Гибридные автомобили
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?мбинацию эффективного аккумулятора, никель-металлического гибрида или литий-ионную и высокомощного конденсатора, для получения легкого, эластичного и мощного буферного накопителя для гибридного автомобиля.[2]
.Электродвигатели
Любой тип электрического транспортного средства нуждается в тяговом приводном электродвигателе, наличие его и является, по нашему определению, признаком электрического автомобиля. Когда гибридные автомобили и автомобили на топливных элементах займут место двигателей внутреннего сгорания, понадобится все больше и больше таких двигателей и их конструкция станет очень важна.
Одна из проблем, но не самая важная, первых электромобилей заключалась в том, что они использовали очень сырые электродвигатели с еще более сырой системой управления, которые были шумными и имели плохую отдачу. Электрический силовой узел, который приемлем для электрокара, может быть несовместим с легковым автомобилем.
В начале 90-х казалось, что выбор между электромоторами переменного и постоянного тока окончательно сбалансировался. Моторы переменного тока в основном имеют лучшую эффективность, но требуют преобразователя, чтобы преобразовывать ток, получаемый от аккумулятора постоянного тока.
Прототипы электрических автомобилей, которые появились к 2000 году в основном в Японии, использовали синхронные двигатели переменного тока, хотя Honda использовала бесщеточный мотор-генератор, установив его на манер бутерброда между двигателем и трансмиссией на своем гибридном автомобиле Insight, дошедшем до производства.
Большинство современных тяговых двигателей переменного тока работают при напряжении в пределах 70-120 вольт, результате компромисса между размерами мотора, эффективностью и электрической безопасностью. Основная часть современных электромобилей использует односкоростной привод за счет способности электрического тягового мотора развивать максимум крутящего момента при оборотах, равных нулю, или при очень маленькой скорости.
С помощью агрессивной технологии и принудительного охлаждения электродвигатели могут обеспечивать очень высокое соотношения крутящего момента к весу. Двигатель британской компании Zytec создает крутящий момент 60 Нм при весе всего 13 кг и может быть практически смонтирован в ступице колеса.
Ключевое место в современной системе управления электродвигателями занимает электроника, а все современные электродвигатели не имеют щеток. Большинство электромобилей сегодня используют электронное управление двигателями, основанное на высокочастотном вертолетном принципе, при котором средний уровень мощности определяется пропорционально времени (на стандартный импульс системы), на которое включается питание. Возможной и более совершенной альтернативой является векторное управление, которое было продемонстрировано Mitsubishi на концептуальном автомобиле и которое обеспечивает еще большую эффективность.
Электрические автомобили могут также экономить (регенерировать) энергию, реверсируя свои электродвигатели, чтобы запасти часть кинетической энергии, которая иначе будет потеряна (в действительности перейдет в тепло и будет рассеяна) во время торможения. Регенерация может также производиться под компьютерным управлением. В зависимости от условий движения она может играть положительную роль в улучшении экономии энергии на аккумуляторных и гибридных автомобилях.[2]
.Гибридные узлы
Очевидным способом преодолеть ограниченный запас хода аккумуляторных электромобилей является использование небольшого двигателя и генератора на автомобиле для подзарядки аккумуляторных батарей во время движения. Исходя из других соображений, этот аргумент может быть оспорен созданием экономичного транспортного средства с низким значением вредных выбросов, использующего электрический двигатель, который получает энергию от приводимого двигателем генератора.
Размер первичного двигателя может быть выбран из необходимости получения средней мощности, требуемой автомобилю, а не максимальной, нужной для ускорения. При этом двигатель может работать в режиме наилучшей экономичности и токсичности выхлопных газов большую часть времени (или выключаться). Дополнительная мощность для разгона забирается от энергетического буфера.
В действительности гибридные автомобили могут быть разделены на два класса: последовательный гибрид, в котором вся энергия переводится в электричество, и параллельный гибрид, в котором первичный двигатель соединяется с ведущими колесами механически через трансмиссию, а поток электроэнергии передается параллельно - что выходит из названия.
Последовательный тип дает конструктору автомобиля наибольшую гибкость, потому что все соединения (за исключением привода от тягового двигателя к ведущим колесам) электрические и каждый узел может быть размещен где угодно и наиболее удобно. С другой стороны, при параллельном типе электродвигатель может быть сделан гораздо легче и меньше. В последовательном гибриде электродвигатель должен развивать полную движущую силу, в то время как в параллельном гибриде он нужен для обеспечения только 30% этой силы.
В течение долгого времени отношение к гибридному автомобилю определялось стоимостью применения двух силовых установок, двигателя внутреннего сгорания и электрической, вместо одной, а это означало, что такой автомобиль будет очень дорогим по сравнению с