable completo. As baterías pódense conectar directamente á rede.
• Híbrido leve / Microhíbrido : Neste caso, o coche non poderá circular completamente con electricidade, mesmo para distancias curtas. Así, a cámara térmica sempre estará activada. As versións modernas de 48 V incluso axudan sistemáticamente o motor mediante unha polea amortecedora. Nas primeiras versións da década de 2010 limitábase ao Stop and Sart mellorado, porque estaba controlado por un xerador-arrancador, e non un arrancador normal (polo que podemos recuperar enerxía durante a desaceleración, o que non podería ser o caso dun iniciación clásica por suposto)

Por que a forza non se acumula todo o tempo?

No caso dun híbrido accionado por un motor eléctrico, que el mesmo se carga por un xerador térmico (ou motor...), é fácil entender que non hai que facer nada... Que a potencia térmica sexa 2 ou 1000 cabalos de forza. non cambiará nada, xa que só se usa para recargar as baterías. Basicamente só se pode xogar á velocidade de recarga.

Para un sistema máis tradicional (un coche de deseño tradicional cun motor eléctrico de apoio) a potencia do motor eléctrico e térmico acumular pero non ten por que resultar nunha simple dimisión.

De feito, varios factores poden influír na acumulación, por exemplo:

• Disposición do sistema (a propulsión eléctrica conducirá as mesmas rodas que a cámara térmica? Non no Hybrid4, por exemplo, híbrido paralelo ou serie-paralelo)
• A potencia da batería (alimentando o motor eléctrico) xoga un papel moi importante. Porque a diferenza dun térmico, que se alimenta con combustible dun depósito (2 litros son suficientes para alimentar un V8 de 500 CV durante uns segundos), o motor eléctrico non poderá entregar toda a súa potencia se a batería non é suficiente (aos polo menos igual que o motor que se vai alimentar), que é o caso nalgúns modelos. En comparación cunha locomotora diésel, é coma se o consumo de combustible fose limitado...
• Especificacións de dous motores acoplados. O motor non ofrece a mesma potencia en toda a gama de velocidades (dise que un motor ten X cabalos de potencia a X rpm, unha potencia que se fai diferente en Y todos/min). Así, cando se combinan dous motores, a potencia máxima non alcanza a potencia máxima dos dous motores. Exemplo: potencia calorífica 200 HP a 3000 rpm en combinación cunha potencia eléctrica de 50 CV. a 2000 rpm non poderá dar 250 CV. a 3000 rpm, xa que o motor eléctrico tiña unha potencia máxima (50) a 2000 t/min. A 3000 rpm só desenvolverá 40 CV, polo que 200 + 40 = 240 CV.

Todos os comentarios e reaccións

pasado comentario publicado:

Emryspro (Data: 2021, 06:30:07)

Lexus RX 400h 2010

Teño un problema coa carga dunha batería de 12 V. Necesita axuda por favor

Il J. 1 reacción (s) a este comentario:

• Administrador ADMINISTRADOR DO SITIO (2021-07-01 10:32:38): Como non hai alternador, está conectado á electrónica de potencia que controla os fluxos eléctricos.

(A túa publicación será visible no comentario despois da verificación)

Escribe un comentario

Cal destas marcas che inspira máis cando se trata de luxo?