Voraussetzungen für Hybridantriebe
Die Ressourcen des Planeten Erde sind nicht unendlich, und für das Überleben der Menschheit, gibt es eine Notwendigkeit für eine große Versorgung mit Energie erzeugenden Rohstoffen, einschließlich Öl, die wichtigsten aller Arten. Ihre Betriebe nehmen ständig ab, was zu höheren Preisen für Mineralölerzeugnisse und insbesondere für Autos für Autos führt.
Zusätzlich zu dieser im Transport eingesetzten Verbrennungskraftmaschine werden bei ihrer Arbeit eine Vielzahl von Schadstoffen freigesetzt. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Kohlenmonoxid und Stickstoff. All diese Faktoren haben dazu geführt, dass heute jede Entwicklung bei der Verwendung von alternativen Motoren oder Hybriden außerordentlich relevant ist.
Darauf aufbauend hat fast jedes Unternehmen, das Autos herstellt, ein Modell mit einer Hybrid-Kraftinstallation in seinem Lineal. Auch die Entwicklung umweltfreundlicher Kraftwerke verpflichtet und härtet die Normen von EURO, ECE, SULEV, TLEV und anderen kontinuierlich aus. Dies schließt auch einen geringeren Kraftstoffverbrauch ein, was zu erheblichen Einsparungen bei den Kosten für den Betrieb des Hybridverkehrs führt.
Was Ist Hybridantrieb?
Der Begriff "Hybridmotor" bezeichnet die Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Leistungseinrichtungen. Dies ist vor allem eine Kombination aus Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, um ihre Vorteile zu maximieren und gleichzeitig die Mängel zu kompensieren.
Zum Beispiel ist der Hauptvorteil der Brennkraftmaschine und ihre Verwendung in den meisten Fahrzeugen der Kraftstofffluss. Die Reichweite wird durch eine hohe Konzentration an Energie im eingesetzten Brennstoff, vor allem Kohlenwasserstoffe, erreicht. Die Umkehrung der Medaille ist ein ziemlich hohes Maß an Lärm und hohen Emissionen verschiedener Schadstoffe, sowie die Fähigkeit, nur in einem Geschwindigkeitsintervall zu arbeiten, was dazu führt, dass Geräte wie Kupplung und Getriebe hinzugefügt werden.
Zudem ist der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors relativ gering und liegt zwischen 20 und 30 Prozent und erhöht die Emissionen aus der einheitlichen Bewegung deutlich.
Während der Elektromotor wesentlich höher ist als der KPI (etwa 80%), unterliegt er nicht den schädlichen Emissionen, erzeugt keine Geräusche und ist in der Lage, ab dem Zeitpunkt des Starts ein Drehmoment zu erzeugen.
Allerdings hat die Elektromaschine derzeit eine Reihe von Einschränkungen hinsichtlich ihrer Verwendung, nämlich eine begrenzte Anzahl von vorhandenen Batterien, Gewicht, Größe und Kosten, die für den Bodentransport verwendbar sind.
Überlegungen zum Hybridantrieb
Der Hybridantrieb soll die Reduzierung oder Beseitigung von Mängeln bei der Anwendung von einem Motor-Motor-Typ ansprechen und ihre Vorteile in Kombination nutzen.
Beispielsweise dient der Motor in einer der ersten solchen Anlagen, die "seriell hybride" Kombinationen genannt werden, nur als Generatorantrieb, um den Elektromotor zu laden. In diesem Fall erzeugt die Zugkraft nur einen Elektromotor.
Eine solche Hybrid-Antriebslösung reduziert den Kraftstoffverbrauch deutlich, da die Brennkraftmaschine die mittlere Leistung verbringt, so dass sie in einem noch optimalen Modus betrieben werden kann. Bei einer solchen "Parallel-Hybrid"-Konfiguration werden der Elektromotor und der Verbrennungsmotor über entsprechende Übertragungsmechanismen mit den Antriebsrädern verbunden.
In modernen Hybridfahrzeugen wird mehr als ein Elektromotor eingesetzt, bis hin zur Installation von Elektromotoren an jedem Rad des Autos. Möglich wird dies durch die neuesten Entwicklungen von Ingenieuren, die einen deutlichen Anstieg der Laufleistung ohne Aufladung erreicht haben. Zudem sind die meisten Fahrzeuge in der Lage, die Batterie aus dem üblichen Haushaltsnetz aufzuladen.
Neben dem seriellen Hybridantrieb wird zur Zusammenfassung der Leistung aller Triebwerke ein Parallelantrieb eingesetzt, der die Gesamtleistung des Hybridfahrzeugs deutlich erhöht. Die Erhöhung der Leistung wiederum bietet eine Chance, die Dynamik des Autos zu erhöhen und es leichter zu verteilen.
Für den Elektro-Hybrid-Motor sind drei verschiedene Typen von Elektromotoren entwickelt worden, die funktional und in ihrer Struktur arbeiten.
Typ der Elektromotoren für den Hybrid-Antriebsstrang: Synchronmotor, Synchronmotor, Gleichstrommotor.
Der beste dieser Elektromotoren ist nun der 3-Phasen-Synchronmotor auf Permanentmagneten.
Hybrid-Drive-Management
Die entwickelten hybriden Antriebssysteme benötigen spezielle Managementsysteme, um einen optimalen und ausfallsicheren Betrieb aller seiner Elemente zu gewährleisten. Diese Aufgabe ist Mikroprozessorschaltungen mit separaten Aktionsalgorithmen zugeordnet.
Es gibt viele Sensoren, die ihre Informationen an die zentrale Steuerung übermitteln. Da ein solcher Antrieb mehrere Aufgaben gleichzeitig lösen und eine Menge sofortiger Entscheidungen treffen muss, ist diese Aufgabe nur dem Bordcomputer unterstellt. Beispielsweise nimmt der Computer gleichzeitig Signale von den Sensoren des Aktuators an: Informationen über den Zustand der Brennkraftmaschine und des Elektromotors, den Motor aus oder die Beschleunigung der Bewegung, die Temperatur an den verschiedenen Stellen des Getriebes, den Ladezustand der Batterien oder Momentankondensatoren.
Der Steuerrechner in der Hybridantriebsanlage steuert den Hauptstromkreis des Elektromotors und vor allem den Frequenzumrichter (oder frequenzgesteuerten elektrischen Antrieb). Mit anderen Worten, die Drehzahl und die Drehzahl des Elektromotors sollen durch Änderung der Frequenz und der Spannung des Elektromotors gesteuert werden. Bei dieser verwalteten Konvertierung beträgt der KPI 98%, dank des Verbrauchs eines aktiven Teils des Laststroms.
