3. Hibridna i električna vozila Flashcards
(7 cards)
- Koji su glavni problemi vozila sa SUS motorima?
Brzina rada sus motora ima znacajnu ulogu u potrosnji i obicno imamo manju potrosnju pri manjim brzinama nego pri vecim uz istu razvijenu snagu. Ukoliko zelimo da izbegnemo neefikasan rad sus motora treba izbegavati brzine bliske miinimalnoj ili maksimalnoj brzini. Prenosni mehanizam treba da omoguci efikasan rad. Problemi su visestruki:
- zagadjenje zivotne sredine,
- los stepen iskoriscenja,
- koriscenje neobnovljivih izvora energije,
- nemogucnost rekuperativnog kocenja,
- relativno velika masa,
- slozenost…
- Osnovni koncept HV (zasto HV) i režim rada?
Osnovni koncept HV (HV – hibridna vozila (vozila koja imaju dva ili više izvora napajanja)).
Hibridni pogon pruža mogućnost izbora izvora napajanja i to na više načina:
- Pogon 1 se koristi za pokretanje vozila samostalno.
- Pogon 2 pokreće vozilo samostalno.
- Oba pogona (1 i 2) pokreću vozila zajedničkim delovanjem.
- Pogon 2 dobija energiju iz pogona 1.
- Pogon 2 prima regenerativnu energiju od vozila
- Pogon 2 prima energiju i od pogona 1 i iz vozila (regeneracija)
- Pogon 1 isporučuje energiju vozilu i pogonu 2 istovremeno.
- Pogon 1 prosleđuje energiju pogonu 2, a pogon 2 pokreće vozilo.
- Pogon 1 pokreće vozilo, a pogon 2 se napaja preko vozila.
- Arhitektura rednog HEV, prednosti i nedostaci.
Redni HEV (serijski): I mehanicki i električni izvor energije napajaju pretvarač koji ima ulogu da obezbedi energetsku i funkicionalnu (upravljačku) vezu izvora napajanja.Prilikom regeneracije energije ovaj pretvarač energije šalje baterijama. Motor SUS je primarni izvor energije, a baterije imaju ulogu da obezbede dinamičke zahteve.
Prednosti rednog HEV:
- Nema direktne mehaničke veze između SUS motora pogona vozila, pa zbog toga SUS motor može biti podesen da radi u optimalnim uslovima , u zoni maksimalne efikasnosti i sa manjom emisijom.
- Zbog dobre vucne karakteristike elektricnih motora nije potreban menjač moguće je izbaciti i mehanički diferencijal sa 2 motora, za svaki pogonski točak po 1. Ovo nam daje mogućnosti naprednih funkcija upravljanja (ABS..) slično je i za pogone na 4 točka.
- Jednostavnost upravljanja i regulacija i poređenju sa drugim topologijama.
Nedostaci rednog HEV:
- Više stepena konverzija energije koja dolazi od SUS pogona (potencijalni problem sa efikasnošću elemenata u prenosnom lancu mogu dovesti do značajnih gubitaka).
- Generator unosi dodatnu masu i povećava cenu.
- Vučni motor mora biti dimenzionisan da može da prihvati snagu od oba izvora, pa stoga u pojedinim režimima njegovo korišćenje nije optimalno.
- Režimi rada serijskog (rednog) HEV.
- POTPUNO ELEKTRIČNI REZIM RADA: SUS motor je isključen i pogon je samo električni.
- KLASIČAN SUS REZIM: Pogon je iz SUS motora koji pogoni generator koji napaja pretvarač i na konvertor za pogon motora i električni motor.
- HIBRIDNI REZIM RADA: Pogon dolazi od i iz SUS motora i iz baterija, a sprega se ostvaruje električno.
- SUS POGON SA DOPUNOM BATERIJA: klasični SUS pogon pokreće vozilo, ali i dopunjava baterije.
- REGENERATIVNO KOČENJE: SUS motor je isključen; vučni motor radi kao generator napajan kinetičkom ili energijom kočenja. Preko sprežnog pretvarača imamo dopunu baterija.
- PUNJENJE BATERIJA: vozilo se ne pokreće, već se iz SUS motora vrši samo dopuna baterija.
- HIBRIDNO PUNJENJE BATERIJA: u punjenju učestvuju i vučni motor i SUS motor.
- Arhitektura paralelnog HEV, prednosti i nedostaci.
Arhitektura paralelnog HEV:
(Rezervoar goriva, SUS motor, električni motor, kontroler električnog motora, mehanička sprega, mehanički prenosnik, baterija, punjač baterije, poslednji prenos i diferencijal)
*Mehanička sprega moze realizovati spregu po momentima ili brzinama.
*Sprega po momentima – ovaj mehanički sprežnik sabira ulazne momente I prema točkovima vozila isporučuje sumu momenata. Momenti motora mogu se regulisati nezavisno, ali su brzine SUS i el. motora spregnute imajući u vidu uslov da je ukupna snaga na točkovima u stvari zbir snaga oba pogonska Sistema umanjena za gubitke.
*Sprega po brzini – u mehaničkom sprežniku vrši se sabiranje brzina SUS pogona i električnog pogona, ali po istim principima postoji sprega momenata SUS pogona i EM pogona I oni se ne mogu nezavisno regulisati.
Prednosti:
- Oba pogona su direktno spregnuta na pogonske točkove, pa su stoga gubici u prenosu manji
- ne postoji dodatni generator, vučni motor je manji.
Nedostaci:
- Ne može da se uspostavi optimalni rad točka SUS motora zbog mehaničke sprege
- Složena upravljačka struktura
- Osnovne celine I delovi EV.
Osnovne celine I delovi električnih vozila (EV)
3 glavne celine:
-električni pogon (regulacija vuče, poluprovodnički vučni pretvarač, električni motor I meh prenos)
-izvor energije (skladište energije, uređaj za dopunu jedinica I upravljanje tokovima energije)
-pomoćni uređaji i oprema (pomoćni izvori napajanja, klimatizacija, servo sistem)
Delovi EV:
- Električni vučni motor
- Poluprovodnički pretvarač
- DC/DC pretvarač
- Rashladni sistem
- transmisija
- Baterija za pomoćna napajanja
- Pretvarač za punjenje
- Priključak za punjenje
- Vučne baterije
- Osnovne konfiguracije EV.
a) SUS motor je zamenjen sa EM; snaga se preko spojnice (kvačila) I menjača (GB) prenosi do diferencijala (D) I pogonskih točkova. *opcija: umesto kvačila I GB može biti automatski menjač.
b) Ako je EM sa kontunualnom regulacijom vučne sile, tada se mogu izostaviti menjač I kvačilo.
c) Prethodna varijanta se može integisati – pogonski motor sa jednostepenim menjačem (FG) I diferencijalom za pogon jedne osovine.
d) Ako se pogoni odvoje I nezavisno upravljaju za svaki točak ponaosob na pogonskoj osovini, tada se može izostaviti diferencijal.
e) Integracija motora I prenosa u točku (in-wheel drive). Prenos FG je u formi planeternog reduktora, posebne konstrukcije (mala dužina, kolinearan položaj ulazne I izlazne osovine).
f) Pogonski el. motor je sporohodan - spolj. rotor je direktno spregnut sa točkom EV. Ovaj koncept zahteva posebnu konstrukciju EM (veliki polazni moment I moment kočenja) - DIRECT DRIVE.
