Como diferentes tecnologias híbridas funcionam em carros
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Atualmente, o carro híbrido democratizado está em seu auge, um período de transição entre o acionamento térmico e elétrico, então os carros usam essas duas tecnologias ao mesmo tempo. No entanto, você deve estar ciente de que esse termo universal esconde uma variedade de tecnologias, desde híbridos anedóticos até híbridos "pesados". Então, vamos dar uma olhada nas várias hibridizações que existem, bem como todos os prós e contras das últimas.
Antes de considerar as várias topologias e arquiteturas técnicas de veículos híbridos (diferentes montagens), vamos primeiro realizar a classificação por calibração do dispositivo.
Diferentes níveis de hibridização
Híbrido muito MHEV fraco (hibridização "microhybrid" / "FALSE")
| Tensão: | Baixo / 48V |
| Recarregável: | não |
| Condução elétrica: | não |
| excesso de peso: | <30kg |
| Capacidade de carga: | <0.8 кВтч |
Certos níveis de hibridização são muito leves, isto em particular ocorre com 48V ao nível da polia do virabrequim (antes isso se limitava à parada e partida, o alternador-arranque não recebia corrente para poder ajudar o motor. ) ... Equipado com baterias microscópicas menores que 0.7 kWhNão considero esta tecnologia uma verdadeira hibridização. As forças geradas por um dispositivo elétrico são muito anedóticas para serem julgadas como tal. E como o torque é transmitido às rodas através do motor (através da polia amortecedora), o movimento 100% elétrico obviamente não será possível. Cuidado com os fabricantes que adicionam toneladas a esse tipo de tecnologia, permitindo que você acredite na hibridização consistente (na verdade, isso é tudo o que é necessário para economizar alguns gramas para penalidades ambientais). Portanto, quero distinguir essa hibridização das subsequentes.
Cuidado com os fabricantes que abusam disso, a hibridização MHEV pode ser descrita como "ficção" porque é muito anedótica.
Você os reconhecerá pela nomenclatura 48V ou MHEV. Podemos citar, por exemplo, e-TSI ou Ecoboost MHEV.
Híbrido leve (híbrido "REAL") HEV
| Tensão: | Alto / ~ 200 V |
| Recarregável: | não |
| Condução elétrica: | sim |
| excesso de peso: | 30 para 70 kg |
| Capacidade de carga: | De 1 a 3 kWh |
Portanto, não estamos mais aqui em
muito
luz que promete muito pouco (vamos de menos de 0.5 kWh para valores na faixa de De 1 a 3 kWh, ou de 1 a 3 km em um totalmente elétrico). Assim, aqui estamos falando de hibridização fácil, mas ainda hibridização sequencial (por estar relacionada à categoria indicada após [PHEV], aqui é uma variante do PHEV leve e, portanto, não recarregável). Assim, podemos dirigir totalmente com eletricidade, mesmo que seja uma distância muito curta. O objetivo aqui é principalmente reduzir o consumo, não cobrir 100% da distância elétrica de viagem. O contexto mais favorável são as velas de ignição, o ambiente em que os motores modernos de injeção direta reduzidos tornam-se os mais intensivos em energia (mistura de refrigeração de motor mais rica que favorece principalmente a queima pobre, mas esta é apenas parte da explicação). Portanto, você não ganha quase nada em vias expressas: rodovias nacionais / departamentais / rodovias. Nesse contexto, o óleo diesel continua mais lucrativo (e, portanto, para o planeta!).
A mais famosa de todas é a hibridação HSD da Toyota porque já existe há anos! Portanto, também é o mais comum ... Sua confiabilidade é bem conhecida e seu trabalho é muito atencioso.
Mais recentemente, estaremos nos referindo ao híbrido Renault E-Tech, que, como a Toyota, está corporificado em tecnologias proprietárias que ninguém mais possui (aqui você não é o fornecedor do equipamento, mas a marca que o desenvolveu). ... É o mesmo com o Mitsubishi IMMD.
Híbrido de plug-in PHEV (híbrido "REAL")
| Tensão: | Muito alto / ~ 400 V |
| Recarregável: | sim |
| Condução elétrica: | sim |
| excesso de peso: | 100 para 500 kg |
| Capacidade de carga: | De 7 a 30 kWh |
Tal híbrido pode ser qualificado de "pesado", pois o equipamento de bordo está longe de ser engraçado e leve (de 100 a 500 kg a mais: bateria, eletrônica de potência e motor elétrico) ...
Em seguida, carregamos a bateria, que pode variar de De 7 a 30 kWh, o suficiente para dirigir de 20 a quase 100 km, dependendo do carro (o mais moderno).
Tal como acontece com outras calibrações de hibridização, temos uma variedade de tecnologias. Ainda encontramos o híbrido Renault E-Tech, mas aqui ele está conectado a uma grande bateria recarregável através de uma tomada externa. Porque se o Clio tiver uma versão leve de 1.2 kWh, o Captur ou Mégane 4 pode se beneficiar da versão de 9.8 kWh, que, portanto, qualificaríamos como um híbrido pesado. O X5 45e terá uma versão de 24 kWh, o que é suficiente para cobrir 90 km totalmente elétrico.
Esse tipo de carro pode acelerar até 130 km / h com toda a potência elétrica, os fabricantes parecem ter se fixado nesse ritmo (oferecem quase tudo igual).
A maioria dos híbridos desse tipo tende a ter um motor elétrico localizado em frente à embreagem / conversor de torque, portanto, entre o motor e a caixa de câmbio. A Renault eletrificou a transmissão e removeu a embreagem, e a Toyota usa um trem de engrenagens planetárias para combinar as forças térmicas e elétricas nas rodas (o sistema HSD não acende mais quando você adiciona uma bateria de 8.8 kWh a ele. Uma bateria que pode ser recarregada via uma tomada).
Diferentes arquiteturas de veículos híbridos
Montagem de luz MHEV / Micro híbrido 48V
Este sistema opera com tensões mais baixas, ou seja, 24 ou 48 V (quase sempre 48 V). Desta vez, estamos a falar de equipar o carro com um sistema “excelente” de parar e arrancar, que não se limita a reiniciar o carro. Além disso, ajuda o motor térmico mesmo quando está em movimento. Este sistema não permite operar totalmente eletricamente, mas acaba por ser um processo flexível e fácil que pode ser instalado em qualquer lugar! No final das contas, este é talvez o sistema mais inteligente de todos, mesmo que à primeira vista pareça um pouco fácil para você. Mas é o aspecto leve que o torna interessante ...
Layout híbrido paralelo
Nesta configuração, dois motores podem girar as rodas, seja apenas térmico, ou apenas elétrico (em híbridos completos), ou ambos ao mesmo tempo. O acúmulo de poderes dependerá de certas variáveis (veja abaixo: acúmulo de poderes). Observe também que alguns dos componentes podem ser ligeiramente diferentes, mas a lógica permanece a mesma: elétrica e térmica conduzem as rodas pela caixa de câmbio. Um exemplo são os híbridos alemães, como os sistemas e-Tron / GTE. Esse sistema está se espalhando cada vez mais e deve se tornar a maioria.
Leia: detalhes do funcionamento da hibridização e-Tron (transversal e longitudinal) e GTE.
Observe que decidi fazer meus diagramas com um arranjo de motor transversal, ou seja, a maioria de nossos carros. Os sedãs de luxo geralmente estão em uma posição longitudinal. Observe também que estou especificando aqui uma embreagem que desconecta o motor da transmissão (portanto, seria necessário adicionar uma embreagem ou conversor entre o motor elétrico e a caixa de câmbio além do circuito. Mas algumas pessoas conectam o motor elétrico diretamente ao a caixa de velocidades., Exemplo com E-Tense e HYbrid / HYbrid4 da PSA)
Este é um sistema em um Mercedes com motor longitudinal. Eu destaquei em vermelho o motor elétrico oposto ao conversor de torque. À direita está a caixa de velocidades (planetária, porque BVA) e à esquerda está o motor.
Série de montagem híbrida
Outros sistemas viram isso de forma diferente, já que apenas o motor elétrico pode mover as rodas. Então, a máquina de calor servirá apenas como um gerador elétrico para recarregar as baterias. Por si só, o motor não tem ligação com a transmissão e, portanto, com as rodas, é improvável que faça parte da mecânica, tanto que fica de lado. Aqui você pode se referir ao BMW i3 ou ao Chevrolet Volt / Opel Ampera (binóculos).
Aqui, apenas o motor elétrico pode movimentar o carro, pois é o único que se conecta às rodas. Podemos supor que se trata de um veículo elétrico, que terá um gerador adicional para aumentar a autonomia. Uma máquina térmica que gera centenas de cavalos de força não teria muita utilidade, pois serve apenas para gerar eletricidade.
Instalação em série paralela
Aqui você provavelmente terá mais problemas para entender o conceito rapidamente ... Na verdade, ele é tão inteligente quanto difícil de entender. Parte do motivo está no trem de engrenagens planetárias, que permite que a energia seja armazenada em um único eixo de duas fontes diferentes: um motor elétrico e um motor térmico. É também a complexidade do número de elementos móveis que trabalham juntos, bem como os vários modos de operação que tornam o sistema globalmente difícil de aprender (uma mistura de conceitos complexos relacionados à cadeia de transmissão, em particular o trem epicíclico, mas também o uso de força eletromagnética para geração de corrente e para transmissão de torque com efeito de embreagem). É denominado sequencial / paralelo porque combina ligeiramente os dois modos de operação (o que complica as coisas ...).
Leia mais: Como funciona o Toyota Hybrid (HSD).
A construção varia de geração em geração, mas o princípio é o mesmo
O diagrama real está de cabeça para baixo porque quando visto do lado oposto ...
Híbrido dissociado / diferenciado
Podemos citar, por exemplo, o sistema PSA (ou melhor, Aisin) Hybrid4, em que o motor elétrico é para as rodas traseiras, enquanto a dianteira é convencional com motor térmico (às vezes também é um híbrido na dianteira como o Rav4 HSD ou mesmo a segunda geração HYbrid2 e HYbrid4 em alguns casos).
Diferentes níveis de hibridização
Antes de examinar as diferentes maneiras de criar um veículo híbrido, vamos primeiro examinar um vocabulário que descreve as várias hibridizações possíveis:
- Híbrido completo : literalmente "híbrido completo": elétrico com pelo menos 30% da capacidade total. O motor elétrico (e pode haver vários deles) é capaz de fornecer movimento autonomamente por vários quilômetros.
- Plug-in híbrido : Híbrido de plug-in completo. As baterias podem ser conectadas diretamente à rede elétrica.
- Híbrido suave / Microhybrid : Neste caso, o automóvel não poderá circular totalmente com eletricidade, mesmo em distâncias curtas. Assim, o termovisor estará sempre ligado. Versões modernas de 48V até auxiliam sistematicamente o motor por meio de uma polia amortecedora. Nas primeiras versões da década de 2010, limitava-se ao Stop e Sart melhorados, pois era controlado por um gerador de partida, e não por uma partida regular (para que possamos recuperar energia durante a desaceleração, o que não poderia ser o caso com um clássico para iniciantes, é claro)
Por que a força não aumenta o tempo todo?
No caso de um híbrido acionado por motor elétrico, que por sua vez é carregado por um gerador térmico (ou motor ...), é fácil entender que nada precisa ser feito ... Seja a potência térmica 2 ou 1000 cavalos de força. não vai mudar nada, pois é usado apenas para recarregar as baterias. Basicamente, só pode ser reproduzido na velocidade de recarga.
Para um sistema mais tradicional (um carro de design tradicional com um motor elétrico de apoio), a potência do motor elétrico e térmico acumular mas não precisa resultar em uma simples renúncia.
Na verdade, vários fatores podem influenciar a acumulação, por exemplo:
- Layout do sistema (o acionamento elétrico acionará as mesmas rodas do termovisor? Não no Hybrid4, por exemplo, híbrido paralelo ou paralelo em série)
- A energia da bateria (alimentando o motor elétrico) desempenha um papel muito importante. Porque ao contrário de uma térmica, que é alimentada por combustível de um tanque (2 litros são suficientes para alimentar um V8 de 500 HP por alguns segundos), o motor elétrico não será capaz de fornecer toda a sua energia se a bateria não for suficiente ( pelo menos tanto quanto o motor a ser acionado), que é o caso em alguns modelos. Em comparação com uma locomotiva a diesel, é como se o consumo de combustível fosse limitado ...
- Características técnicas de dois motores conectados. O motor não desenvolve a mesma potência em toda a faixa de velocidade (diz-se que o motor tem X cavalos a X rpm, potência que se torna diferente a cada Y / min). Assim, quando dois motores são combinados, a potência máxima não atinge a potência máxima dos dois motores. Exemplo: saída de calor 200 HP a 3000 rpm em combinação com uma potência elétrica de 50 cv. a 2000 rpm não será capaz de dar 250 cv. a 3000 rpm, já que o motor elétrico tinha potência máxima (50) a 2000 t / min. A 3000 rpm ele desenvolverá apenas 40 cv, então 200 + 40 = 240 cv.
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Emryspro (Data: 2021, 06:30:07)
Lexus RX 400h 2010.
Tenho um problema ao carregar uma bateria de 12V. Preciso de ajuda por favor
Il I. 1 reação (ões) a este comentário:
- Administrador ADMINISTRADOR DO SITE (2021-07-01 10:32:38): Como não há alternador, ele é conectado à eletrônica de potência que controla os fluxos elétricos.
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