与这个词混合动力抛出周围这么多这些天作为制造商,全球人口,寻求新的方式,以减少他们的碳足迹,可以有一些困惑这个词混合实际上意味着什么。业务发展经理Tom DeCoster混合动力驱动系统派克汉尼汾公司Corp .)克利夫兰,哦(公司信息10055900)说,当大多数人认为的混合动力车的思想自动去电动汽车应用。
然而,车辆没有运行在电力为了被认为是一种混合。混合的教科书定义简单的州,它是一个工具,使用两个或两个以上的能源。有许多类型的技术组合,构成混合除了传统上认为的发动机和电动电池组合。
“在某些情况下我们可以操作电动机作为原动机,在其他情况下,它可能是柴油发动机,天然气和其他能源,”史蒂夫·Zumbusch说先进平台创新主任伊顿,伊甸草原、锰(公司信息,10055335)。”,但“混合”反映了通过多种渠道管理权力的能力。”
液压混合动力车,例如,在最近几年已经变得更加普遍由于他们的能量可以捕捉和重用。液压混合动力车尤其适用于在较重的义务应用程序中使用。“(如果)车辆很重,这就是液压光芒,“DeCoster解释道。“他们可以获得巨大的能量在很短的一段时间,然后他们可以使用这些能量非常有效和非常快。”
“到目前为止所有人暴露在替代燃料或混合动力,”他补充道。“这是另一个技术提供巨大的优势和好处,并将随着时间的推移越来越普遍。”
能量的存储和重用是行业定义了另一个方式混合动力。“混合动力技术一般是针对浪费能源和将它转换为能源,可以使用“蒂姆•威尔斯说产品经理BAE系统公司,恩迪科特,纽约(公司信息,10314740)。
因为混合动力系统的使用和类型取决于车辆的工作周期和它的应用程序将被使用,有各种各样的混合动力系统在市场上可用。
混合动力驱动系统
HybriDrive并行混合动力系统BAE系统公司(BAE)捕获制动事件产生的能量转化为电能储存在电池和发动机功率时使用的必要补充。“能源使用,会浪费代替燃料消耗,”威尔斯说。使用存储电能车辆加速度或当引擎需要努力工作,比如攀登一座小山,使发动机运行最有效点最大的燃油效率。
这取决于应用程序使用的并行混合动力系统,它可以提供30%的改善燃油经济性。井指出HybriDrive并行系统是最适合车辆运行速度较慢,使用大量的燃料,并使频繁的启动和停止。
除了并行系统,BAE HybriDrive也有一系列的版本已在使用运输汽车市场在过去十年(参见侧栏,pg. xx学习更多关于并行计算和混合动力车系列之间的区别)。系列版汽车的引擎发电机运行提供电能。引擎产生的电力的电池和电力电子,使车辆能够由一个电动马达驱动的时刻。使用过境巴士已经证明系列混合动力系统的燃油经济性提高50%。这是由于部分通常有带电的所有皮带配件,添加的选项关闭发动机在不同时期和移动车辆。
随着它所提供的燃料储蓄,HybriDrive还提供了降噪的好处。因为发动机运行在最有效点因此不加速,导致多余的噪音。排放量也减少了由于发动机的更高效的操作和降低燃料消耗。简单地说,“如果你燃烧更少的燃料,创建更少排放,”威尔斯说。
由于速度和频率,混合动力系统与发动机,BAE密切工作车辆集成过程中与发动机制造商。“我们总是必须知道(引擎)做什么,它想要做什么,我们可能想改变,基于控制技术,”威尔斯说。在大多数情况下,发动机制造商将授予BAE批准改变方面的引擎通常会做什么在各种情况下的发动机可以更好地适应混合动力控制技术。可以调整某些参数对发动机使BAE的控制技术,以保持发动机在较低的空闲的时候可能要加快,如在车辆加速度,而使用的补充电力混合动力系统以其通常的方式操作车辆发动机没有做所有的工作。
与汽车OEM合作是不可或缺的,。英国宇航系统公司与汽车制造商密切合作,以确保所有组件和系统将正确且有效地一起工作。与OEM合作还保证组件的混合动力系统是把最好的和最经济的地方与最终用户的需求。
OEM合作也保证集成像BAE的混合动力系统将成本效益给最终用户。Wells说系统并增加重量之间表达思想的桥梁800和900磅的平行version-making很重要知道车辆的工作周期以及是否使用该系统的好处,和它带来的增加重量,最终会为顾客省钱。“燃料经济效益虽然做考虑增加重量,”威尔斯说。
根据井,最大的一个挑战所有工业如何将新的和推进技术,如HybriDrive节省成本和weight-optimized的方式。BAE第一次推出了系列混合时,系统使用铅酸电池增加了大约4000磅的重量。大约四年前Wells说带来的公司转向锂离子电池系统的体重减到800磅。除了减少系统的重量,使用锂离子电池带来的变化控制技术BAE可以利用。“这增加了很多附加功能我们现在像发动机汽车的多个子系统,”威尔斯说。
BAE不断进步和进一步开发其混合动力系统,减肥将继续是一个区域进行进一步的优化。井指出这将继续是一个挑战,因为客户希望系统不仅减轻了重量,但是他们也需要粗暴地建造为了存活至少10或12年重型应用程序。
大汽车电气化也是英国宇航系统公司的发展目标。方法之一,该公司将完成这个子系统将取代目前由皮带驱动的机械与电驱动汽车。“我们也想慢慢地增加发动机汽车,这样我们做越来越多的事情与引擎,使用电能相反,”威尔斯说。
如果更多的电能存储和使用的车辆,发动机必须使用越少,从而减少燃料消耗和减少排放的释放,最终可以达到这一点,引擎将只用于当这样做是有意义的,比如在非常高的电力需求的任务。“这些类型的事情我们现在做一些,但这只会越来越扩大,”威尔斯说。
液压再生制动
博世力士乐,夏洛特,数控(公司信息,10055110)液压再生制动系统(HRB)是一种液压混合动力技术,捕获制动能量,否则去浪费和重用它来帮助驱动车辆。系统提供补充电力发动机,这样不必工作很难执行某些任务,从而减少燃料消耗。
随着车辆开始减速,HRB的轴向柱塞单元捕获动能由制动事件并将其转换成液压能源。能量存储在高压蓄能器,直到所需的车辆加速度。一旦车辆加速、液压油流动通过轴向柱塞单元,目前作为汽车提供汽车的能源机械动力传动系统和发动机功率的补充。
液压技术被选中,是因为它是稳固的,耐用,以及一个已知的技术。oem厂商、终端用户和车辆维修专业人员多年来一直从事液压、所以他们熟悉如何运作以及如何修复它,如果必要的。汤姆Garbacz,混合动力车和系统主管博世力士乐,指出这熟悉技术时需要考虑的一个重要方面开发一种混合动力系统。“我认为,(熟悉)起着很大的作用在接受技术相比,电动混合动力(技术)可以真正国外的一些oem厂商或服务组织,”他说。
HRB的目标是快速存储和利用能源,以减少工作量的引擎和保存尽可能多的燃料。正因为如此,HRB等系统最适合重型商用车辆频繁启动和停止一整天,这样有很多制动事件的收集可用的能源。目前博世力士乐正集中精力实施这一技术在垃圾卡车,但也在考虑额外的——和越野的应用程序。
只能作为并行系统,HRB是一个额外的系统集成到后汽车的动力传动系统传播。Garbacz说并行混合架构如HRB的可以是有益的因为他们仍然可以得到释放,而不丧失能力驱动车辆。“如果系统下,你仍然可以开车和使用卡车,”他说,这是特别有用的商业船队不能有非计划停机时间。
HRB是并行系统是一个潜在挑战是可以添加的额外重量,尽管它是博世不断优化工作。Garbacz指出,增加的体重是考虑在设计和集成系统为一个特定的应用程序,并建立车辆的所有权的总成本利用HRB。“HRB技术非常责任周期的依赖,“Garbacz说。”在众多应用程序启动/停止气流速度较低时,改进的燃油效率收益弥补稍微增加的体重。”
液压混合动力系统
第一次启动2013(宝马展了解更多10884362),Spicer PowerBoost从达纳控股集团是一个液压混合动力系统,滨水区,哦,捕捉和重用,否则浪费能源的动力传动系统和液压工作,帮助电力汽车。兼容的系统是一个附加的解决方案公司的现有传播组合。
Spicer PowerBoost (PowerBoost)捕获动能的动力传动系统,特别是在制动和工作暂时瘫痪,穿梭于操作。“当车辆加速和减速严重,有很大的机会获得能源浪费,”埃托雷Cosoli说,越野的负责人和职业汽车,混合动力先进的工程和创新小组达纳(公司信息,10056523)。捕获的能量然后储存在蓄电池使用时需要额外的权力,例如当从停止加速,提升一个负载或驾驶到一堆泥土。
引擎补充电源,混合动力系统可以提供燃料储蓄在20 - 40%之间。Cosoli说燃料保存取决于应用程序和责任周期的车辆。重型设备,频繁密集的电力需求波动,短期和中期Y周期将从使用PowerBoost获益最多。目前系统正在融入越野的设备普遍建设和物料搬运车辆与其他应用程序,包括拒绝卡车,对未来的计划。
根据Cosoli,混合动力系统的核心是智力劳动嵌入Spicer PowerBoost中心是mechantronic单位作为能量管理系统,确定时,能量在哪里以及如何将被捕获、存储和使用。通过先进的控制系统,能量是直接与泵、马达和蓄电池的动力传动系统和使用根据特定车辆的需求。“它能够决定如何调节吸收的功率柴油或蓄电池为了优化一个具体的目标,例如燃料储蓄或生产率,”Cosoli说。
生产力改进的混合系统从蓄能器储存能量注入动力传动系统,使汽车的牵引实际上是由储存能量而不是引擎。这使得引擎的力量完全致力于其他车辆的任务,例如移动一桶污垢,Cosoli解释有利于提高生产率的传统相比,不同类型车辆。
PowerBoost系统也可以配置为减少发动机空转通过关闭引擎和使用能源存储在蓄电池等低能操作缓慢或低旅行速度。“当的全功率柴油机不是[要求]…系统有能力缓冲能量到蓄电池,然后在需要的时候使用这个额外的能量,“Cosoli指出。
PowerBoost提供额外的能量,引擎可以裁掉了,帮助减少一些重量和空间约束oem厂商可能会面临在设计汽车时,特别是对于应用程序接近56千瓦阈值。“紧凑型车100千瓦以下可能受益于发动机的潜在裁员56千瓦以下,“Cosoli解释道,“和[使用]的额外的电力混合动力解决方案来补偿。”
在达纳继续进一步开发并增强其混合动力技术,它将扩大不仅仅是获取能源的动力传动系统。下一阶段公司的开发过程将涉及获取能量从车辆的液压工作。一旦这项技术充实,Dana打算结合动力传动系统杂交和水力学杂交成一个完整的车辆能量管理系统。除了性能和生产率提高,额外的特性,比如启动和停止安静模式,和悍马模式将被添加到PowerBoost系统。运营商援助功能,如停车援助,也在工作。
混合动力再生制动
最初开始作为工业和市场的混合动力技术,伊顿现在发展的如何液压启动协助(HLA)技术用于非公路用设备,。“它提供了巨大的技术,现在我们在运送的过程中在其他市场,”Zumbusch说先进平台创新主任伊顿。
HLA使用再生制动技术来捕获、存储和重用,否则浪费能源在制动时释放事件。车辆开始刹车,生成的动能驱动泵/电机泵,使其将高压蓄能器液压油。氮气在蓄电池由液压、压缩和系统成为加压。车辆加速度,液压流体携带捕获的能量是美联储的蓄电池,导致泵/电机作为驱动电机使它提供扭矩传动轴和推动车辆前进。
使用捕获的制动能量作为一个额外的电源提供了燃油效率以及能源效率的好处。“我们可以使它之间的选择性,这样您就可以转变经济模式和性能模式,“Zumbusch指出。他说,这两种模式之间的主要区别是引擎是如何运行的。在经济模式下发动机保持在最佳的燃油效率点而能源存储在蓄电池提供必要的权力用于完成特定的车辆任务。一旦蓄电池是空的,发动机就会超过规定的权力。这都是运营商是相对透明的方式,使他们能够继续工作而不中断。除了燃料效率的好处,经济模式可以帮助减少噪音。
性能模式,另一方面,使用储存能量和发动机为车辆提供动力的任务。蓄电池是空的时,引擎是只负责提供力量。这种模式的主要目标是提高生产力的工具,Zumbusch指出一些客户价值超过燃料效率的提高。他说,这是为什么伊顿建立了两种模式之间的切换功能的混合动力系统。
丹•克勒段施工和材料处理主管伊顿,指出,与液压混合动力车有机会缩小发动机由于补充电力混合动力系统提供。额外的电源使oem厂商安装一个小而不丧失生产力大小的引擎。这不仅有助于减少发动机所需的空间量,但同时也降低了发动机的成本及其后处理系统。”,因为我们跑得更效率、甩负荷比较小,所需的热量“Zumbusch补充道。冷却组件(如散热器和风扇可以减少在大小,。与小粉丝”,当您运行,需要较少的马力运行这意味着更多的马力剩下的操作设备。一个雪球效应,当然影响发动机。”
目前对公路车辆的液压混合动力系统是一个并行系统添加到汽车的动力传动系统。Zumbusch表示,许多工业和市场没有准备一个完整的液压混合动力系统是用于机械传输引擎和车轮之间的连接。“将一个完整的液压系统不是一个简单的飞跃,”他说。与并行系统,运营商可以混合的燃料节省和效率效益,但如果有必要,关掉混合系统,仅仅依靠机械系统。
然而,系统增加了一个系列的下一代混合解决方案。“这些车辆是有更好的机会在公路和越野,因为它给了我们更多的机会来管理引擎动力,“Zumbusch指出。因为越野的应用程序已经成为适应水力学和流体静力学传输多年来,液压能量回收技术的使用是一个调整的。
HLA是最适合的应用程序包括那些频繁的启动和停止,以及那些有时间的高功率和低功率的使用。铲车,例如,可能会做一些提升操作在其工作而不是很多移动网站的工作。在这种情况下,HLA可以捕获的能量,否则被释放,和浪费,卡车的向下移动。“责任周期是一切的时候机器是候选人获得很多改进燃料储蓄和其他东西,“Zumbusch说。“当我们看了看把这项技术越野很责任的研究周期和什么类型的机器使用什么方式,不仅在机器类型,而且通过它运行的地区和类型的工作机器正在负责。”
液压混合动力传动系统
设计类8拒绝卡车,RunWise派克汉尼汾公司是先进的系列液压混合动力系统,捕捉和重用在制动能量回收活动。“我们可以捕获大约70%的可以利用的能量在一次刹车期间,“DeCoster说。作为一个先进的系列系统,RunWise取代了传输和控制车辆的引擎。
当刹车应用,RunWise二级泵/电机机制作为泵来捕获制动能量通常是浪费热量消散。这种能量存储在系统的两个蓄能器和用作车辆加速度必须提供电力。车辆加速度,泵/电机机制作为电动机提供存储能量。车辆运行完全捕获和储存能量,使发动机保持在闲置,直到有一个电力需求绝对需要使用的引擎,比如当蓄能器储存能量。
一旦蓄电池是空的,发动机是跃跃欲试的足够的权力RunWise主泵驱动车辆静水力。
功率驱动单元(PDU)取代了传输和处理设备的变化。根据DeCoster RunWise三齿轮系统,前两个是静水。第一起落架,从0到25英里,也被称为“垃圾收集模式,”——加速和制动完成混合系统的泵/马达。在这种模式下发动机并不以任何方式连接到后轴。第二个好动的20到25 mph-the混合系统的泵/马达执行所有车辆加速和刹车。
当接近42英里每小时的速度,系统进入直接驱动,也称为第三齿轮。直接驱动期间唯一一次发动机的机械连接到后桥提供加速和刹车。DeCoster解释说,“一旦你达到直接驱动变得更高效的运行车辆(这种模式)在静水。“因为前两个齿轮使用频繁的停止和启动时,有足够的制动事件提供混合动力系统的能量需要力量。直接驱动,另一方面,是最适合的时候会有一致的汽车旅行和最小制动事件。
运行的大部分时间在捕获和储存能量允许RunWise提供燃料储蓄的35 - 55%。DeCoster指出,储存能量的使用还提供了自然生产力,5至15%。通常用一个自动变速器权力运行往往通过传输和转矩转换器。混合动力系统,然而,权力可以很快提供更快交付车辆加速度。
制动器维护车辆配备RunWise本质上是最小化由于混合系统的泵/马达执行大部分的代替实际的刹车制动。唯一一次的摩擦制动系统是当操作员必须停止使用非常快,当车辆在大约2英里。“所以任何时间从2英里每小时的最高速度,如果你使用刹车,你主要使用RunWise系统制动,“DeCoster说。
这减少了制动系统使用意味着刹车正在维护,和更换,时间比传统车辆少。根据DeCoster,而不是更换刹车每年两到四次,它更接近于每隔七年,如果在整个的生活。,因为有更少的制动更换,更少的浪费材料添加到垃圾填埋场。
因为RunWise交互引擎,帕克与OEM的发动机制造商密切合作,以确保适当的两个系统之间的通信和效率。DeCoster解释说,发动机制造商提供了一个发动机标定告诉帕克的速度区域内的引擎可以和不能操作,以免干扰排放控制技术。帕克然后写自己的校准,避免emissions-related区和相反操作引擎最有效区内,仍然存在。“我们控制工程师然后把校准工作最有效利用发动机的功率的优化性能,保持引擎”他说。
RunWise目前设计用于在垃圾卡车,还有其他的应用程序适用的技术,和帕克打算调查那些因为它进一步发展的技术。“液压混合动力车在高负载和高光泽启动和停止的责任周期,“DeCoster说。“所以拒绝,公交巴士,穿梭巴士和运载工具。”
电力驱动系统的逆变器
帮助电力混合动力车,凤凰国际,也称为约翰迪尔电子解决方案,法戈,ND (公司信息10055947),已经开发出了一种电力驱动系统组成的逆变器是密切结合高功率电动机系统控制器和接收命令。逆变器在转矩模式运营正常开车,速度在转变管理模式,或如果被用作发电机电压控制模式。权力交付给汽车动力传动系统的模式或用于捕获制动能量供以后使用所谓的生成模式。
大卫·戈登,业务发展经理在凤凰城,逆变器(产品信息,10635589)的大脑是电力驱动系统,管理权力流向和电动马达。逆变器读取的位置非常高的电动马达速度控制循环和利用先进的切换方法实现逆变器的效率超过98%。根据所使用的电动机,传动系统效率可以达到90%以上。逆变器还监视电机正确操作而不断地交流与系统控制器,这是混合动力汽车的大脑。
电力驱动系统的系统控制器命令以同样的方式作为一个传统的动力传动系统功率输出和特性电气制动与传统刹车功能可以合并。戈登指出,电力驱动系统也支持峰值功率输送系统在短时间内控制器命令峰值输出在特殊条件下(0速度开始山,高负力矩制动的情况下),防止过度磨损会牺牲可靠性。
与电力传动系统扭矩可以瞬间传送,提供平稳和安静的车辆的加速度。这有助于使更舒适的乘坐车辆运营商,以及减少在工地上的噪音可以特别重要,如果车辆在城市环境中运行。
戈登指出凤凰逆变器非常适合高电压、高扭矩/电源应用。“知道电动驱动器用于机车和大型采矿设备多年来表明,与其说是限制权力,但在驱动系统紧凑,以至于他们可以适用于较小的车辆,但仍提供高功率的预期,”戈登说。
目前,该公司正在与Benteler工程服务实现凤凰的逆变器作为主要的电力电子模块在拒绝车辆由男人卡车(了解更多,10815601)。戈登说凤凰正在与Benteler逆变器安装到车辆和定制应用程序中提供最佳的性能。
虽然混合动力系统可以采取多种形式,他们的主要目标是获取、存储和使用否则浪费能源。这种能量可以把工作补充发动机功率,使发动机更有效地运作导致减少排放和燃料消耗。
