Гібридна силова установка
1. Бензиновий двигун 2. Гібридна трансмісія 3. Генератор 4. Електричний двигун задніх коліс 5. Блок керування силовою системою 6. електричних двигун передніх коліс 7. Батарея високої напруги
Для початку руху і при русі на малих швидкостях використовується тільки електромотор.
1. При наборі швидкості батарея спрямовує свою енергію на блок управління електроживленням.
2. Блок управління направляє енергію на електромотори, розташовані в передній і задній частинах автомобіля.
3. Передній і задній електромотори дозволяють автомобілю плавно рушати з місця.
При русі автомобіля в нормальному режимі привід коліс здійснюється за рахунок бензинового двигуна і електромоторів; енергія двигуна розподіляється між колесами і електричним генератором, який в свою чергу приводить в рух електромотори. генератор також здійснює зарядку батареї, віддаючи йому надлишки енергії.
1. Бензиновий двигун розганяє автомобіль, працюючи в нормальному режимі.
2. Для поліпшення динаміки додаткова енергія надходить від електромотора.
3. При роботі в нормальному режимі бензиновий двигун також постачає енергією генератор.
4. Генератор може направляти надлишки енергії на блок управління електроживленням.
1. При гальмуванні кінетична енергія перетворюється в електрику.
2. Електромотори направляють його на блок управління електроживленням.
3. Блок управління електроживленням повертає енергію на високовольтну
[Spoiler] батарею. Бензиновий двигун автомобіля працює в звичайному режимі.
Завдання гібридної силової установки
1. Забезпечення високих експлуатаційних характеристик і набору швидкості за рахунок миттєвої подачі енергії.
2. Збереження енергії при гальмуванні: частина енергії перетворюється в електрику, інше - в теплову енергію (в порівнянні зі звичайним автомобілем, у якого на «тепло» йдуть всі 100%).
3. Забезпечення автомобіля найсучаснішою системою управління витратою енергії.
4. Зниження маси і розмірів компонентів.
гібридна трансмісія
Дільник потужності в гібридної трансмісії направляє потік потужності туди, де вона найбільше потрібна. Забезпечуючи максимально економне витрачання енергії, він не тільки направляє всю необхідну потужність, але і управляє спільною роботою бензинового і електричного двигунів. Варіатор миттєво відгукується, коли водієві потрібна велика потужність.
Електричний і бензиновий джерела енергії
Термін «гібридний» має на увазі поєднання бензинового і електричного двигунів, які приводять в рух автомобіль. Ці два джерела енергії прекрасно доповнюють один одного. Електродвигуни моментально забезпечують додаткову потужність, не витрачаючи паливо і не забруднюючи навколишнє середовище. Бензиновий двигун дозволяє розвинути високу швидкість на рівні сучасних автомобілів. Робота в системі дозволяє кожному джерелу енергії працювати в оптимальному режимі, забезпечуючи автомобілю прекрасні ходові якості і паливну економічність.
відновлення енергії
Одне з джерел економії - зниження споживаної енергії. Однак гібридні технології Lexus дозволяють повертати енергію, яка в звичайних умовах втрачається безповоротно. Зокрема, при гальмуванні електродвигуни діють як генератори, і з подачі блоку керування силовою установкою енергія руху «перекачується» назад в батарею високої напруги.
Велика продуктивність завдяки двом джерелам енергії
Гібридна силова установка використовує у своїй роботі два джерела енергії: бензиновий двигун, з'єднаний з генератором, і електромотор, що володіє великим крутним моментом.
високопродуктивний двигун
В якості основного джерела енергії в гібридну силову установку використовується найсучасніший двигун внутрішнього згоряння. Складна комп'ютерна система здійснює безперервне зміна забору повітря з метою забезпечення оптимальних умов роботи двигуна. Це не тільки забезпечує двигуну додаткову потужність, але і сприяє значній економії палива і зменшення викидів вихлопних газів. При цьому не збільшується рівень шуму і не виникає ніяких вібрацій. Все, що відчуває водій, - це чуйно реагує на команди двигун.
високовольтний мотор
Вдосконалений електромотор-генератор, з'єднаний з бензиновим двигуном, забезпечує виключно плавний розгін, коли ви натискаєте на педаль газу до упору. Високовольтний електромотор гібридної силової установки є складною і одночасно компактну комбінацію електромотора і електрогенератора.
гібридна технологія
1. Початок руху
При рушанні з місця і русі на малих швидкостях використовуються лише електромотори.
2. Нормальний режим руху
На трасі двигун і електромотор працюють разом; потужність двигуна ділиться між колесами і електрогенератором, який приводить в рух електромотор. Розподіл потужності коригується для забезпечення максимальної ефективності. При необхідності генератор заряджає батарею за рахунок надлишкової потужності двигуна.
Батарея дає енергію, що доповнює потужність двигуна; двигун і електромотори забезпечують плавний розгін.
При гальмуванні електромотори працюють як генератори. Вони перетворять кінетичну енергію в електричну, що накопичується в батареї.
При зупинці двигун автоматично вимикається для економії палива і забезпечення максимальної ефективності.
6. Початок руху
Працюють тільки електромотори.
Пристрій розподілу електроенергії
Серцем пристрою розподілу енергії є компактний механізм планетарної передачі. Цей планетарний механізм управляє процесом взаємодії бензинового двигуна, електромотора і генератора. Механізм планетарної передачі об'єднує двигун, електрогенератор і електромотор. Все це знижує втрати на тертя і забезпечує більш тиху роботу, а також більш тривалий термін служби автомобіля.
енергетичний центр
Гібридний «енергетичний центр» є унікальною системою, яка створює і управляє запасом електричної енергії, що зберігається у високотехнологічній батареї. Процес виробництва і управління витратою електроенергії інтегрований в батареї. Ключовими компонентами енергетичного центру є:
- потужна високопродуктивна батарея;
- блок управління енергією;
- напівпровідниковий комутаційний пристрій;
- регенеративна гальмівна система.
потужна батарея
Для забезпечення енергією електромоторів і електричних систем автомобіля гібридна силова установка використовує в своїй роботі високопродуктивну нікель-метал-гідридних батарей.
Блок управління енергією і напівпровідниковий пристрій перемикання
Блок управління енергією і напівпровідниковий пристрій перемикання застосовуються для управління потоком енергії між генератором, батареєю і електромотором. У той час як генератор і електромотор є пристроями змінного струму, батарея являє собою пристрій постійного струму. Крім того, вихідна напруга батареї не відповідає вихідній напрузі генератора, а також величиною вхідної напруги електромотора. Тому ці пристрої здійснюють перетворення електроенергії згідно з потребами системи.
Регенеративна гальмівна система
При гальмуванні генератор використовується для уповільнення руху автомобіля. При цьому він виробляє електроенергію, яка зберігається в батареях. У традиційних системах енергія, яка використовується для гальмування, втрачається повністю. На відміну від них дана система особливо ефективна при їзді в міських умовах, де часто чергуються розгін і гальмування. Без наявності традиційної коробки передач в системі утворюється набагато менше тертя, тому більшу кількість кінетичної енергії може бути збережено у вигляді електричної енергії.
Інвертор представляє собою пристрій, який перетворює постійний струм від акумулятора в змінний. При перетворенні постійного струму в змінний він може бути використаний для харчування електромотора. У гібридної силової установки автомобіля передбачена високовольтна схема перетворення одного постійного струму в інший, також постійний струм. Оскільки вона підвищує напругу, відбувається рівномірне зростання електричної потужності при тому ж рівні струму, результатом чого є більш висока продуктивність і підвищений крутний момент приводу електромотора.
Система інтегрованого управління динамікою автомобіля (VDIM)
У взаємодії з новою гібридною силовою установкою поліпшення якості управління автомобілем досягається ще й за рахунок модифікованої підвіски, спеціальної електронної системи управління і найсучаснішої системи контролю стійкості автомобіля і системи інтегрованого управління динамікою автомобіля (VDIM). До сьогоднішнього дня такі системи активної безпеки, як антиблокувальна система гальм (АВS), антипробуксовочна система (TRC), система курсової стійкості (VCS) і електропідсилювач керма (ЕРS), мали тенденцію розвиватися окремо один від одного, навіть якщо вони були встановлені в одному і тому ж автомобілі. По суті їх успішна спільна діяльність була обмежена, а оптимальна працездатність не реалізована. Система інтегрованого управління динамікою автомобіля (VDIM) була розроблена з метою об'єднання цих різних систем, що істотно поліпшило безпеку і характеристики автомобіля. Більш того, оскільки звичайні системи безпеки активуються відразу після того, як була досягнута межа технічних можливостей автомобіля, VDIM активізується ще задовго до настання цього моменту.
В результаті розширюються рамки роботи систем активної безпеки, і за рахунок цього забезпечується більш м'яке і передбачувана поведінка автомобіля, так як ці системи діють точніше, більш м'яко і гнучко. Маючи в своєму розпорядженні повну інформацію про поточний стан, одержуваної з датчиків, розташованих по всьому автомобілю, VDIM не тільки об'єднує функції систем АВS, ТRC, VSC і ЕВD з електропідсилювачем рульового управління, але і управляє гібридною силовою установкою і системою повного приводу. Використовуючи об'єднаний контроль над усіма елементами, які відповідають за рух автомобіля, включаючи крутний момент, гальмівне зусилля і рульове управління, VDIM не тільки оптимізує роботу гальмівної системи, системи курсової стійкості і антипробуксовочной системи, але і покращує основні динамічні характеристики автомобіля. Нова система управління динамікою не настільки «нав'язлива», як звичайні системи контролю стійкості, але при цьому набагато більш ефективна. За допомогою високошвидкісної технології управління двигуном, гальмами і трансмісією система управління динамікою контролює гібридну силову установку, повний привід на всі колеса і систему гальмування, одночасно керуючи моментом переднього і заднього електромоторів відповідно до умов руху, а також стабілізує поведінку автомобіля на дорожньому покритті з низьким коефіцієнтом зчеплення. За рахунок всього цього досягається безпечне і комфортне керування автомобілем.