Cum funcționează sistemele hibride avansate

Galerie de imagini: Mașini hibride Tehnologia hibridă este din ce în ce mai bună, forțând hibrizii tradiționali să creeze loc pentru sisteme hibride mai avansate. Vezi mai multe poze cu mașini hibride. Foto AP / Pat Wellenbach

Vehiculele hibride sunt destul de frecvente pe drumuri acum, iar mulți producători de automobile au mai multe linii de mașini care includ o versiune hibridă. Doar în 2009, chiar în timpul unei crize economice, peste 290.000 de vehicule hibride noi au fost vândute în Statele Unite [sursa: Hybrid Cars]. Cererea de hibrizi nu pare să scadă și, pe măsură ce mai mulți producători construiesc hibrizi, tehnologia este din ce în ce mai bună, obligând hibrizii tradiționali să creeze loc pentru sisteme hibride mai avansate..

Sistemele hibride avansate încă vizează obținerea celui mai bun kilometraj de gaz și obținerea unei eficiențe îmbunătățite din vehicul, dar o fac prin încorporarea de noi sau îmbunătățite tehnologii pe care hibrizii tradiționali încă nu le pot utiliza complet. Hibrizii avansați utilizează mai mult eforturile de inginerie electrică și aduc hibrizii la un pas mai departe de motorul pe benzină și doar puțin mai aproape de un vehicul complet electric.

Vă puteți gândi la sisteme hibride precum clasa de matematică. În primul rând, trebuie să înveți elementele de bază precum adunarea, scăderea, divizarea și înmulțirea. Apoi, treceți la o matematică mai avansată precum algebra, geometria, trigonometria și calculul. La fel ca în matematică, hibrizii se bazează pe informațiile actuale și apoi se mută în zone mai avansate. Pentru hibrizi avansați, avantajele sunt bateriile mai puternice, o autonomie mai lungă fără benzină, noi modalități de reîncărcare a bateriilor și chiar noi modalități de exploatare a puterii.

Este posibil ca hibrizii care tocmai vin pe piață să nu arate mult mai diferit decât versiunile anterioare, dar includ progrese care au fost făcute posibile prin ultimii ani de tehnologie hibridă produsă în masă.

În pagina următoare, vom analiza unele dintre tehnologiile noi și îmbunătățite ale sistemelor hibride avansate și vom vedea cum schimbă definiția noastră actuală a unui vehicul hibrid.

Ionul de litiu (Li-ion) poate stoca mai multă energie în bateriile de dimensiuni mai mici, iar companiile auto încep să le folosească ca un sistem de stocare electric mai avansat pentru hibrizii lor. Foto AP / Mark Humphrey

Sistemele hibride avansate funcționează similar cu multe vehicule hibride standard, ceea ce înseamnă că încă mai folosesc un mic motor cu combustie internă, un motor electric și, în cele mai multe cazuri, un set de baterii. Dar sistemele hibride avansate merg cu un pas mai departe și încorporează tehnologii mai noi în vehicule.

Un exemplu în acest sens ar fi utilizarea bateriilor litiu-ion (Li-ion), spre deosebire de bateriile nichel-metal-hidrură (NiMH). Ionul de litiu poate stoca mai multă energie în baterii de dimensiuni mai mici, iar companiile auto încep să le folosească ca un sistem de stocare electrică mai avansat pentru hibrizii lor. În prezent, Li-ion costă mai mult pentru a produce, dar au mai multe beneficii pe care le oferă bateriile NiMH. De fapt, multe companii au investit mulți bani pentru a dezvolta o tehnologie sofisticată de baterii Li-ion. Așadar, pe măsură ce prețul tehnologiei a început să scadă, producătorii privesc Li-on ca stocare electrică dominantă pentru hibrizi. Chiar dacă bateriile Li-ion devin stocarea bateriei la alegere, unii hibrizi avansați nu folosesc deloc tehnologia bateriei. În schimb, utilizează o volantă pentru a stoca electricitatea pentru a fi utilizată ulterior. (Vom intra în acest subiect puțin mai târziu în articol.)

O altă diferență majoră de tehnologie între hibrizii tradiționali și sistemele hibride avansate este cantitatea de energie electrică utilizată pentru puterea vehiculului. Da, toți hibrizii folosesc un fel de motor electric pentru a ajuta motorul cu combustie, dar hibrizii avansați utilizează motorul electric în moduri care oferă o alternativă la motorul pe benzină în timp ce face naveta, mai degrabă decât doar asistență pentru motor. La unii hibrizi avansați, cum ar fi Porsche 911 GT3 R, există două motoare electrice care alimentează mașina în loc de un singur [sursă: Abuelsamid].

În plus față de bateriile cu ioni de litiu și utilizarea mai multor motoare electrice, sistemele hibride avansate pot include și tehnologia plug-in pentru reîncărcarea bateriei. Nu toate hibrizii avansați sunt plug-in-uri, dar unii, precum plug-in-ul Toyota Prius, integrează tehnologia în vehicul pentru a oferi un mijloc alternativ de reîncărcare a bateriilor, spre deosebire de a le reîncărca doar prin conducere și frânare..

În pagina următoare, vom arunca o privire la câteva exemple despre modul în care aceste tehnologii sunt aplicate.

Porsche 911 GT3 R Hybrid GT Race Car PRNewsFoto / Porsche Cars America de Nord, Inc.

În ultima pagină am menționat mai multe tipuri diferite de tehnologii care sunt utilizate în sisteme hibride avansate care sunt similare cu hibrizii tradiționali, care totuși se bazează pe tehnologiile actuale și le fac cu un pas mai departe. Atunci de ce să te bazezi pe tehnologia actuală? Care sunt aplicațiile practice ale unui sistem hibrid avansat? Ei bine, la fel ca în cazul unui hibrid tradițional, eficiența combustibilului este un obiectiv major, dar hibrizii avansați au aplicații și mai mari.

Să începem cu capacitatea de stocare. Am menționat în ultima pagină că hibrizii avansați vor folosi (și unii folosesc deja) baterii Li-on, care permit vehiculului să aibă o durată de viață mai eficientă a bateriei decât tipurile de baterii anterioare. Aplicarea practică a acestui lucru determină șoferii să poată parcurge distanțe mai mari doar pe electricitate. De exemplu, Chevrolet Volt va putea conduce până la 80 de mile (80,5 kilometri) doar pe electricitate, iar plug-in-ul Toyota Prius va avea o autonomie electrică de aproximativ 21 de mile (sursa: Thomas și Toyota].

A doua aplicație este comoditatea clienților. Unele mașini hibride avansate, precum Volt și generația viitoare Prius, au capacitatea de a-și încărca bateriile prin conectarea la o sursă electrică. În loc să fie nevoit să folosească mașina însăși pentru a reîncărca bateriile, unii hibrizi avansați sunt capabili să se încarce în timp ce stau în garaj. Așadar, nu numai că încărcarea bateriei durează mai mult și poate fi folosită doar pentru o conducere electrică, dar poate fi reîncărcată și acasă la sfârșitul zilei și poate fi gata să plece a doua zi dimineață.

Una dintre ultimele aplicații majore pentru hibrizi avansați este capacitatea lor de a crea mai multă putere și de a o folosi în moduri mai bune decât predecesorii lor. Așa cum am menționat în ultima pagină, hibridul Porsche 911 GT3 R folosește două motoare electrice pentru a însoți motorul. Aceste motoare captează energia cinetică în timpul frânării, o transformă în electricitate și apoi depozitează energia electrică într-o volantă electromecanică pentru a fi folosită după bunul plac. Cele două motoare sunt utilizate pentru roțile din față și asigură șoferului o putere automată a roților în condiții normale de conducere sau pot fi utilizate ca o explozie de putere a roților prin apăsarea unui buton special de accelerație [sursa: Abuelsamid].

Această formă de sistem hibrid avansat poate fi utilizată pentru alimentare la cerere ori de câte ori este nevoie.

Așadar, puteți vedea că sistemele hibride avansate se bazează pe tehnologiile actuale ale vehiculelor hibride tradiționale, dar apoi faceți un pas mai departe, îmbunătățind nu numai puterea bateriei și eficiența combustibilului, dar și producția la cerere a vehiculului și comoditatea șoferului, de asemenea.

Pentru mai multe informații despre sisteme hibride avansate și alte subiecte conexe, urmați linkurile de pe pagina următoare.

Articole similare

• 5 Sfaturi de cumpărare de mașini hibride
• 5 moduri de îmbunătățire a pachetelor de baterii hibride
• Cum funcționează mașinile hibride
• Cum funcționează CVT-urile
• Motoarele hibride pot crea mai multă putere?
• Mașinile hibride sunt mai scumpe de asigurat? 
• Cine a proiectat și a construit prima mașină hibridă?
• Care sunt diferitele tipuri de mașini hibride?
• Cum ajută proiectările de mașini hibride pentru eficiența combustibilului?

surse

• Abuelsamid, Sam. "Porsche 911 GT3R pentru a rula la Petit Le Mans." 21 iulie 2010. (4 noiembrie 2010) http://green.autoblog.com/2009/04/24/fiat-working-on-new-hybrid-system-for-small-cars-to-share- cu-c /
• Mașini hibride. "Tabloul de bord 2009: tabloul de sfârșit de an." 20 ianuarie 2010. (4 noiembrie 2010) http://www.hybridcars.com/hybrid-sales-dashboard/december-2009-dashboard.html
• Chevrolet. „Chevy Volt”. (1 noiembrie 2010) http://www.chevrolet.com/volt/
• Mașini hibride. "Strategia honda cu costuri reduse Honda: baterii cu ioni de litiu." 18 martie 2010. (5 noiembrie 2010) http://www.hybridcars.com/news/honda-low-cost-hybrid-strategy-lithium-ion-batteries-27544.html
• Mașini hibride. "Baterii hibrid cu litiu". 3 aprilie 2006. (5 noiembrie 2010) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
• Thomas, David. "GM ridică raza electrică a Chevy Volt". 23 septembrie 2010. (4 noiembrie 2010) http://blogs.cars.com/kickingtires/2010/09/gm-revises-chevy-volts-electric-range.html
• Toyota. "Prius hibrid de plug-in." (1 noiembrie 2010) http://www.toyota.com/upending-vehicles/prius-plug-in/