Transmisión de vehículo híbrido

Vehículos híbridos son vehículos con dos o más fuentes de energía en el Drivetrain. Existen muchos tipos diferentes de vehículos híbridos, aunque sólo el híbrido gasolina-eléctrico está actualmente disponible en el mercado.

Híbridos son clasificados por la división del poder entre las fuentes; ambas fuentes pueden funcionar en paralelo al mismo tiempo proporcionar aceleración, o ellos pueden operar en serie con una fuente exclusivamente proporcionando la aceleración y el segundo se utiliza para aumentar la reserva de marcha de la primera. Las fuentes también pueden utilizarse en serie y paralelo, según sea necesario, el vehículo impulsado principalmente por una fuente, pero el segundo capaz de proporcionar aceleración directa adicional si es necesario.

Híbridos actuales utilizan tanto un motor de combustión interna (IC) y un sistema de impulsión eléctrica/batería (utilizando ultracapacitores) para mejorar el consumo de combustible, emisiones y rendimiento. Bicicletas pedal eléctricamente asistidas son una forma de impulsión híbrida. Otras combinaciones de conversión y almacenamiento de energía son posibles, aunque no todavía en producción comercial.

Combustión eléctricos híbridos tienen sistemas de batería más grandes que lo que habría un único vehículo de combustión normal del motor. Batería y Supercapacitor la tecnología está avanzando. Una ventaja potencial es que cuando estos conjuntos de baterías requieren renovar en el futuro, la batería de nuevo conjuntos será potencialmente superior teniendo mayor almacenamiento de energía dando mayor rango mejora de un vehículo.

Tipos de estructura de tren de la impulsión

Sistema híbrido paralelo

Estructura de un vehículo eléctrico híbrido paralelo. Los cuadrados grises representan engranajes diferenciales.

Sistema híbrido paralelo los sistemas, que comúnmente se producen en la actualidad, ambos tienen un motor de combustión interna (ICE) y un motor eléctrico acoplado. Si a ellos se suman en un eje en paralelo, las velocidades en este eje deben ser idénticas y sumar los esfuerzos de torsión suministrada. Las bicicletas eléctricas más son de este tipo. Cuando se utiliza sólo una de las dos fuentes, el otro tampoco debe girar también en una manera ralentí, conectado por un embrague unidireccional o rueda libre. Con los coches, las dos fuentes pueden aplicarse al mismo eje - por ejemplo con el motor eléctrico entre el motor y transmisión. Las velocidades así son iguales y sumar los esfuerzos de torsión, con el motor eléctrico, sumando o restando par al sistema según sea necesario. El Honda Insight utiliza este sistema.

Híbridos paralelos se pueden categorizar más dependiendo de cómo equilibrado las diferentes porciones son proporcionar fuerza motriz. En algunos casos, el motor de combustión es dominante (el motor eléctrico enciende sólo cuando es necesario un impulso) y vice versa. Otros pueden funcionar con sólo el sistema eléctrico de funcionamiento. Sino porque son incapaces de proporcionar todo eléctrico actuales híbridos paralelos (ICE = OFF) propulsión, a menudo están categorizados como híbridos suaves (véase abajo).

Porque híbridos paralelos pueden utilizar un paquete de baterías más pequeño como confían más en frenado regenerativo y el motor de combustión interna también puede actuar como un generador para recargar suplementarios, son más eficientes en la conducción de carretera en comparación con las condiciones urbanas de stop-and-go o conducir la ciudad. Hondaes Insight, Cívico, y Accord los híbridos son ejemplos de híbridos paralelamente la producción. General Motors Camión híbrido paralelo (PHT) y BAS híbridos como el Saturn VUE y Aura Greenline y Chevrolet Malibu híbridos son considerados también como utilizando una arquitectura paralela.

Híbrido TTR

Un diseño híbrido paralelo alternativo es el tipo de 'a través de la carretera'. Aquí una transmisión convencional acciona un árbol, con un motor eléctrico o motores de conducción del otro. Las baterías pueden recargarse a través de frenado regenerativo, o por cargar las ruedas eléctrico durante el crucero. Poder así es transferido desde el motor a las baterías a través de la superficie de la carretera. Este diseño también tiene la ventaja de proporcionar four-wheel-drive en algunas condiciones. Un ejemplo de este principio es una bicicleta equipada con un motor de eje delantero, que asiste a la energía del pedal del ciclista en la rueda trasera. Otros ejemplos incluyen la Audi 100 Duo II y Subaru VIZIV coches del concepto, el Peugeot 3008 HYbrid4 y el BMW i8.

Híbrido de serie

Estructura de un vehículo híbrido serie. La Plaza gris representa un engranaje diferenciado. Un arreglo alternativo (no mostrado) es tener motores eléctricos en dos o cuatro ruedas.

Híbridos de serie también han sido contemplados como vehículo eléctrico de autonomía extendida (EREV) o vehículos eléctricos de rango extendido (REEV).

Resumen

En primer lugar, mira una transmisión eléctrica, que data de 1903. Las transmisiones mecánicas convencionales añadir programas de ajuste estructural, a granel y peso potencia del motor con ser desplazamiento automático complejo cuando se utiliza. A diferencia de los motores de combustión, con motores eléctricos emparejados al vehículo una transmisión de múltiples velocidades no es esencial. La transmisión mecánica entre el motor y las ruedas es eliminada y sustituida por conducción motores eléctricos de tracción que son impulsados por un generador eléctrico por un motor de combustión interna. Los motores de tracción eléctrica conducción son la única forma de propulsión.

En ciertas situaciones operativas es económico y flexible como la conducción del motor de combustión interna está desconectado de la demanda. Este es un arreglo serie híbrida y es común en diesel-eléctrico locomotoras y las naves. La nave río Ruso Vandalismo lanzado en 1903, fue que del primer mundo motor diesel y diesel-eléctrico barco accionado. Ferdinand Porsche utilizado con éxito este arreglo a principios del siglo XX en los coches de carreras. Porsche el nombre del sistema, sistema mixto. A del eje de la rueda arreglo, con un motor en cada una de las dos ruedas delanteras, establecer récords de velocidad. Sistema de Ferdinand Porsche fue incluso utilizado, con mucho menos éxito, para alimentar su competidor para el contrato de depósito "Tigre", y el más pesado acorazado lucha diseño de vehículo jamás construido, tanto durante la II guerra mundial.

Sin embargo una mayor flexibilidad, mayor eficiencia y menos emisiones que se logran en un sistema híbrido serie para vehículos de carretera cuando una batería eléctrica intermedia, actuando como un buffer de energía entre el generador electrico y la tracción eléctrica motores. El motor de combustión interna mecánicamente está desconectado de las ruedas motrices, en efecto, desconectar el motor de la demanda. Los motores de tracción eléctrica y el generador pueden operar independientemente entre sí. Esto tiene ventajas. Este arreglo permite un motor más pequeño tamaño generador ser utilizado en comparación con el tamaño de un motor de accionamiento directo convencional. Los motores de tracción reciban electricidad de la batería o generador o ambos. Los motores de tracción, dependiendo del tamaño del Banco de baterías, en muchos casos de operación tendrá la mayoría de la energía proporcionada por la batería eléctrica, que puede ser cargada desde fuentes externas tales como la red eléctrica. El vehículo se puede mover principalmente usando energía de sólo el Banco de baterías con el generador operando como una segunda etapa sólo cuando sea necesario para conducir el vehículo o cargar las baterías. Una gran ventaja es que el vehículo puede ser conducido en zonas urbanas con cero emisiones con el corte del generador en para el viaje más largo cuando se agota el Banco de baterías.

En definitiva, un híbrido de serie es simple, que el vehículo es conducido solamente por los motores de tracción eléctrica con un grupo electrógeno proporcionando la potencia eléctrica cuando sea necesario. Una batería eléctrica actúa como noche de búfer fuera la demanda y la energía almacenada puede utilizarse solamente como la principal fuente para propulsar el vehículo. Cuando usando el generador establece para propulsar el vehículo la energía de reserva de baterías puede utilizarse para ayudar en la aceleración o tirar de cargas pesadas.

La elección de motores de tracción eléctrica tiene grandes ventajas. A diferencia de los motores de combustión interna del pistón, motores eléctricos son muy eficientes con altísimos proporciones del energía-a-peso proporcionar adecuada torsión cuando se ejecuta sobre un amplio rango de velocidades. Motores de combustión interna corren sus más eficiente al girar a una velocidad constante. Un motor girando un generador puede diseñarse para funcionar a su velocidad constante máxima eficiencia, o una serie de velocidad constante. La combinación de los dos, que pueden operar independientemente entre sí, da máxima eficiencia y el rendimiento general.

El arreglo fue difícil para los vehículos de producción temprana como sincronización de generación de energía y la demanda era ineficiente, lo que resulta en un mayor consumo de combustible. Esto ya no es un problema con la computadora moderna sistemas de gestión de motor optimización cuando el generador se ejecuta para que coincida con la potencia necesaria. Desde el coche de serie-híbrido de Ferdinand Porsche, motores eléctricos se han convertido en substancialmente más pequeño, más ligero y eficiente con los años. Una de las ventajas de un sistema híbrido serie es el paseo más liso progresivo sin cambios escalonados desmultiplicación.

El transmisión eléctrica es actualmente viable en la sustitución de la transmisión mecánica. Sin embargo, los vehículos híbridos serie moderna toma el transmisión eléctrica a un plano superior mayor valor agregado. Serie-híbridos modernos incorporan:

• Tracción eléctrica- usando sólo uno o más motores eléctricos para girar las ruedas.
• Motor de combustión- Eso resulta sólo un generador.
• Un generador- convertido en el motor de combustión que conforman un grupo electrógeno que también actúa como un motor de arranque.
• Un banco de baterías- que actúa como un amortiguador de energía.
• Frenada regenerativa- El motor impulsor se convierte en un generador y recupera las energías potenciales y cinéticas (inerciales) mediante su conversión en energía eléctrica, un proceso que a su vez es capaz de retardar el vehículo y evitando desperdicio transferencia de esta energía como pérdidas térmicas dentro de los frenos de fricción.

Además:

• Puede ser enchufado en el sistema de energía eléctrica para recargar las baterías.
• Puede tener supercondensadores para ayudar a la batería banco y garra de vuelta más energía de frenado - sólo montada en prototipos probadas actualmente.

En detalle

Motor impulsor eléctrico puede funcionar totalmente alimentado por electricidad de un banco de baterías grandes o a través del generador por el motor de combustión interna, o ambas cosas. El Banco de baterías puede cargarse por red eléctrica reduciendo costes de funcionamiento, como el funcionamiento de rango bajo los motores eléctricos sólo se extiende. El vehículo expresiones se asemeja a un Diesel-eléctrico locomotora con la adición de un banco de baterías grandes que puede de alimentación del vehículo sin motor de combustión interna corriendo y actúa como un amortiguador de energía. El búfer de energía se utiliza para acelerar y una tapa de mayor velocidad. El generador simultáneamente puede cobrar el Banco de baterías y potencia el motor impulsor eléctrico que se mueve el vehículo. Una ventaja es que cuando el vehículo se detiene el motor de combustión esté apagado. Cuando el vehículo mueve lo hace mediante la energía de las baterías. Esto reduce las emisiones voluminosos grandemente en ciudades y pueblos. Los vehículos en los semáforos, o en movimiento lento inicio de la parada tráfico no necesita ser contaminantes cuando estacionaria o a un ritmo muy lento. Serie-híbridos también pueden equiparse con un Supercapacitor o un volante para almacenar frenado regenerativo energía, que puede mejorar la eficacia arañando espalda energía que de otro modo se perderían siendo disipada mediante calor mediante el sistema de frenado.

Porque un híbrido serie omite un vínculo mecánico entre el motor de combustión y las ruedas, el motor puede funcionar a un ritmo constante y eficaz incluso cuando el vehículo cambia de velocidad. La velocidad del vehículo y la velocidad del motor no son necesariamente en la sincronización. El motor puede mantener así una eficacia más cerca del límite teórico del 37%, más que el promedio actual del 20%. A velocidades bajas o mixtas, que esto podría resultar en un ~ 50% incremento en la eficiencia global (19% contra 29%). La empresa Lotus ha introducido un motor/generador de escenografía que se ejecuta a dos velocidades, dando 15 kW de potencia eléctrica a 1.500 rpm y 35 kW a 3.500 rpm a través del generador eléctrico integrado, utilizado en el concepto de Nissan Infiniti Emerg-e.

Como los requisitos para el motor no están vinculados directamente a la velocidad del vehículo, esto le da mayor margen para diseños de motor más eficiente o alternativos, tales como un microturbina, motor de ciclo Atkinson rotatorio o un motor de combustión lineal.

General Motors en 1999 hizo el experimental Híbrido de serie EV1 usando un turbina Grupo electrógeno. La turbina pesaba 220 libras (99,8 kg), mide 20 pulgadas (50,8 cm) de diámetro por 22 pulgadas (55,9 cm) de largo y entre 100.000 y 140.000 rpm. Consumo de combustible era 60 mpg_{-ESTADOS UNIDOS} (3,9 L/100 km; 72 mpg_-imp) a 100 mpg_{-ESTADOS UNIDOS} (2,4 L/100 km; 120 mpg_-imp) en modo híbrido. Dependiendo de las condiciones de conducción, se logró una gama de carretera de más de 390 millas (627,6 km). Los resultados fueron altamente exitosos y habría prometido a tener más éxito si un menor microturbina se utilizó, sin embargo, el proyecto EV1 fue eliminado.

El uso de un motor eléctrico de manejar una rueda directamente elimina los elementos de transmisión mecánica convencional: caja de engranajes, ejes de transmisión y diferencial y puede eliminan a veces Acoplamientos flexibles. Esto ofrece gran simplicidad. Si los motores son integrados en las ruedas una desventaja es que el masa no soportado aumentos y disminuciones de receptividad de suspensión que afecta el andar en rendimiento y potencialmente la seguridad. Sin embargo el impacto será mínimo si en absoluto como motores eléctricos en los ejes de rueda como Hola-Pa coche, puede ser muy pequeño y ligero que excepcionalmente alto proporciones del energía-a-peso. Los mecanismos de frenado pueden ser más ligeros que los motores de la rueda del freno del vehículo. Ruedas de aluminio ligero pueden utilizarse reduciendo el masa no soportado del conjunto de la rueda. Diseños de vehículos pueden optimizarse para bajar el centro de gravedad con la mecánica pesada y bancos de baterías a nivel del suelo. Si los motores se acoplan a la carrocería del vehículo, Acoplamientos flexibles se requiere. Ventajas de la rueda individual motores incluyen simplificado control de tracción y todas las ruedas Si es necesario, permitiendo que las plantas inferiores, que es útil para los autobuses. Algunos vehículos militares de la impulsión all-wheel de 8 x 8 utilizan motores de rueda individual. Diesel-eléctrico locomotoras han utilizado este concepto (aunque con los motores individuales los ejes que conectan pares de ruedas de conducción) durante 70 años.

En un vehículo de carretera típica la configuración de toda la serie-híbrido-la transmisión de energía puede ser más pequeño y más ligero que el equivalente convencional mecánico-transmisión setup liberando espacio. Como el sistema de generador de combustión sólo requiere cables para los motores eléctricos conducción, hay una mayor flexibilidad en el diseño de los componentes principales repartidos en un vehículo dando la distribución del peso superior y maximizar el espacio de la cabina del vehículo. Esta flexibilidad puede conducir a diseños de vehículos superiores.

En 1997, Toyota lanzó el primer autobús híbrido serie vendido en Japón. DesignLine internacional de Ashburton, Nueva Zelanda produce ciudad buses con un microturbina sistema híbrido serie accionado. Supercondensadores combinado con un ion de litio Banco de baterías han sido utilizados por AFS Trinidad en un vehículo SUV Saturn Vue convertido. Usando supercondensadores Dicen que hasta 150 mpg en un arreglo serie híbrido.

Serie-híbridos han sido adoptadas por la industria aeronáutica. El DA36 E-Star, una aeronave diseñada por Siemens, Diamond Aircraft y EADS, emplea una híbrido de serie cadena cinemática con la hélice se convirtió por un Siemens 70 kW (94 hp) motor eléctrico. Un poder zapear hélice velocidad reductor es eliminado. El objetivo es reducir el consumo de combustible y las emisiones en un 25 por ciento. Un a bordo 40 caballos de fuerza (30 kilovatios) Motor austro Motor rotatorio Wankel y el generador proporciona la electricidad. Un motor de Wankel fue elegido debido a la muy pequeño tamaño, bajo peso y gran potencia al cociente de peso ofrecida, que son activos adecuados a las aeronaves. Los motores de Wankel también funcione eficientemente a una velocidad constantes de aproximadamente 2.000 rpm que está altamente preparado para el generador convirtiendo la operación. Mantenimiento a una banda casi constante, o estrecha, de revoluciones elimina o reduce enormemente, muchas de las desventajas del motor Wankel. El motor propulsor eléctrico utiliza electricidad almacenada en baterías, con los motores no funcionan, para despegar y subir a reducir las emisiones sonoras. El propulsor híbrido de serie con el motor de Wankel reduce el peso del avión por 100 kilos a su predecesor. El E-Star DA36 primero voló en junio de 2013, haciendo de este el primer vuelo alguna vez de un propulsor híbrido de serie. Diamond avión indican que la tecnología usando motores de Wankel es escalable a un avión plazas 100.

Un ejemplo de coche híbrido serie fue el Fisker Karma, que tuvo una importante batería de banco que podría también cobrará por la red de electricidad para dar un mayor alcance en la operación de la batería solamente. El coche fue propulsado por motor eléctrico de tracción únicamente.

Híbrido de repartición de potencia o serie-paralelo

Estructura de un vehículo eléctrico híbrido combinado

Híbrida de repartición de poder o serie-paralelo híbrido son híbridos paralelos. Incorporan dispositivos de repartición de potencia que permiten para rutas de energía desde el motor a las ruedas que pueden ser mecánicos o eléctricos. El principio principal detrás de este sistema es el desacoplamiento de la potencia erogada por el motor (u otra fuente primaria) de la energía requerida por el conductor.

Salida de par de un motor de combustión es mínimo en RPMs más bajas y, en un vehículo convencional, un motor más grande es necesario para la aceleración aceptable del statu quo. Sin embargo, el motor más grande, tiene más energía que la necesaria para la constante velocidad de crucero. Un motor eléctrico, por otra parte, exhibe la torsión máxima en reposo y es adecuado para complementar la deficiencia de esfuerzo de torsión del motor a baja rpm. En un híbrido de repartición de potencia, puede utilizarse un motor más pequeño, menos flexible y altamente eficiente. El convencional Ciclo Otto (densidad de energía más alta, más esfuerzo de torsión bajo-rpm, menor eficiencia de combustible) a menudo también se modifica a un Ciclo Miller o Ciclo de Atkinson (baja densidad de energía, menos esfuerzo de torsión bajo-rpm, una mayor eficiencia de combustible). El motor más pequeño, usando un ciclo más eficiente y a menudo operan en la región favorable de la consumo específico de combustible de freno mapa, contribuye significativamente a la mayor eficiencia global del vehículo.

Interesantes variaciones del diseño simple (fotografiado derecha) descubrieron, por ejemplo, en el bien conocido Toyota Prius son las:

• adición de un piñón fijo segunda rotación planetaria como se utiliza en el Lexus RX400h y Toyota Highlander híbrido. Esto permite que un motor con menos par pero mayor potencia y mayor velocidad de rotación máxima, es decir, mayor densidad de energía
• adición de un Ravigneaux-tipo planetario engranaje (engranaje planetario con 4 ejes en lugar de 3) y dos embragues como se utiliza en el Lexus GS450h. Cambiando las garras, la desmultiplicación de MG2 (el motor de la "unidad") a la rueda esté eje, por esfuerzo de torsión más alto o mayor velocidad (hasta 250 km/h / 155 mph) al mismo tiempo mantener la mejor eficacia de la transmisión.

Divisor de potencia Serie-híbrido Toyota Prius.

• adición de 2 conjuntos de engranajes planetarios adicional en combinación con 4 garras para crear un Híbrido de dos modos configuración capaz de operar en eléctrico eléctrico, mezclada y hielo o hielo solo con 4 velocidades fijas. Ejemplos de Dos modos híbridos incluyen la General Motors Híbrido de dos modos tamaño completo camiones y SUVs, el BMW X 6 ActiveHybrid y el Mercedes ML 450 hybrid.

El sistema híbrido de Toyota THS / Hybrid Synergy Drive tiene un único dispositivo de repartición de potencia (incorporado como una sola rotación planetaria tres ejes) y pueden ser clasificadas como una entrada-Split, ya que la potencia del motor se divide en la entrada a la transmisión. Esto a su vez hace que esta instalación muy simple en términos de mecánicas, pero tiene algunos inconvenientes propios. Por ejemplo, la velocidad máxima está limitada principalmente por la velocidad del motor eléctrico más pequeño (generalmente funciona como un generador). Además, la eficacia de la transmisión es fuertemente dependiente de la cantidad de energía que se transmiten a través de la ruta eléctrica, como las conversiones múltiples, cada uno con su propia, menos perfecta eficiencia, conducen a una baja eficiencia de ese camino (~ 0.7) en comparación con la ruta puramente mecánica (~ 0.98). Especialmente en los regímenes de velocidad más altos (> 120 km/h o mph 70) la eficacia (de la sola transmisión) por lo tanto cae por debajo de una transmisión automática de genérica con acoplador hidrodinámico.

Hybrid Synergy Drive motor generador y motor eléctrico.

General Motors, BMW, y DaimlerChrysler han desarrollado conjuntamente un sistema llamado "Híbrido de dos modos" como parte de la Cooperación global híbrido. La tecnología fue lanzada en el otoño de 2007 en el Chevrolet Tahoe Hybrid. El sistema también fue presentado en el concepto de vehículo GMC SUV de grafito en el 2005 North American International Auto Show en Detroit. BYD Autoes F3DM sedán es un serie-paralelo plug-in híbrido automóvil, que salió a la venta en China el 15 de diciembre de 2008.

El Híbrido de dos modos nombre pretende destacar la capacidad del tren de la unidad para operar en todo eléctrico (modo 1, o Entrada-Split) así como híbrido (modo 2, o Compuesto-Split) modos. El diseño, sin embargo, permite un funcionamiento en más de dos modos; dos modos de repartición de potencia están disponibles junto con varios regímenes de piñón fijo (esencialmente híbrido paralelo). Por esta razón, el diseño puede denominar como un régimen de múltiples de diseño. El diseño de tren motriz híbrido de dos modos puede clasificarse como un diseño compuesto-split, puesto que la adición de cuatro garras dentro de la transmisión permite múltiples configuraciones de reparto de potencia del motor. Además de los embragues, esta transmisión tiene una segunda rotación planetaria. El objetivo del diseño es variar el porcentaje de mecánicamente vs potencia transmitida eléctricamente para lidiar con condiciones de funcionamiento de alta velocidad y baja velocidad. Esto permite que los motores más pequeños hacer el trabajo de los motores más grandes comparados con sistemas de modo sencillo, porque la energía derivada máxima eléctrica es proporcional a la anchura de la gama de variación continua. Los cuatro engranajes fijos permiten el híbrido de dos modos funcionar como un híbrido paralelo convencional en regiones de alta potencia continua como sostenido de alta velocidad de crucero o remolque remolque. Impulso eléctrico completo está disponible en los modos de piñón fijo.

Tipos de grado de hibridación

Híbridos completo

Compartimiento del motor de un 2006 Mercury Mariner Hybrid.

A híbrido completo, a veces también llamado un fuerte híbrido, es un vehículo que puede funcionar en sólo el motor, sólo las baterías, o una combinación de ambos. El Toyota Prius, Toyota Camry híbrido, Ford Escape híbrido/Mercury Mariner Hybrid, Ford Fusion híbrido/Lincoln MKZ Hybrid/Mercury Milan Hybrid, Ford C-Max híbrido, Kia Optima híbrido, así como la General Motors 2-modo híbrido camiones y camionetas, son ejemplos de este tipo de hibridación como son capaces de ser propulsado con la batería sola. Un paquete grande, alta capacidad de la batería es necesario para la operación de la batería sólo. Estos vehículos tengan el camino potencia dividida que permite una mayor flexibilidad en la transmisión mediante la conversión entre energía mecánica y eléctrica, con cierto costo en complejidad. Para equilibrar las fuerzas de cada parte, los vehículos utilizan una diferencial-vinculación de estilo entre el motor y el motor conectado a la cabecera de la transmisión.

La marca Toyota para esta tecnología es Hybrid Synergy Drive, que está siendo usada en el Prius, el Highlander híbrido SUVy el Camry híbrido. Una computadora supervisa el funcionamiento de todo el sistema, determinando que medio debe estar en ejecución, o si ambos deben estar en uso. La operación del Prius puede dividirse en seis distintos regímenes.

Modo vehículo eléctrico:: El motor está apagado y la batería proporciona energía eléctrica para alimentar el motor (o se dedica a la inversa cuando regenerativa de frenado). Utilizado para el motor al ralentí como bien cuando la batería Estado de la carga (SOC) es alta.

Modo de crucero:: El vehículo es cruising (es decir, no acelerar), y el motor puede satisfacer la demanda de carga del camino. La potencia del motor se reparte entre el camino del mecánico y el generador. La batería proporciona energía eléctrica para alimentar el motor, cuyo poder se suma mecánicamente con el motor. Si el estado de carga batería es baja, parte de la potencia del generador está dirigida hacia la carga de la batería.

Modo Overdrive:: Una porción de la energía de rotación es desviada por el motor eléctrico principal, operando como un generador para producir electricidad. Esta energía eléctrica se utiliza para conducir el equipo de sol en la dirección opuesta a su rotación habitual. El resultado final tiene el engranaje de anillo de rotación más rápido que el motor, aunque con menor esfuerzo de torsión.

Modo de carga de batería:: También utilizado para el motor al ralentí, excepto que en este caso el estado-de-carga de la batería es baja y requiere de carga, que es proporcionado por el motor y el generador.

Modo de aumentar la energía:: Empleado en situaciones donde el motor no puede satisfacer la demanda de carga de carretera. La batería se utiliza para alimentar el motor para dar un impulso a la potencia del motor.

Modo negativo dividida:: Es cruising el vehículo y el estado de carga batería es alto. La batería proporciona energía para ambos el motor (para brindar energía mecánica) y el generador. El generador esto convierte a la energía mecánica que se dirige hacia el eje del motor, reduciendo (aunque no alterar su salida del esfuerzo de torsión). El propósito de este motor "lugging" es aumentar la economía de combustible del vehículo.

El tren motriz híbrido del Prius, en combinación con aerodinámica y optimizaciones en el motor para reducir el arrastre, resultados en 80 – 100% ganancias en economía de combustible en comparación con los coches convencionales cuatro puertas de tamaño y peso similares.

Híbridos suaves

Compartimiento del motor de un 2006 GMC Sierra Híbrido.

Híbridos suaves son esencialmente los vehículos convencionales con algún grado de hardware híbrido, pero con la utilización de función limitada híbrido. Típicamente son un sistema paralelo con el start-stop sólo o posiblemente en combinación con modestos niveles de asistencia de motor o características frenadas regenerativas. A diferencia de híbridos completo, Híbridos suaves generalmente no puede proporcionar ICE-OFF (todo eléctricoEV) propulsión.

Híbridos suaves como el carro de híbrido paralelo General Motors 2004-07 (PHT) y la Honda Eco-Assist híbridos están equipados con un motor eléctrico trifásico de montado dentro de la campana-vivienda entre el motor y transmisión, permitiendo que girar el motor cuando el camión se está deteniendo, frenado, o aún detenido, reiniciar rápidamente cuando sea necesario. Accesorios pueden continuar funcionar con energía eléctrica mientras el motor está apagado, y como en otros diseños de híbrido, el motor se utiliza para frenado regenerativo para recuperar energía. El motor eléctrico grande se usa para hacer girar el motor a velocidades rpm de operación antes de inyectar el combustible.

El 2004-07 Chevrolet Silverado PHT, era un tamaño completo camioneta pickup. Chevrolet fue capaz de obtener un 10% de mejora en eficiencia de combustible de la Silverado por cerrar y reiniciar el motor de la demanda y con frenado regenerativo. Sin embargo el motor eléctrico no se utilizó para proporcionar propulsión o ayuda, más bien la energía eléctrica fue utilizado para conducir accesorios como el aire acondicionado y dirección asistida.La PHT GM utiliza un sistemas de 42 voltios mediante un paquete compuesto por tres 12V ventila plomo ácido baterías conectadas en serie (36V total) para suministrar la energía necesaria para el motor de arranque, así como para compensar el creciente número de accesorios electrónicos en los vehículos modernos.

General Motors siguió el camión híbrido paralelo con su BAS híbrido sistema, otro híbrido suave implementación oficialmente lanzada en el 2007 Saturn Vue Green Line. Para la funcionalidad de "start-stop", funciona de manera similar al sistema en la Silverado, aunque mediante una conexión con cinturón a la unidad de motor/generador. Sin embargo el GM BAS Hybridsystem tiene amplia funcionalidad de híbridos como el motor eléctrico puede también proporcionar ayuda modesta bajo aceleración y durante la conducción firme y capta la energía durante el frenado regenerativo (mezclado). El BAS híbrido puede resultar en cuanto había combinada de un 27% de mejora en eficiencia de combustible según lo observado por la EPA en la prueba de la 2009 Saturn VUE. El BAS híbrido sistema también puede encontrarse en el 2008-09 Saturn Aura y el 2008-2010 Chevrolet Malibu híbridos.

Otra forma de proporcionar para apagar el motor de un automóvil cuando se detiene, entonces inmediatamente reiniciarlo cuando es hora de irse, es mediante el empleo de un motor de arranque estático. Tan un motor no requiere motor de arranque, pero emplea sensores para determinar la posición exacta de cada pistón, entonces precisamente cronometrando la inyección y encendido de combustible a la vuelta el motor.

A veces se llaman híbridos suaves Poder ayudar a los híbridos como usan el motor de la energía primaria, con un motor eléctrico par impulsar también conectado a un tren de potencia en gran medida convencional. El motor eléctrico, montado entre el motor y transmisión, es esencialmente un motor de arranque muy grandes, que opera no sólo cuando el motor necesita ser dado vuelta más, pero también cuando el conductor "Pisa el acelerador" y necesita energía adicional. El motor eléctrico puede usarse también para reiniciar el motor de combustión, derivando la misma beneficia apagando el motor principal en idle, mientras se utiliza el sistema de batería mejorada para accesorios.GM va a producir Buick LaCrosse y Buick Regal híbridos leves denominado Eassist.

Hondahíbridos incluyendo el Insight utilizar este diseño, aprovechando su reputación para el diseño de motores de gasolina pequeño y eficiente; su sistema es doblado Ayuda del Motor integrado (IMA). Asistencia de híbridos se diferencian fundamentalmente de híbridos completo propulsión no puede conseguirse en energía eléctrica solo. Sin embargo, puesto que la cantidad de energía eléctrica necesitado es mucho menor, se reduce el tamaño del sistema.

Una variación en este tipo de híbrido es el Saturn Vue Green Line BAS híbrido sistema que utiliza un pequeño motor eléctrico (montado en el lado del motor) y batería que el Honda IMA, sino que funciona de manera similar.

Otra variación de este tipo es Mazdaes e-4WD sistema, ofrecido en la Mazda Demio se vende en Japón. Esto impulsión de rueda delantera vehículo tiene un motor eléctrico que puede conducir a las ruedas traseras cuando extra tracción es necesario. El sistema es totalmente desactivado en otras condiciones de conducción, por lo que directamente no mejoran rendimiento o la economía pero permite el uso de un motor más pequeño y más económico en relación con el rendimiento total.

Ford ha apodado híbridos de Honda "suaves" en su publicidad para el Escape híbrido, argumentando que es más eficiente diseño híbrido completo de la fuga.

Plug-in híbrido

Chevrolet Volt carga

Artículo principal: Plug-in híbrido

Vea también: Vehículo a la cuadrícula y Vehículos eléctricos

A vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV) tiene dos características fundamentales: 1) que puede ser enchufado en un tomacorriente que se cargará y (2) tiene una gama que puede recorrer en la energía que almacena mientras estaba enchufada. Son híbrido completo, capaz de ejecutar en modo de sólo eléctrico, con baterías más grandes y la capacidad de recarga de la red de energía eléctrica. Y puede ser paralelo o serie diseños híbridos. También se llaman gas-opcional, o griddable híbridos. Su principal ventaja es que pueden ser independientes de la gasolina para desplazamientos diarios, sino que también tienen la gama ampliada de un híbrido para viajes largos. También pueden ser multi-combustible, con la energía eléctrica, complementada por diesel, biodiesel, o hidrógeno. Investigación del Electric Power Research Institute indica un menor costo total de propiedad para los vehículos debido a los costos del servicio reducido y poco a poco mejorando las baterías. El"well-to-wheel"eficiencia y emisiones de vehículos en comparación con híbridos de gasolina depende de las fuentes de energía de la rejilla (la red de Estados Unidos es del 50% carbón; Rejilla de California es principalmente gas natural, energía hidroeléctrica, y energía eólica). Particular interés en PHEV es en California donde está en marcha una iniciativa "millón de hogares solar", y se ha promulgado legislación del calentamiento global.

Compartimiento del motor de un BYD F3DM plug-in híbrido.

Prototipos de vehículos, con grandes baterías de litio que pueden ser recargadas desde la red eléctrica, se han construido en los Estados Unidos, en particular en el profesor. Andy Frankdel centro de híbrido en Universidad de California en Davis y una producción PHEV, la Renault Kangoo, salió a la venta en Francia en 2003. DaimlerChrysler Actualmente está construyendo PHEV basado en el Mercedes-Benz Sprinter van. Camiones ligeros también son ofrecidos por Micro-Vett SPA el supuesto diario Bimodale.

La iniciativa de vehículos de California se ha convertido el ' 04 y más recientes Toyota Prius para convertirse en un prototipo de lo que llama el PRIUS +. Con la adición de 140 kg (300 libras) de baterías Lead-acid, el PRIUS + alcanza aproximadamente el doble de la gasolina kilometraje de un Prius estándar y puede hacer viajes de hasta 16 km (10 millas) millas usando sólo energía eléctrica.

Automotriz y fabricante de la batería chino BYD Auto liberado el F3DM compacto sedán al mercado chino flota el 15 de diciembre de 2008. Debido a las bajas ventas, BYD anunció en abril de 2010 que el F3DM será sustituido por el BYD Qin plug-in híbrido.

General Motors comenzaron las entregas de los Chevrolet Volt en los Estados Unidos en diciembre de 2010 y su hermano, el Opel Ampera, fue lanzado para los clientes minoristas en Europa por principios de 2012. A partir de noviembre de 2012, otros híbridos disponibles en varios mercados son el Fisker Karma, Toyota Prius plug-in híbrido, y Ford C-Max Energi.

A partir de octubre de 2012, la mejor venta de plug-in híbrido es el Chevrolet Volt, con más de 33.000 unidades de la familia de Volt/Ampera vendidas en el mundo desde diciembre de 2010, con ventas lideradas por Estados Unidos con 27.306 voltios vendidas hasta octubre de 2012, seguido por los países bajos con 2.175 Amperas vendidas hasta octubre de 2012. El segundo más vendido PHEV es el Prius plug-in híbrido, con 21.600 unidades vendidas en todo el mundo hasta octubre de 2012, con ventas lideradas por Estados Unidos con 9.623 unidades hasta octubre de 2012, seguido de Japón con 9.500 unidades hasta octubre de 2012.

Tipos por la naturaleza de la fuente de alimentación

Híbrido eléctrico-combustión del motor

Hay muchas maneras para crear un híbrido eléctrico interno del motor de combustión (ICE). La variedad de diseños eléctricos-ICE se pueden distinguir por cómo conectan las partes eléctricas y combustión de la cadena cinemática, en qué tiempos cada porción está en funcionamiento, y qué porcentaje de la energía es proporcionada por cada componente híbrido. Son dos categorías principales híbridos de serie y híbridos paralelos, aunque diseños paralelos hoy en día son más comunes.

Mayoría de los híbridos, sin importar el tipo específico, utilice frenado regenerativo para recuperar energía cuando frenando el vehículo. Simplemente se trata de un motor impulsor para que actúa como un generador.

Muchos de los diseños también apagará el motor de combustión interna cuando no es necesario con el fin de ahorrar energía. Ese concepto no es exclusivo de híbridos; Subaru pionero en esta característica en la década de 1980 y el VOLKSWAGEN Lupo 3L es un ejemplo de un vehículo convencional que apaga el motor cuando en una parada. Algunos deben prever, sin embargo, accesorios tales como aire acondicionado que normalmente son impulsados por el motor. Además, los sistemas de lubricación de motores de combustión interna son inherentemente menos efectivos inmediatamente después de que el motor arranque; puesto que es sobre startup que usa la mayoría de los buscadores se produce, el comenzar frecuente y la parada de tales sistemas de reducen considerablemente la vida útil del motor. Además, iniciar y detener los ciclos pueden reducir la capacidad del motor para operar a su temperatura óptima, reduciendo así la eficiencia del motor.

Estructura de un célula de combustible del vehículo híbrido eléctrico

Híbrido eléctrico-combustible

Pila de combustible vehículos a menudo están equipados con una batería o un supercapacitor para entregar energía de aceleración máxima y reducir las limitaciones de tamaño y potencia en la pila de combustible (y por lo tanto su costo); Esto también es efectivamente una configuración híbrida de serie.

Híbrido hidráulico del motor de combustión interna

Chrysler están adaptando una minvan configuración híbrido gasolina-hidráulico

A híbrido hidráulico vehículo utiliza componentes hidráulicos y mecánicos en vez de eléctrico. A bomba de desplazamiento variable reemplaza el motor/generador eléctrico. A acumulador hidráulico, es un recipiente que almacena energía. El buque tiene típicamente una vejiga flexible de gas nitrógeno presurizado precargado dentro. Fluido bombeado hidráulico es comprimido contra la vejiga almacenar la energía en el gas de nitrógeno altamente comprimido. Algunas versiones tienen un pistón en un cilindro en lugar de vejiga presurizada de gas nitrógeno. El acumulador reemplaza las pilas en petro-eléctrico híbrido. El acumulador hidráulico es potencialmente más barato y más durable que las baterías. Tecnología híbrida hidráulico fue implementada originalmente en Alemania en la década de 1930. Volvo Flygmotor usado petro-hidráulicos híbridos experimentalmente en autobuses desde principios de los 80 y sigue siendo un área activa.

Concepto inicial involucrado un gigante volante (véase Gyrobus) para el almacenamiento conectado a una transmisión hidrostática, sin embargo más tarde cambió a un sistema más sencillo usando un acumulador hidráulico conectado a un bomba/motor hidráulico. El sistema también está siendo activamente desarrollado por Eaton y varias otras empresas, principalmente en los vehículos pesados como autobuses, camiones y vehículos militares. Un ejemplo es el concepto de Ford F-350 Tonka Mighty camiones se muestra en el año 2002. Cuenta con un sistema de Eaton que puede acelerar el camión hasta velocidades de autopista.

Los componentes del sistema eran caros que imposibilitó la instalación en pequeños camiones y automóviles. Una desventaja era que la potencia de los motores conducción no era lo suficientemente eficiente en carga parcial. Foco ha cambiado ahora a vehículos más pequeños. Una empresa británica ha hecho un gran avance introduciendo una controlado electrónicamente motor/bomba hidráulica, el desplazamiento Digital ® motor/bomba, que es altamente eficiente en todos rangos y cargas haciendo pequeñas aplicaciones de petro-hidráulicos híbridos viables. La empresa se puede convertir un coche BMW como un banco de pruebas para demostrar la viabilidad. El BMW 530i, dio doble MPG en la ciudad que conduce en comparación con el coche estándar. Esto fue probado usando el estándar de 3, 000cc motor. Petro-hidráulicos híbridos usando acumuladores bien tamaños implica reducir un motor para el promedio de consumo de energía, uso de energía no pico. Pico de potencia es proporcionada por la energía almacenada en el acumulador.

La tasa de recuperación de energía frenado cinético es mayor y por lo tanto, el sistema es más eficiente que el actual batería cargada híbridos, demostrando un aumento de 60% a 70% en economía en la prueba de la EPA. En pruebas realizadas por la EPA, un híbrido hidráulico Ford Expedition regresó 32 mpg_{-ESTADOS UNIDOS} (7,4 L/100 km) en la conducción urbana y 22 mpg_{-ESTADOS UNIDOS} (11 L/100 km) en la carretera. UPS tiene actualmente dos camiones en servicio con esta tecnología. Mientras que el sistema tiene más rápida y más eficiente carga/descarga de ciclismo, el tamaño del acumulador y la presión dicta la capacidad total de energía y requiere más espacio que una batería. Sin embargo para la energía almacenada del acumulador es más pequeño en tamaño físico que un paquete de baterías actuales.

Objetivo de la investigación de una empresa es crear un coche nuevo de diseño de papel en blanco, para maximizar el empaquetado de componentes híbrido gasolina-hidráulico en el vehículo. Todos los componentes hidráulicos voluminosos están integrados en el chasis del coche. Un diseño ha reclamado a devolver 130mpg en pruebas mediante un acumulador hidráulico grande que es también el chasis estructural del coche. Los pequeños motores de conducción hidráulicos se incorporan dentro de los cubos de las ruedas las ruedas de conducción y revertir a la energía cinética de garra-back frenado. El objetivo es 170mpg en medio de las condiciones de conducción. Energía creada por los amortiguadores de choque y cinética de frenado energía que normalmente se desperdiciaría ayuda a cargar el acumulador. Un motor de pistón alimentados fósiles pequeños de tamaño para los cargos de uso de potencia media del acumulador. El acumulador es de tamaño en corriente del coche durante 15 minutos cuando está completamente cargada. El objetivo es un acumulador completamente cargado con un potencial de almacenamiento de energía de 670 caballos de fuerza, que producirá una velocidad de aceleración de 0-60 mph de menos de 5 segundos usando la impulsión de cuatro ruedas.

En enero de 2011 industria gigante Chrysler anunció una alianza con la agencia estadounidense de protección ambiental (EPA) para diseñar y desarrollar un híbrido gasolina-hidráulico experimental powertrain adecuado para su uso en grandes turismos. Chrysler había adaptado una minvan de producción existentes para el nuevo tren motriz hidráulico. Investigación está en curso en este campo.

NRG Dynamix de EE UU afirma su enfoque reduce el coste de un tercio en comparación con los híbridos eléctricos y agrega solamente 300 libras (136 kg) de peso del vehículo vs 1.000 libras (454 kg) de híbridos eléctricos. Bajo análisis la empresa reclamar un vehículo pickup estándar propulsado por un motor de 4 cilindros 2.3 litros devuelve 14 mpg (16,8 l/100 km) en la ciudad que conduce. Usando la economía de combustible de petro-hidráulico de la instalación asciende a "los 20 mediados".

Neumático del motor híbrido de combustión interna

Aire comprimido también puede alimentar un coche híbrido con un compresor de gasolina para proporcionar la energía. Motor Development International en Francia está desarrollando tales coches accionado por aire. Un equipo liderado por Tsao Tsu-Chin, un UCLA Profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial, está colaborando con los ingenieros de Ford para obtener tecnología neumática híbrida funcionando. El sistema es similar a la de un vehículo eléctrico híbrido en esa energía de frenado se aprovecharon y se almacena para ayudar el motor según sea necesario durante la aceleración.

Poder humano y híbridos de energía ambiental

Muchos vehículos de tierra y agua usan poder humano combinado con una potencia mayor fuente. Comunes son híbridos paralelos, por ejemplo un barco siendo remado y también tener un conjunto de vela, o bicicletas motorizadas, o un vehículo híbrido eléctrico humanos tales como la Twike. Existen también algunos híbridos de serie, a ver en vehículo híbrido. Estos vehículos pueden ser vehículos tribrid, combinando en las mismo momento tres las fuentes de energía por ejemplo de células solares a bordo, de rejilla-cargado las pilas y de pedales.

Modos de operación de vehículo híbrido

Los vehículos híbridos pueden utilizarse en diferentes modos. La figura muestra algunos modos típicos para la configuración de un sistema híbrido paralelo.

Adición de kits de sistemas de propulsión y posventa

Uno puede instalar conmarket o mercado de accesorios Powertrain a un vehículo a hibrida lo.

La solución de conmarket se utiliza cuando el usuario compra el planeador (balanceo del chasis) y el híbrido (dos motores) o eléctrico (sólo un motor eléctrico) kit de potencia para el automotriz y recibe instalado en el coche. También se puede agregar una cadena cinemática (eléctricos o híbridos) a un planeador por un instalador del mercado de accesorios de terceros.

A University of Central Florida equipo de diseño Senior, En el Green, está actualmente desarrollando un kit de conversión atornillable híbrido para transformar un vehículo de modelo más viejo en un híbrido gas-eléctrico.

Un ejemplo de una conversión mediante un Mustang 1966 fue demostrado por un ingeniero en California. El sistema reemplaza el alternador con una 12 kW (30 kW pico) motor de eléctrico sin escobillas. Potencia y el kilometraje de gas fueron mejorados.

Véase también

• Vehículo eléctrico de batería
• Vehículo eléctrico
• Unidad de control del motor
• Vehículo híbrido eléctrico

Enlaces externos

• Los autos híbridos necesitan mecánicos especiales en HowStuffWorks
• El ascenso de la REEV
• Serie híbridos están aquí - Ecoworld.com
• Video del coche de aire
• Zeroshift híbridos y vehículos eléctricos, sistemas de transmisión (EV)

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