Σε ένα υβριδικό Υψηλής Τάσης, τόσο ο ηλεκτροκινητήρας όσο και ο κινητήρας ΜΕΚ μπορούν να οδηγήσουν την ισχύ του κινητήρα στον μετάδοση κίνησης, είτε μαζί είτε ξεχωριστά. Με αυτόν τον τρόπο, όλες οι δυνατές όλες οι μεταδόσεις κίνησης μέσω ΜΕΚ, Υβριδικά και με καθαρά ηλεκτρική κίνηση. Ειδικά σε συνδυασμό με ένα σύστημα αναγεννητικής πέδησης (με ανάκτηση ενέργειας), η κατανάλωση καυσίμου και οι τοπικές εκπομπές CO2 μπορούν να μειωθούν σημαντικά. Η πλήρης ροπή του ηλεκτροκινητήρα είναι διαθέσιμη άμεσα, από το πρώτο δευτερόλεπτο.
Υβριδικά Υψηλής Τάσης – ένας συνδυασμός συστημάτων καύσης καυσίμου ΜΕΚ και ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης
Τα οχήματα με υβριδικά συστήματα υψηλής τάσης σχεδιάζονται είτε ως πλήρως υβριδικά είτε ως “plug-in” υβριδικά. Το όνομα του plug-in hybrid ήδη υποδηλώνει την ουσιαστική διαφορά από ένα πλήρως υβριδικό: Η μπαταρία υψηλής τάσης μπορεί να φορτιστεί εξωτερικά. Επίσης, πιο ισχυρά εξαρτήματα επιτρέπουν υψηλότερες ταχύτητες και μεγαλύτερη αυτονομία στην ηλεκτρική λειτουργία. Για παράδειγμα, τα υψηλής ενέργειας στοιχεία της μπαταρίας μπορούν να αποθηκεύουν και να παρέχουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας για εκτεταμένες εκδρομές. Όταν λειτουργεί ως μοτέρ, ο ηλεκτρικός κινητήρας κινεί το όχημα. Στη λειτουργία του ως γεννήτρια, λειτουργεί με το αναγεννητικό σύστημα πέδησης για να μετατρέψει ένα μέρος της ενέργειας φρεναρίσματος σε ηλεκτρική ενέργεια.
Εκτός από τον ηλεκτροκινητήρα, τα ακόλουθα εξαρτήματα αποτελούν μέρος του υβριδικού συστήματος κίνησης υψηλής τάσης:
- Μπαταρία Υψηλής Τάσης για την τροφοδοσία του ηλεκτροκινητήρα και την αποθήκευση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας
- Ηλεκτρονικά ισχύος (inverter) ως διασύνδεση μεταξύ μπαταρίας και ηλεκτρικού κινητήρα
- Μετατροπέας DC/DC για την τροφοδοσία του ηλεκτρικού συστήματος χαμηλής τάσης επί του οχήματος από το αντίστοιχο υψηλής τάσης
- Aναγεννητικό σύστημα πέδησης
- Διαχείριση μετάδοσης κίνησης
Εξαρτήματα ενός υβριδικού συστήματος Υψηλής Τάσης
- Μονάδα ελέγχου Αυτοκινήτου – Vehicle control unit
Η διαφοροποίηση του του συστήματος μετάδοσης κίνησης αυξάνεται. Παρόλο που στο παρελθόν συνήθως χρησιμοποιούνταν συνήθως κινητήρες ντίζελ και βενζίνης, τώρα οι λύσεις κινητήρων περιλαμβάνουν όλους τους βαθμούς ηλεκτροκίνησης. Ο Powertrain Domain Controller – ελεγκτής τομέα του συστήματος μετάδοσης κίνησης είναι η λύση για το γεγονός ότι οι λειτουργίες και το λογισμικό καθίστανται πιο περίπλοκες και ότι οι διασυνδεδεμένες λειτουργίες απαιτούν μεγάλη ισχύ επεξεργασίας.
Pedal-travel sensor
Ο αισθητήρας διαδρομής πεντάλ (PWG) είναι μία σειρά αισθητήρων Bosch για μέτρηση διαδρομής χωρίς επαφή. Οι αισθητήρες διαδρομής αποτελούν βασικό εξάρτημα των ηλεκτρικών πεντάλ φρένων, τα οποία απαιτούνται για συστήματα αναγεννητικής πέδησης σε υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα. Αυτά τα πεντάλ καταγράφουν το επιθυμητό επίπεδο φρεναρίσματος του οδηγού, το οποίο τα συστήματα στη συνέχεια υλοποιούν ηλεκτρικά, υδραυλικά ή χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό των δύο.
Χρησιμοποιείται σε αυτά τα συστήματα
- Ενίσχυση φρένων και κατανομή δύναμης Πέδησης
Brake boosting and brake-force distribution - Αναγεννητικά συστήματα πέδησης
Regenerative braking systems - Υβριδικά συστήματα Υψηλής Τάσης
High-voltage hybrid systems
iBooster
Ηλεκτρομηχανικός ενισχυτής φρένων ανεξάρτητος από την υποπίεση του κινητήρα (κενό)
Οι αποδοτικότερες μηχανές καύσης, οι υβριδικές και ηλεκτρικές μεταδόσεις κιίνησης, καθώς και οι σύγχρονες λειτουργίες υποστήριξης του οδηγού απαιτούν αρθρωτές και κλιμακωτές ανεξάρτητες από την υποπίεση (κενό) λύσεις για το σύστημα πέδησης. Με το iBooster, η Bosch έχει αναπτύξει έναν ηλεκτρομηχανικό ενισχυτή φρένων ανεξάρτητο από το κενό που ικανοποιεί τις απαιτήσεις ενός σύγχρονου συστήματος πέδησης.
eAxle
Το eAxle είναι μια συμπαγής, οικονομικά αποδοτική λύση ηλεκτρικής κίνησης για ηλεκτρικά οχήματα μπαταρίας και υβριδικές εφαρμογές. Ο ηλεκτροκινητήρας, τα ηλεκτρονικά ισχύος και το κιβώτιο ταχυτήτων συνδυάζονται σε μια συμπαγή μονάδα που τροφοδοτεί άμεσα τον άξονα του οχήματος. Αυτό συμβάλλει στο να καθιστά τους ηλεκτρικούς κινητήρες λιγότερο περίπλοκους αλλά απλούστερους. Επιπλέον, το σύστημα μετάδοσης κίνησης καθίσταται φθηνότερο, πιο συμπαγές και πιο αποδοτικό.
Παράλληλο υβριδικό σύστημα
Σε ένα παράλληλο υβριδικό σύστημα, ο ηλεκτρικός κινητήρας IMG (ενσωματωμένος Μοτέρ μίζας – Γεννήτρια) επιδρά στο σύστημα μετάδοσης κίνησης με τη μηχανή εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ). Είναι δυνατή η λειτουργία με τον ΜΕΚ, η υβριδική και η καθαρά ηλεκτρική κίνηση.
Ο προσαρμοζόμενος συμπλέκτης μεταξύ του ηλεκτροκινητήρα και του κινητήρα εσωτερικής καύσης παίζει καθοριστικό ρόλο: με την αποσύμπλεξη της σύνδεσης, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης αποσυμπλέκεται και, εάν φορτίζεται η μπαταρία Υψηλής Τάσης, το όχημα κινείται καθαρά με ηλεκτρισμό – χωρίς να καταναλώνει καύσιμο ή να παράγει οποιεσδήποτε εκπομπές CO2 σε τοπικό επίπεδο. Μόλις ο κινητήρας εσωτερικής καύσης πρόκειται να ενεργοποιηθεί ξανά, είναι και πάλι ο χρόνος για να γίνει η σύμπλεξη: να εμπλακεί μόνο στο βαθμό που απαιτείται για να περιστραφεί η μηχανή Εσωτερικής Καύσης και στη συνέχεια να απεμπλακεί ξανά.
Αυτό ελαχιστοποιεί την ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιείται για την εκκίνηση της μηχανής εσωτερικής καύσης. Όταν η μηχανή εσωτερικής καύσης φτάσει στην ίδια ταχύτητα περιστροφής με τον ηλεκτροκινητήρα, ο συμπλέκτης εμπλέκεται πλήρως. Αυτό συμβαίνει σε λιγότερο από ένα ανοιγόκλειμα του ματιού και μπορεί να εντοπιστεί μόνο από τον οδηγό κοιτάζοντας το στροφόμετρο. Κατά τη διάρκεια της υβριδικής προώθησης, οι ροπές του ηλεκτροκινητήρα και της μηχανής εσωτερικής καύσης συνδυάζονται, πράγμα που επιτρέπει την ενίσχυση. Το έξυπνο σύστημα διαχείρισης κίνησης ρυθμίζει την ομαλή αλληλεπίδραση του ηλεκτροκινητήρα, την σύμπλεξη και την μηχανή Εσωτερικής Καύσης.
Plug-in Υβριδικό Σύστημα
Στα συστήματα κίνησης Υψηλής Τάσης, ένας ηλεκτροκινητήρας συνδυάζεται με ένα κινητήρα εσωτερικής καύσης – ΜΕΚ. Ο ηλεκτρικός κινητήρας παρέχει πρόσθετη ισχύ στον κινητήρα εσωτερικής καύσης και κατά τη διαδικασία αυτή παρουσιάζει σημαντική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και των τοπικών εκπομπών CO2.
Ένα υβριδικό όχημα Υψηλής Τάσης (άνω των 60V) έχει αρκετά αποθέματα ισχύος για να καλύψει τις μικρές αποστάσεις μόνο από την ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό σημαίνει ότι το υβριδικό μειώνει την κατανάλωση καυσίμου και τις τοπικές εκπομπές CO2, ειδικά στην αστική κυκλοφορία.
Οι μπαταρίες υψηλής τάσης ενός υβριδικού plug-in μπορούν να φορτιστούν εξωτερικά από το δίκτυο της ΔΕΗ.
Επιπλέον, τα εξαρτήματα αυτών των συστημάτων είναι πιο ισχυρά και επιτρέπουν υψηλότερες ταχύτητες και μεγαλύτερη αυτονομία σε λειτουργία ηλεκτρικής κίνησης. Τα στοιχεία υψηλής ενέργειας της μπαταρίας καθιστούν δυνατή την αποθήκευση και εκφόρτιση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας για μεγάλε διαδρομές.
Υβριδικό σύστημα διαχωρισμού άξονα
Το eAxle μια συμπαγής κατασκευή, μία ηλεκτρική μονάδα μετάδοσης κίνησης είναι η βάση αυτού του συστήματος Bosch.
Ο ηλεκτροκινητήρας SMG (ξεχωριστό Μοτέρ-Γεννήτρια), ο inverter (αναστροφέας) και το κιβώτιο ταχυτήτων συνδυάζονται για να σχηματίσουν μια αρθρωτή, κλιμακούμενη ηλεκτρική μονάδα κίνησης για έναν άξονα.
Το eAxle υποστηρίζει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης που επενεργεί στον άλλο άξονα για πιθανή μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και των τοπικών εκπομπών CO2.
