Гибридные (комбинированные) энергоустановки связаны с использованием электрической энергии. Под гибридной, или комбинированной, силовой энергоустановкой подразумевают комплексную силовую установку, состоящую из поршневого ДВС, электрогенератора, приводных электродвигателей, накопителя электроэнергии (аккумулятора) и системы микропроцессорного управления и оптимального регулирования. Производство первых гибридных автомобилей с 1998 г. освоила фирма Toyota. В настоящее время эксплуатируется около 120 тыс. автомобилей Toyota Prius, применение комбинированных силовых энергоустановок позволит повысить экономичность на 180% и снизить расход топлива до 3, 48 л/100 км.
Задача создания серийного автомобиля может быть реализована различными путями. Первое направление — конструирование электромобиля на базе серийно выпускаемых машин с внесением необходимых изменений в базовую модель, второе — целевое проектирование новых конструкций и третье направление, заключающееся в создании комбинированной установки, сочетающей буферный накопитель электроэнергии, мотор-генератор и ДВС пониженной мощности, соединенный с генератором.
Первое направление требует наименьших затрат на разработку, но не обеспечивает технического прорыва в создании современного автомобиля. Второе направление дает возможность решить вопросы на перспективном уровне при создании легкового автомобиля, и в этом направлении есть определенные успехи у ряда зарубежных фирм.
Третье направление является более универсальным и может быть использовано в автомобилях различного типа и грузоподъемности, эксплуатируемых в городских транспортных потоках.
Повышенное внимание к реализации комбинированной энергоустановки на машинах обусловлено следующими ее положительными потребительскими качествами:
• возможность оптимизации работы ДВС по экономичности и экологическим показателям;
• возможность снижения потребляемой мощности ДВС при одновременном улучшении тяговых и динамических показателей автомобиля, поскольку пиковые нагрузки при его разгоне вместо ДВС принимает на себя буферный накопитель электроэнергии и тяговый мотор-генератор;
• наличие буферного накопителя электроэнергии и тягового электрического мотор-генератора способствует возвращению энергии в накопитель при торможении автомобиля, что в условиях городских транспортных потоков дает возможность экономить до 40 % энергии;
• за счет буферного накопителя электроэнергии автомобиль может перемещаться в городских условиях на расстояние до 30 км, что обеспечивает его экологическую чистоту.
Использование в качестве буферного накопителя электроэнергии современных конденсаторных батарей позволяет обеспечить их зарядку от электросети в течение всего 10 мин. При среднестатистическом пути маршрута автомобиля, не превышающем запаса хода, при приводе от буферного накопителя электроэнергии и обеспечении возможности его подзарядки от городской электросети во время стоянки или в процессе, например, погрузки можно совсем не включать ДВС, и он в этом случае становится практически резервным источником энергии.
Автомобили с комбинированными силовыми энергоустановками имеют и определенные недостатки:
• требуют установки дополнительных систем, которые увеличивают массу силовой установки почти вдвое;
• на изготовление дополнительных систем (электродвигатели, электрогенератор, накопители энергии) требуются дополнительные ресурсы.
Таблица 1
|
Модель |
Фирма, страна |
Запас хода, км |
Максимальная скорость, км/ч |
|
Зум |
Матра (Франция) |
250 |
120 |
|
Импакт |
Дженерал моторc (США) |
190 |
160 |
|
БМВ-Е1 |
БМВ (Германия) |
265 |
125 |
|
Мерседес 190Е |
Мерседес-Бенц (Германия) |
175 |
115 |
|
ФЕВ |
Ниссан(Япония) |
240 |
130 |
Используемая литература: Графкина М. В., Михайлов В. Л., Иванов К. С.
Экология и экологическая безопасность автомобиля : учебник / М. В. Графкина, В. А. Михайлов, К. С. Иванов. — М. :
ФОРУМ, 2009. — 320 с. — (Высшее образование).
Скачать реферат: