Применение комбинированных источников энергии

Гибридные (комбинированные) энергоустановки связаны с использованием электрической энергии. Под гибридной, или комбинированной, силовой энергоустановкой подразумевают комплексную силовую установку, состоящую из поршневого ДВС, электрогенератора, приводных электродвигателей, накопителя электроэнергии (аккумулятора) и системы микропроцессорного управления и оптимального регулирования. Производство первых гибридных автомобилей с 1998 г. освоила фирма Toyota. В настоящее время эксплуатируется около 120 тыс. автомобилей Toyota Prius, применение комбинированных силовых энергоустановок позволит повысить экономичность на 180 % и снизить расход топлива до 3,48 л/100 км[1].

Задача создания серийного автомобиля может быть реализована различными путями. Первое направление — конструирование электромобиля на базе серийно выпускаемых машин с внесением необходимых изменений в базовую модель, второе — целевое проектирование новых конструкций и третье направление, заключающееся в создании комбинированной установки, сочетающей буферный накопитель электроэнергии, мотор-генератор и ДВС пониженной мощности, соединенный с генератором.

Первое направление требует наименьших затрат на разработку, но не обеспечивает технического прорыва в создании современного автомобиля. Второе направление дает возможность решить вопросы на перспективном уровне при создании легкового автомобиля, и в этом направлении есть определенные успехи у ряда зарубежных фирм (табл. 4.13).

Третье направление является более универсальным и может быть использовано в автомобилях различного типа и грузоподъемности, эксплуатируемых в городских транспортных потоках.

Повышенное внимание к реализации комбинированной энергоустановки на машинах обусловлено следующими ее положительными потребительскими качествами:

• возможность оптимизации работы ДВС по экономичности и экологическим показателям;

Таблица 4.13. Характеристики зарубежных легковых электромобилей

Модель

Фирма, страна

Запас хода, км

Максимальная скорость,, км/ч

Зум

Матра (Франция)

250

120

Импакт

Дженерал моторе (США)

190

160

БМВ-Е1

БМВ (Германия)

265

125

Мерседес 190Е

Мерседес-Бенц (Германия)

175

115

ФЕВ

Ниссан (Япония)

240

130

  • • возможность снижения потребляемой мощности ДВС при одновременном улучшении тяговых и динамических показателей автомобиля, поскольку пиковые нагрузки при его разгоне вместо ДВС принимает на себя буферный накопитель электроэнергии и тяговый мотор-генератор;
  • • наличие буферного накопителя электроэнергии и тягового электрического мотор-генератора способствует возвращению энергии в накопитель при торможении автомобиля, что в условиях городских транспортных потоков дает возможность экономить до 40 % энергии;
  • • за счет буферного накопителя электроэнергии автомобиль может перемещаться в городских условиях на расстояние до 30 км, что обеспечивает его экологическую чистоту.

Использование в качестве буферного накопителя электроэнергии современных конденсаторных батарей позволяет обеспечить их зарядку от электросети в течение всего 10 мин. При среднестатистическом пути маршрута автомобиля, не превышающем запаса хода, при приводе от буферного накопителя электроэнергии и обеспечении возможности его подзарядки от городской электросети во время стоянки или в процессе, например, погрузки можно совсем не включать ДВС, и он в этом случае становится практически резервным источником энергии.

Автомобили с комбинированными силовыми энергоустановками имеют и определенные недостатки:

  • • требуют установки дополнительных систем, которые увеличивают массу силовой установки почти вдвое;
  • • на изготовление дополнительных систем (электродвигатели, электрогенератор, накопители энергии) требуются дополнительные ресурсы.

  • [1] Кутенев В. Перспективы совершенствования ДВС // http://formulahybrid.ru/page/4/
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >