Хибридна система

Изглежда, че дните на класическия двигател с вътрешно горене са номерирани. И въпросът е, че трябва да се спазват екологичните стандарти.

Стандартът Евро-6, който влезе в сила на 1 септември 2015 г., затегна изискванията за дизеловите двигатели по отношение на съдържанието на азотни оксиди и остатъчни въглеводороди в отработените газове. Прилагането на установените стандарти за токсичност се осигурява от каталитична неутрализационна система , система за оползотворяване на отработените газове и усъвършенстван филтър за прахови частици . От 1 септември 2017 г. сертифицирането на нови автомобили ще се извършва в съответствие с по-строг глобален цикъл на движение и наличието на изброените системи на дизелови двигатели няма да бъде достатъчно, за да отговори на установените стандарти за токсичност.

В съответствие с решението на Комисията на Европейския парламент, считано от 2021 г., нормата на емисиите на въглероден диоксид в размер на 95 g / km вместо сегашните 130 g / km се въвежда на всички произведени автомобили. Това съответства на среден разход на гориво от 4.06 л / 100 км за бензинови двигатели и 3.62 л / 100 км за дизелови двигатели. Това ниво на разход на гориво е недостижимо за класическия ДВГ.

Затова на преден план излизат хибридните задвижващи конструкции за автомобили, които напълно отговарят на екологичните изисквания. Но съвременните хибриди са много скъпи. Компромисно решение е така наречената хибридна система с ниско напрежение . Системата се базира на 48-волтова електрическа мрежа , която е планирана като допълнение към основната 12-волтова бордова мрежа.

Основните функции на хибридната система с ниско напрежение:

функция
ефект
Възстановяване на спирачната енергия Намален разход на гориво
Старт-стоп система
Намален разход на гориво;

Намаляване на емисиите
Създаване на допълнителен въртящ момент
Поддръжка на ICE в преходни условия;

Намаляване на емисиите
Захранване на електрически компоненти с голяма мощност
овластяване

Намален разход на гориво

Използването на хибридна система с ниско напрежение в автомобилите намалява емисиите на въглероден двуокис с 10-15%. Хибрид с ниско напрежение с дизелов двигател намалява емисиите на азотни оксиди с 20%, а с каталитична неутрална система – с 80%. Икономията на гориво може да достигне от 13 до 21%.

Разработването на хибридни системи с ниско напрежение днес се занимава с няколко водещи производители, включително Bosch, Continental, Delphi, Ricardo, Valeo. В момента повечето автопроизводители са решили да внедрят, а Audi, Honda, Ford, Kia, Renault, Volkswagen вече инсталират хибридна система с ниско напрежение на своите автомобили. Според прогнозата до 2020 г. 25% от новите автомобили ще имат хибридно задвижване, а половината от тях ще използват 48-волтова електрическа мрежа.

Хибридна система с ниско напрежение
Типичният дизайн на хибридна система с ниско напрежение се състои от следните основни елементи, включени в 48-волтова електрическа мрежа: стартер-генератор, инвертор, DC-DC конвертор и 48-волтова батерия.

Стартер-генераторът е основният структурен елемент на системата. Работи в два режима – като генератор и като стартер (по-точно като електромотор). В генераторния режим се генерира електрическа енергия, която позволява напълно да се откаже от традиционния 12-волтов генератор. Стартерният режим се използва за създаване на допълнителен въртящ момент при шофиране. Като стартер-генератор се използват синхронни и асинхронни електрически машини с променлив ток.

Специфичният тип електрическа машина се определя от дизайна на хибридната инсталация. Съществуват няколко схеми за проектиране на хибридна електроцентрала с ниско напрежение:

Стартерният генератор е свързан с двигател с вътрешно горене с колан.
Стартерният генератор е монтиран на коляновия вал на двигател с вътрешно горене.
Стартерният генератор се намира в предавателната кутия.
Най-простата и следователно досега най-често срещаната интеграционна схема на стартер-генератор е да се свърже с двигател с вътрешно горене, като се използва колан.

Работата на стартера-генератор осигурява двупосочен инвертор. Той преобразува постоянния ток на батерията в трифазен променлив ток. С възстановяване на енергията инверторът преобразува променливия ток в постоянен ток, който зарежда батерията. Чрез дизайна 48-волтовият инвертор е подобен на инвертор с високо напрежение, който се използва в пълни хибриди и електрически превозни средства.

DC / DC преобразувател се използва за пренос на енергия между 48 волта и 12 волта електрически мрежи. За 12-волтова електрическа мрежа, той заменя генератор.

Всяка мрежа има своя акумулаторна батерия: 48-вотов литиево-йонна и 12-волтова оловно-киселинна батерия. 48-волтова акумулаторна батерия се използва за захранване на мощни устройства: компресор за климатизация, водна помпа, електромеханични ротационни амортисьори, активно окачване и др. 12-волтова акумулаторна батерия осигурява енергия за осветителната система, системата за сигурност, информационно-развлекателната система .