При постоянном росте мировой экономики, увеличении численности мирового населения и повышении уровня жизни людей энергопотребление на душу населения будет быстро расти, что приведет к более серьезному загрязнению окружающей среды. Разработка новых альтернативных источников энергии, повышение эффективности преобразования тепловой энергии и энергосбережение рассматриваются в качестве эффективных способов решения или смягчения проблемы загрязнения окружающей среды и обеспечения энергоснабжения. Увеличивается также число альтернативных транспортных средств, работающих на топливе, таких как исключительно:
- электромобили,
- автомобили на топливных элементах,
- гибридные транспортные средства (ГТС) и т.д.
Ниже показано сравнение трех энергетических транспортных средств. Гибридный электромобиль (ГЭ) является одним из новых, наиболее практичных и коммерциализированных энергетических транспортных средств. Согласно предложению Технического комитета Международной электромеханической комиссии по электромобилям ГЭ означают систему привода транспортных средств, приводимую в действие двумя или более различными типами источников энергии, по крайней мере один из которых способен обеспечивать электропитание. В данной статье описываются только двигатели внутреннего сгорания и гибридные электромобили с механическим приводом.
ГЭ являются ключевой гибридных систем (ГС), производительность которой напрямую связана с производительностью транспортных средств. За более чем десять лет разработки гибридная силовая установка прошла путь от дискретной структуры движков до интегрированной структуры двигателей и трансмиссий, а именно интегрированной системы трансмиссии.
Новые Энергетические Транспортные средства:
- Электромобили - Низкая стоимость - Короткие расстояния езды - Подходит для небольших населенных пунктов с низкой скоростью движения.
- Гибридные транспортные средства - Технология отработана - более высокая стоимость - Для удовлетворения повседневных потребностей пользователей
- Топливные транспортные средства - Малый шум, отсутствие загрязнения окружающей среды, хорошая управляемость и высокая мобильность - Технологии еще не отработаны и дорогостоящи - Наиболее широко используются
КЛАССИФИКАЦИЯ ГТС
Гибридная энергетическая система в соответствии со структурой разделена на три основные формы, включая последовательную, параллельную и гибридную.
ГЭ серии Hybrid Electric Vehicle
Гибридный электромобиль серии SHEV является основной характеристикой движущей силы ТС только от двигателя. Система привода SHEV трех трансмиссий: двигатель, генератор и приводной двигатель состоят из ряда узлов, двигатель не участвует непосредственно в приводе SHEV, он комбинируется с генератором только в качестве системы электропитания.
Параллельный гибридный автомобиль
Главная особенность параллельного гибридного электромобиля (ПГЭМ) состоит в том, что электродвигатель и электромотор могут обеспечивать движущую силу транспортного средства одновременно или по отдельности. Система привода ПГЭМ состоит из двух основных источников питания: Когда нагрузка низкая, электродвигатель и электромотор используется в качестве источника питания отдельно, а когда требуется высокая мощность, электродвигатель и электромотор могут использоваться одновременно в качестве источника питания для управления транспортным средством. Поскольку оба источника питания системы привода ПГЭМ накладываются друг на друга в виде механической энергии и требуют соответствующей механической передачи, система не так проста, как тандемный тип, и расположение аппарата имеет некоторые ограничения.
Комбинированный гибридный автомобиль
Комбинированный ГЭ (CHEV) напрямую сочетает в себе последовательность и параллель, которые могут работать как в последовательном, так и в параллельном режиме. Гибридная электрическая система характеризуется системой двигателя внутреннего сгорания и системой моторного привода с механическим механизмом передачи, двумя комплексами механизмов или через зубчатую передачу или планетарную передачу, соединенную для регулирования взаимосвязи между двигателем внутреннего сгорания и частотой вращения двигателя. По сравнению с параллельными гибридными системами, гибридные трансмиссии обладают большей гибкостью для регулировки мощности и работы двигателя в зависимости от условий эксплуатации. Эта система подключения является сложной и дорогостоящей. Когда автомобиль запускается или работает на низкой скорости, двигатель останавливается, и для обеспечения мощности используется только электромотор. Когда автомобиль работает на высокой скорости, двигатель работает, а генератор вырабатывает энергию или регулирует частоту вращения в соответствии с фактическими условиями работы. При торможении автомобиля система также способна преобразовывать механическую энергию в электрическую, накапливаемую в аккумуляторном блоке.
Другие методы классификации
- Согласно ГС, выходная мощность двигателя в системе составляла ту часть выходной мощности, которую часто говорят, что различные степени смешивания, ГС можно также разделить на пять категорий, включая:
- микрогибридные системы,
- легкую гибридную систему,
- гибридную систему,
- полную ГС,
- зарядку внешнего источника питания ГЭ.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ СТАТУС ХЕВИСА
Статус отечественных исследований в области ГТС
В настоящее время по меньшей мере 8 автомобильных компаний в Китае, включая SAIC, FAW, Dongfeng, Changan, Chery, Geely, BYD и The Great Wall, активно разрабатывают новые энергетические системы. К ним относятся седан FAW Group, седан Shanghai GM Buick, автомобиль на топливных элементах Shanghai Volkswagen Passat, городской автобус на топливных элементах Beijing Foton, автобус FAW Hybrid City Bus, автобус Chongqing Changan и городской автобус Dongfeng Hybrid Electric City. Университет Цинхуа и Tianjin Qingyuan Electric Vehicle Co, Ltd. разработали чистые электрические автомобили и электрические автобусы прошедшие национальные сертификационные испытания типа центра контроля качества Dongfeng Motor и Уханьского технологического университета и других для проведения исследований и разработок ГЭ.
Статус зарубежных исследований в области ГТС
В настоящее время Соединенные Штаты, Япония и Германия являются лидерами в области исследований ГТС. В Соединенных Штатах, например, многие производители инновационных электромобилей, такие как Tesla и другие, шесть лет назад получили более чем вдвое больше беспроцентных займов от правительства на приобретение гибридных и чистых электромобилей, чем 10,4 млрд. долл. В результате, текущая доля гибридного рынка США составляет 3,5% (с учетом большой американской автомобильной базы). Япония также добилась огромных успехов в области исследований и разработок гибридных транспортных средств. Всемирно известный Toyota Prius, самый технологически зрелый и самый известный ГЭ в мире с общим объемом продаж 10 миллионов автомобилей, в настоящее время владеет 11% японского гибридного рынка. Представитель передовых зарубежных гибридных автомобилей: Гибрид General Motors, Toyota Prius, Lexus LS 600hL и так далее.