Eine gelungene Lösung für die Implementierung eines parallelen Hybridantriebs von Hybrid Synergy Drive (HSD) wurde von den Entwicklern von Toyota besorgt gefunden. Die Ingenieure von Unternehmen sind ein zeitlich aufeinander aufbauendes System, das die besten Qualitäten sowohl seriell als auch paralleler Konstruktion in ihrem Aktor kombiniert.

Die Entwickler des Parallelantriebs nahmen das Diagramm eines Parallel-Hybrids und fügten einen Leistungsteiler (Planetengetriebe) und einen separaten Generator hinzu.  Als Ergebnis dieser Entwicklung übernimmt der Hybrid Funktionen einer seriellen Übertragung, bei der das Auto nur für den elektrischen Motorschub ein Werfen und Fahren bei niedrigen Drehzahlen ausführt. Die Brennkraftmaschine wird aktiviert, wenn sich das Fahrzeug in konstanter Geschwindigkeit oder mit hohen Geschwindigkeiten befindet.

Bei hohen Lastmodi (wie Berg, Beschleunigung, etc.) beginnt der Hybrid als Parallelbetrieb, der den Elektromotor von der Batterie abfeuert. Der Hybrid-Antriebsstrang stellt einen separaten Generator zur Verfügung, mit dem die Batterie geladen wird.  Elektromotor tritt nur für den Radantrieb und für die Rückgewinnung von Energie (Regenerative Bremsung) in die Arbeit.

Der Planetenmechanismus erlaubt es, einen Teil der Leistung auf die Haupträder zu übertragen, und der Rest zum Generator, der entweder die Batterie lädt oder den Elektromotor speist.

Unter verschiedenen Verkehrsbedingungen für einen optimalen Betrieb wird die Stromversorgung aus beiden Quellen durch das On-Board-Computersystem geregelt. In einer solchen Parallelschaltung wird der IVS nur in den effizientesten Regimen aktiviert, und die Hybridarbeiten am Elektromotor werden meistens durchgeführt. Daher kann das Hybridsystem in einem Hybridsystem mit einer geringeren Kapazität eingesetzt werden.

Toyota Prius ist einer der berühmtesten Autos von Toyota mit Hybrid Synergy Drive

Die Toyota-Ingenieure wählten für ihre Abfolge der Parallelübertragung den Motor, der für den Großteil des BAR-Zyklus Otto nicht Standard ist, sondern in dem sparsameren Atkinson-Zyklus.

Wenn also der Motor auf dem Otto-Zyklus läuft, erzeugt der Kolben bei dem Hub des Einlasses nach unten ein Vakuum in dem Zylinder, der durch Brennstoff und Luft in ihn angesaugt wird. Im Low-Turn-Modus, mit fast komplett geschlossener Drossel, gibt es pumpbare Verluste.

Darüber hinaus wird auch Frischluft von Zylindern abgebaut, was zu einem höheren Kraftstoffverbrauch und erhöhten Schadstoffemissionen in die Atmosphäre führt. Bei Erreichen des Kolbens wird der untere Totpunkt (NRMM) durch das Einlaßventil geschlossen. Während des Abgases wird das Abgas beim Öffnen des Ablaßventils noch unter Druck gesetzt, aber seine Energie wird vergeudet. Dieser Effekt wird als Verlust des Release bezeichnet.

In den Motoren des Atkinson-Zyklus wird das Einlassventil am Ansaugtakt viel später geschlossen als NRMM, das eine Reihe von unbestreitbaren Vorteilen aufweist.

Dies ist eine Verringerung des Verlustes der Pumpe, da während des Kolbens nach dem Passieren von NRMM ein Teil des Gemisches nicht in einen Schalldämpfer abgegeben wird, sondern in den Ansaugkrümmer zurückgeschoben wird und in einem anderen Zylinder verwendet werden kann. Außerdem soll ein brennbares Gemisch mit diesem und einem Teil der Wärme von der Zylinderwand weggenommen werden. Da die Dauer des Kompressionstaktes gegenüber dem Hub reduziert ist, arbeitet der Motor auf einer Schlaufe mit einem höheren Ausdehnungsgrad. Die Energie des Abgases wird über einen längeren Zeitraum genutzt, das heißt, der Produktionsausfall wird reduziert. Dies führt zu einer besseren Umweltleistung, zu mehr Effizienz und Effizienz, aber weniger Kapazität. Dies musste aber tatsächlich von den Entwicklern des Parallelantriebs erreicht werden.  Da der Toyota-Motor nur in niedrig belasteten Moden eingesetzt wird, haben die Fehler des Atkinson-Zyklus wenig Wirkung.

Mängel bei sequentiellem-parallelem Antrieb

Die höheren Kosten für die Komponenten;

Der Bedarf an einem separaten Generator;

Das Vorhandensein der massiven und der gesamten Batterieeinheit;

ein ausgeklügeltes Computersystem.

Interessante Fakten zum parallelen Hybrid-Drive-Layout

Die Entwicklung des HSD-Hybridantriebs von Toyota erwarb Nissan und Ford und nutzte die Entwicklung von Nissan Altima und Ford Escape Hybrid.

Das Toyota Prius Modell ist der führende Anbieter von Hybrid-Fahrzeugen mit Kraftstoffverbrauch in der Stadt von 4l/100 km. Im Allgemeinen ist dies das erste Auto mit solchen Treibstoffsparmaßnahmen, bei denen der Kraftstoffverbrauch im Stadtzyklus geringer ist als die der Straße.

Konsequent parallel zum Hybrid-Antriebsstrang, dank der Anwendung des speziellen Elements des Elektromotors und des DSS (sagen wir, asymmetrische Planetendifferentiale) zur Umverteilung der abgehenden Stromflüsse.  Das Verkokungsgerät ist in der Lage, die Leistungsströme zwischen dem thermischen Motor und der elektrischen Einheit und den beiden Strömungspunkten auf die Antriebsräder (elektromechanische und mechanische) zu verteilen, während sie die Leistung in jede beliebige Richtung leiten.

Ein solches System ist gut, da es erlaubt, sowohl von einer Energiequelle als auch von zwei Seiten zu arbeiten, und der Moment kann sowohl als Elektromotor, als auch als Verbrennungsmotor, oder eines von ihnen (beliebig) übertragen werden.

Ein hybrides Antriebsschema gibt eine hohe Wirtschaftlichkeit, eine erhöhte Flexibilität in verschiedenen Betriebsarten im System der Traktionsleistung an. Aber gleichzeitig erfordert dieses System des sequentiellen-parallelen Antriebs die Schaffung teurer und komplexer mechanischer Elemente und reicht sowohl bei der Konzeption als auch bei der Umsetzung aus.

Die Entwicklung und Umsetzung von Hybridantrieben bot die Möglichkeit, die Entwicklung des Autos der Zukunft durch mehrere Schritte nach vorne zu fördern. So haben Hybridfahrzeuge kompakte und intensive Akkumulatorenbatterien entwickelt, neue Technologien für die schnelle Aufladung von Batterien aus einer externen Quelle, weitere Energiewiederverwendungssysteme, neue leistungsstarke Elektromotoren und die meisten Lichtkörper.




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