23 marca 2023
Przeczytasz ten artykuł w ciągu 4 minut
Witam na moim pierwszym wpisie na blogu z serii układów wysokiego napięcia w pojazdach. Udzielę w nim odpowiedzi na kilka ważniejszych pytań związanych z tematyką wysokich napięć (HV-High Voltage).
Ponieważ istnieje tak wiele różnych systemów wysokiego napięcia, postanowiłem stworzyć całą serię wpisów na ten temat. Dowiesz się z nich jak działają poszczególne systemy, jak można je od siebie odróżnić, jakie mają zalety i wady i wiele więcej…
Napęd hybrydowy
Zaczniemy od najpopularniejszego napędu z systemem HV, a tym samym prawdziwego przełomu dla nowoczesnej mobilności: napędu hybrydowego. Jak sugeruje nazwa, system „hybrydowy” jest połączeniem dwóch napędów – każdy z własnym systemem magazynowania energii. Połączenie poszczególnych napędów umożliwia działanie o zupełnie nowych właściwościach i niesie ze sobą wiele korzyści. Napędy hybrydowe można rozróżnić zarówno ze względu na moc zastosowanego silnika elektrycznego, jak i rozmieszczenie elementów napędu:
Pełna, łagodna (miękka), czy mikrohybryda? Porównajmy!
Pojazdy mikrohybrydowe mają najniższą moc generatora i konwencjonalny układ elektryczny niskiego napięcia. W niektórych przypadkach systemy mają funkcję start-stop z konwencjonalnym rozrusznikiem lub generatorem silnika.
Pojazdy z łagodną (miękką) hybrydą mają moc generatora od 5 do 25 kilowatów i mogą pracować z napięciem do 150 V, w niektórych przypadkach większym. Funkcje takie jak start-stop są wykonywane przez mocniejszą e-maszynę, którą można również wykorzystać do uruchomienia silnika spalinowego. ,,E-machine'' umożliwia również wykorzystanie energii kinetycznej pojazdu do zamiany jej na energię elektryczną lub do wspomagania silnika spalinowego podczas przyspieszania (odzysk energii hamowania lub funkcja boost).
Pojazdy w pełni hybrydowe mają te same funkcje, co pojazdy z hybrydą łagodną, ale posiadają nieco większą moc – moc wyjściowa generatora wynosi zwykle 40-75 kilowatów, a stosowane są w nich akumulatory wysokonapięciowe o napięciu znacznie przekraczającym 200 V. W połączeniu z potężną e-maszyną, pełna hybryda może również jeździć czysto elektrycznie.
Pojazdy hybrydowe typu plug-in to koncepcja napędu typowo występująca w pojazdach hybrydowych, która najlepiej łączy zalety silnika spalinowego i pojazdu w pełni elektrycznego. „Plug-in” w tym systemie oznacza, że akumulator można ładować zewnętrznie za pomocą wtyczki. Te pojazdy wyposażone są w mocny silnik elektryczny o typowej mocy 75-160 kilowatów oraz duży akumulator (ponieważ magazynowanie energii umożliwia pracę elektryczną) o typowym zasięgu 30-80 km przy prędkościach do 80 km/h.
| Przegląd klas hybrydowych | Micro | Miękka (MHEV) | Pełna (HEV) | Plug-in (PHEV) |
|---|---|---|---|---|
| Możliwe zastosowania |
|
|
|
|
| Moc generatora | 3–10 kW | 5–25 kW | 40–75 kW | 75–160 kW |
| *Wyłączenie silnika spalinowego w sytuacjach jazdy z niską mocą napędową. | ||||
Według Federalnego Urzędu Transportu Samochodowego (Niemcy) liczba nowych rejestracji pojazdów hybrydowych w 2019 r. wyniosła łącznie 239 250, z czego 45 348 to pojazdy hybrydowe typu plug-in. Do 2020 roku liczba ta wzrosła do 527 864 nowych rejestracji, w tym 200 469 pojazdów hybrydowych typu plug-in.
W kolejnym wpisie z tej serii przyjrzymy się klasyfikacjom ze względu na rozmieszczenie elementów napędu. Co to oznacza i jakie dokładnie grupy napędów możemy wskazać? Nie przegap kolejnego artykułu!
O autorze
Florian Freund
Florian pełnił funkcję Dyrektora ds. Systemów Łączności w ZF Aftermarket do 2022. Jego motto jako Eksperta ZF:
,,Napędzanie rozwoju mobilności elektrycznej to nie tylko moja praca, to moja pasja”.