Lesson 1 - Charakteristika hybridního pohonného systému
The Act of 11 January 2018 (Dz. Z 2018r., Poz. 177) on electromobility and alternative fuels
Definition
A hybrid vehicle – motor vehicle within the meaning of art. 2 point 33 of the Act of 20 June 1997 "Road Traffic Law", with an electric-diesel drive in which electricity is accumulated by connection to an external power source.
The hybrid drive system is a close cooperation between two drive sources: an internal combustion engine and an electric motor. The basis of the drive is an internal combustion engine supported by an electric motor, and in some situations completely replaced by it.
Hybrid drive system – different energy sources complement each other, giving synergy. The obtained power is greater than it results from a simple sum of component powers of individual units.
A hybrid system
Pic 1 Diagram of a hybrid system
TECHNOLOGY OF HYBRID ENGINES
Pic 2 Hybrid engine technology scheme.
Emissions problems can not be solved using only one technology. All engines have advantages and disadvantages.
|
Engine |
Advantages |
Disadvantages |
|
Petrol |
It emits less nitrogen oxides than a diesel engine. It emits trace amounts of micropiles. |
Emission of pollution. High fuel consumption. Too little efficiency. |
|
Diesel |
More economical They emit less carbon dioxide. |
Emission of pollution. High fuel consumption. Too little efficiency. |
|
Electric |
Ecologically clean. |
A vehicle equipped with an electric motor has a short range. Vehicle batteries require frequent recharging. |
The hybrid system is based on the combination of an internal combustion engine and an electric motor. The connected engines support each other. Such a complex drive unit has more advantages and fewer disadvantages than each of the engines separately.
A complex drive unit consists of an internal combustion engine that should emit low emissions and an eco-friendly pure electric motor powered by nickel hybrid batteries. The whole is controlled by a suitable device ensuring optimal use of the power and advantages of both drive sources.
The drive unit cooperating with the electric motor can be powered by gasoline, diesel oil, alternative fuels, and also fuel cells.
An important process of the
hybrid system is the flexible control of the energy stream produced by two
cooperating engines under all driving conditions: acceleration, steady speed
driving, braking phase, city driving with frequent braking and acceleration.
Characteristics of the hybrid drive unit
The summary characterization of the hybrid combination of the internal combustion engine and the electric motor gives a very favourable torque and power curve, similar to the "ideal".
Pic. 3 Characteristics of the Toyota Prius hybrid power unit
Hybrid Synergy Drive (HSD)
The system is used in the latest generations of Toyota hybrid cars. HDS gives good performance, low emissions, pleasure of travelling at low operating costs.
In this case, synergy is the close cooperation between the gasoline and electric engines in order to improve the performance and economy of this system. The electric motor has more power therefore the entire hybrid system works with greater efficiency. This results in improved car performance and contributes to a reduction in fuel consumption.
Pic. 4 Toyota Prius Hybrid Synergy Drive System
The advantages of the Hybrid Synergy Drive system:
Ø Excellent performance, good acceleration,
Ø Low fuel consumption of 4.3 liters of fuel per 100 km,
Ø Less exhaust emissions,
Quieter driving, the car can only be driven by an electric motor.
Charakteristika hybridního pohonného systému
Zákon ze dne 11. ledna 2018 (Dz.Z 2018r., Poz. 177) o elektromobilitě a alternativních palivech
Definice
Hybridní vozidlo – motorové vozidlo ve smyslu čl. 2 bod 33 zákona ze dne 20. června 1997 "Zákon o silničním provozu" s elektrickým a naftovým pohonem, v němž je elektrická energie akumulována skrze připojení k externímu zdroji energie.
Hybridní pohonný systém je úzká spolupráce mezi dvěma pohonnými zdroji: motorem s vnitřním spalováním a elektromotorem. Základem pohonu je motor s vnitřním spalováním, podporovaný elektromotorem, který je v některých situacích zcela nahrazen.
Hybridní pohonný systém – různé zdroje energie se vzájemně doplňují a poskytují synergii. Získaná síla je větší, než je výsledkem jednoduchého součtu komponentních výkonů jednotlivých jednotek.
Hybridní systém
Obrázek 1 Schéma hybridního systému
TECHNOLOGIE HYBRIDNÍCH MOTORŮ
Obrázek 2 Schéma technologií hybridních motorů.
Problémy s emisemi nelze vyřešit pouze pomocí jedné technologie. Všechny motory mají výhody a nevýhody.
Motor Výhody Nevýhody Benzin Vypouští méně oxidů
dusíku než dieselový motor. Vypouští stopové
množství mikročástic. Emise znečištění. Vysoká spotřeba
paliva. Příliš nízká
účinnosti. Diesel Ekonomičtější Vypouští méně oxidu
uhličitého. Emise znečištění. Vysoká spotřeba
paliva. Příliš nízká
účinnosti. Elektrický Ekologicky čistý Vozidlo vybavené
elektromotorem má krátký dojezd. Baterie vozidel
vyžadují časté dobíjení.
Hybridní systém je založen na kombinaci motoru s vnitřním spalováním a elektromotoru. Oba motory se navzájem podporují. Takto složitá pohonná jednotka má více výhod a méně nevýhod, než každý z motorů zvlášť.
Komplexní pohonná jednotka se skládá z motoru s vnitřním spalováním, který by měl vypouštět nižší emise a ekologicky čistého elektrického motoru, poháněného niklovými hybridními bateriemi. Celý systém je řízen vhodným zařízením, které zajišťuje optimální využití výkonu a výhod obou pohonných zdrojů.
Hnací jednotka spolupracující s elektromotorem může být poháněna benzinem, naftou, alternativními palivy a také palivovými články.
Důležitým procesem hybridního systému je flexibilní řízení toku energie, které produkuje dva spolupracující motory za všech jízdních podmínek: zrychlení, ustálená rychlost, brzdění, jízda ve městě s častým brzděním a rozjezdem.
Charakteristika hybridní pohonné jednotky
Souhrnná charakteristika hybridní kombinace motoru s vnitřním spalováním a elektromotoru poskytuje velmi příznivou křivku točivého momentu a výkonu, blížící se "ideálu".
Pic. 3 Charakteristika hybridní pohonné jednotky Toyoty Prius
Plný hybrid (Hybrid Synergy Drive)
Systém je používán v nejnovější generaci hybridních vozů Toyota. HDS poskytuje dobrý výkon, nízké emise a radost z cestování s nízkými provozními náklady.
V tomto případě je synergií úzká spolupráce mezi benzinovými a elektrickými motory, tak aby se zlepšila výkonnost a hospodárnost tohoto systému. Elektrický motor má větší výkon, proto celý hybridní systém pracuje s vyšší účinností. Výsledkem je vyšší výkon vozu, který zároveň přispívá ke snížení spotřeby paliva.
Obr. 4 Hybridní pohonný systém Toyota Prius
Výhody systému Hybrid Synergy Drive:
Ø Vynikající výkon, dobrá akcelerace,
Ø Nízká spotřeba paliva - 4,3 litru paliva na 100 km,
Ø Méně emisí výfukových plynů,
Ø Tišší jízda, vůz může být poháněn pouze elektromotorem.