23
Metzner Kristóf AWLLOU Konzulens: Szalay Zsolt Hibrid Gépjárművek Gépjármű Elektronika I. 2015.05.03

Hibrid Gépjárművek AWLLOU

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Hibrid Gépjárművek felépítése, működése.

Citation preview

  • Metzner Kristf

    AWLLOU

    Konzulens: Szalay Zsolt

    Hibrid Gpjrmvek

    Gpjrm Elektronika I.

    2015.05.03

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 2

    TARTALOMJEGYZK

    1. Bevezets ..................................................................................................................... 4

    2. Fbb hajtstpusok ....................................................................................................... 4

    2.1. Soros ...................................................................................................................................... 4 2.2. Prhuzamos ........................................................................................................................... 5 2.3. Vegyes soros-prhuzamos ..................................................................................................... 6

    3. Hibridizci foka ........................................................................................................... 6

    3.1. Teljesen hibrid ....................................................................................................................... 6 3.2. Rsegt hibrid ...................................................................................................................... 6 3.3. Enyhn hibrid ........................................................................................................................ 7 3.4. Mikrohibrid ........................................................................................................................... 7

    4. Technolgia .................................................................................................................. 7

    4.1. Energiahordozk ................................................................................................................... 7 4.1.1. Akkumultorok .............................................................................................................. 7

    4.1.1.1. Ltiumion-akkumultor ........................................................................................... 7 4.1.1.2. Nikkel-metl-hidrid akkumultor ........................................................................... 8 4.1.1.3. Savas lomakkumultor .......................................................................................... 9

    4.1.2. Ultrakapacits................................................................................................................. 9 4.2. Villamos gpek .................................................................................................................... 10

    4.2.1. Egyenram gpek ....................................................................................................... 10 4.2.2. Kefe nlkli egyenram gpek ................................................................................... 11 4.2.3. Aszinkrongpek ........................................................................................................... 11

    4.3. Atkinson ciklus .................................................................................................................... 12

    5. Krnyezeti hatsok ..................................................................................................... 12

    5.1. zemanyagfogyaszts ......................................................................................................... 12 5.2. Krosanyag-kibocsts ........................................................................................................ 14 5.3. Zajszennyezs ...................................................................................................................... 14

    6. Megvalsts .............................................................................................................. 15

    6.1. Toyota Hybrid Synergy Drive ............................................................................................. 15 6.1.1. Felpts ....................................................................................................................... 15 6.1.2. Hajtsi fzisok .............................................................................................................. 16 6.1.3. Mszaki adatok ............................................................................................................ 17

    6.2. Honda Integrated Motor Assist ........................................................................................... 18 6.2.1. Felpts ....................................................................................................................... 18 6.2.2. Mkdsi md.............................................................................................................. 19 6.2.3. Mszaki adatok ............................................................................................................ 19

    6.3. General Motors Voltec ........................................................................................................ 19

    6.3.1. Felpts ....................................................................................................................... 19 6.3.2. Hajtsi fzisok .............................................................................................................. 20 6.3.3. Mszaki adatok ............................................................................................................ 21

    6.4. General Motors Voltec ........................................................ Error! Bookmark not defined. 6.4.1. Felpts ....................................................................... Error! Bookmark not defined.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 3

    6.4.1.1. Cmsor4................................................................. Error! Bookmark not defined.

    brajegyzk ....................................................................................................................... 22

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 4

    DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME

    1. Bevezets

    A hibrid jrmvek olyan jrmvek, melyek kett vagy annl tbb ergpet alkalmaznak a hajtsrendszerkben. Gpjrmveknl a hibrid kifejezs leggyakrabban a bels gs motort s villamos gpeket egyttesen alkalmaz rendszerekre hasznlatos. A technolgia clja a tzelanyag-fogyaszts cskkentse, vagy a teljestmny nvelse a hagyomsnyos, tiszta mechanikus hajts jrmvekhez kpest. A hibrid hajtsrendszereknek sokfle vltozata ltezik, melyeket csoportosthatjuk elrendezs, a hibridizci foka, vagy akr az alkalmazott technolgik szerint.

    Hatsossgnak lnyege, hogy a hagyomnyos rendszerekben elvesztett mozgsi energit pldul fkezsnl hknt dissziplt energia visszanyerik s felhasznljk amikor szksges. gy a belsgs motorok tranziens hatsa cskkenthet, mely erteljesebb gyorstst tesz lehetv, mg vrosi kzlekedsben cskkenti, vagy teljesen megsznteti a tzelanyag-fogyasztst s a krosanyag-kibocstst.

    Egyes hibrid jrmvek villamosenergia-hordozi feltlthetek hlzati ramforrsrl is, ezzel nvelve a villamos hajts hattvolsgt.

    2. Fbb hajtstpusok

    2.1. Soros

    1.

    2. bra Soros hibrid

    Soros hibrid hajtsnl a bels gs motor s a hajtott kerekek kztt nincs mechanikus kapcsolat. A motor egy genertor zem villamos gpet forgat, mely villamos energit termel a hajt, motor zem villamos gpek s az egyb fogyasztk szmra. A hajtst csak a hajt villamos motorok vgzik, melyek szles fordulatszm-tartomnyban is j hatsfokkal zemelnek, ezrt nincs szksg hagyomnyos, mechanikus sebessgvltra. A bels gs motor egy lland, idelis fordulatszmon jr, ahol a hatsfoka maximlis.

    Hatsosabb, hogyha a hajt motorok, s a genertor kz egy energiatrol akkumultort ktnek. gy ezen gpek zeme fggetlen egymstl. Kisebb energiaignynl a motorok csak az akkumultorokat hasznljk ramforrsknt, ekkor a genertor s gy a bels gs motor csak ennek feltltsrt zemel. Nagyobb energiaignynl azonban a

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 5

    genertor s az akkumultorok egyarnt szolglhatnak ramforrsknt. Ennek ksznheten egy kisebb teljestmny, gazdasgosabb ergp is elegend.

    Ezen jrmveket gyakran elltjk hlzatrl val tltsi lehetsggel. Vrosi kzlekedsben, rvid tvokon tiszta elektromosan zemeltethetek s a genertor csak hosszabb utakon indul el, ha az akkumultorok lemerltek.

    A hajt motor lehet kzponti, mely a teljestmnyt egy mechanikus hajtsrendszer segtsgvel juttatja el a hajtott kerekekhez. Ez azonban jelents forg tmeg nvekedst eredmnyez, s a kerekek hajtsnak vezrlse sem fggetlen. Jobb megolds ha egy kzponti hajt motor helyett ngyet ptnk be, mindegyik kerkhez egyet. gy ngykerkhajts lehetsges mechanikus ertviteli berendezsek nlkl, ezrt a padlszint alacsonyabbra kerlhet. A kerekek fggetlen hajtsvezrlse s ESP szablyzsa is megvalsthat, javthat a vezets biztonsg. Agymotoros megoldsnl a motorok a kerekekbe vannak beptve. Ez jelentsen megnveli a rugzatlan tmeget, rontja a legnsknyelmet.

    2.2. Prhuzamos

    2. bra Prhuzamos hibrid

    Prhuzamos hibrid hajtsnl a bels gs motor s a villamos motor is mechanikus kapcsolatban van a hajtott kerekekkel. Lehetnek egy tengelyen, ez esetben a villamos gp helyettesti az nindt motort s a genertort is. Ekkor kt gp fordulatszma azonos, forgatnyomatkuk pedig sszeaddik. Amikor csak az egyikk hajt, a msik resjrsban van, vagy tengelykapcslval levlasztva. Ltezik olyan megolds is, ahol a kt motor a hajtslnchoz egy differencilmvel kapcsoldik. Ekkor forgatnyomatkuk egyezik meg, s fordulatszmuk addik ssze. Ha a hajtsban csak az egyik ergp vesz rszt, a msik tengelyt le kell fogni mely trtnhet fordtott szabadonft tengelykapcsolval klnben az resjratban lv motor elforogna s elvszne a nyomatk.

    A prhuzamos hibridek tovbb kategorizlhatak az alapjn, hogy melyik motor a dominns. Az egyik vltozatnl a bels gs motor mindig zemben van, s a villamos gp csak fkezsnl vagy nagyobb nyomatk ignynl lp kzbe. Lzetnek olyan rendszerek is, amelyek kpesek tiszta elektromosan mkdni, a bels gs motor csak ers gyorstsnl, vagy alacsony akkumultor tltttsgnl indul el.

    Lteznek gynevezett TTR hibridek, melyeknl hagyomnyos hajtslnc hajtja az egyik tengelyt s villamos a msikat. A kt ergp kztti kapcsolat maga az t fellete. Ennl a kialaktsnl egyszeren megoldhat a tiszta villamos s tiszta mechanikus zem is,

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 6

    DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME

    valamint a kett kombinlsval az sszkerkhajts. Az akkumultor tltse megvalsthat regeneratv fkezssel az egyik tengelyen, vagy a villamos gp genertor zembe kapcsolsval.

    2.3. Vegyes soros-prhuzamos

    3. bra Vegyes hibrid

    Vegyes hibrid hajts a soros s prhuzamos elrendezsek elnyeit kovcsolja ssze. Ennl a hajtstpusnl a villamos motor s genertor kln egysget alkot. A hajtst vgezheti a bels gs motor vagy a villamos motor kln-kln, vagy egytt. ltalban indulsnl, alacsony sebessgeknl, enyhbb gyorstsoknl a villamos motor hajt, a bels gs pedig nagyobb sebessgeknl, erteljesebb gyorstsoknl kapcsoldik be. A a hajt egysgek kztti nyomatk eloszlst egy elektronikus vezrlegysg szablyozza hogy a jrm mindig a maximlis hatsfokon zemeljen. Ennek ksznheten egy kisebb mret bels gs motor is elegend, ugyanis a villamos motor kompenzlja annak kis indtnyomatkt.

    3. Hibridizci foka

    3.1. Teljesen hibrid

    A teljesen hibrid rendszerek a legsszetettebbek. A hajts lehet tiszta mechanikus, tiszta elektromos, vagy a kett egyszerre. A tiszta elektromos hajtshoz egy nagy kapacits akkumultorra van szksg. A vegyes hibridek nagy rszben ide tartoznak, ilyen pldul a Toyota Hybrid Synergy Drive.

    3.2. Rsegt hibrid

    A rsegt hibrid rendszer autk nem tudnak tiszta villamos hajtssal zemelni. A villamos motor csupn rsegt a bels gs motornak nagyobb nyomatkigny esetn. Ez ltalban a bels gs motor s a sebessgvlt kztt helyezkedik el, alkalmazhat

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 7

    DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME

    genertorknt s helyettesti az nindt motort is, megvalsthat vele a start-stop funkci. Mivel tiszta elektromos hajts nem valsul meg, kisebb akkumultor is elegend.

    3.3. Enyhn hibrid

    Ezen hajtssal rendelkez jrmvek szintn nem kpesek tiszta villamosan hajtani. A villamos gp, mely leggyakrabban a genertort s az nindtt egyarnt helyettesti, csupn a hatsfok nvelsre, a villamos hajts elnyeinek kihasznlsra van jelen. Gyorstsnl rsegt motor zemben, fkezskor pedig a regeneratv fkezst valstja meg genertor zemben. Megvalstja tovbb a start-stop funkcit is, amikor a bels gs motor nem hajt, lell, s ksbb a villamos gp gyorsan jraindtja. Ezltal egy tiszta villamos hajtsnl alacsonyabb, teljesen hibridnl azonban magasabb zemanyag-fogyaszts rhet el. Tovbbi elnye, hogy nem szksgel nagy kapacits akkumultort, sem nagy teljestmny villanymotort, gy ra, s tmege is kisebb lehet, mint egy teljesen hibrid hajtsnak.

    3.4. Mikrohibrid

    Ennl a rendszernl villamos gp nem vesz rszt a hajtsban, azonban a korbban mr emltett zemanyag-megtakart funcikat (start-stop, regeneratv fkezs) elltja. Az aut egyb hajtst ignyl rszei, - pldul a vzpumpa, az olajszivatty vagy a klmakompresszor szmra a sznetmentes hajts szintn villanymotorral trtnik. Ugyan a bels gs motor mrete sem teljestmnye nem cskkenthet ezzel a rendszerrel, a jrm zemanyag-fogyasztsa jelents mrtkkel cskkenthet.

    4. Technolgia

    4.1. Energiahordozk

    4.1.1. Akkumultorok

    4.1.1.1. Ltiumion-akkumultor

    Ma a legtbb hordozhat elektronikus kszlk ltiumion-akkumultort hasznl A hibrid jrmvek krben is elterjedtek ezek a villamosenergia-hordozk, azonban az anyaghasznlat klnbzik a fogyaszti elektronikus kszlkekben hasznltakval.

    Nevket onnan kaptk, hogy bennk ltium ionok vndorolnak a andrl az katdra kistskor, tltskor pedig az ellenkez irnyban. Elnyk a nagy energiasrsg, a nagy teljestmny/tmeg arny, a lass nkisls, a j teljestmny magas hmrskleten s a memriaeffektus hinya. J tulajdonsg tovbb, hogy a legtbb alkatrszk jrahasznosthat.

    A ltiumion-akkumultor f alkotelemei a pozitv elektrda, mely ltalban fmoxid anyag, a negatv elektrda, mely leggyakrabban grafitbl, vagy ltium-titantbl kszl s az elektrolit, mely ltalban szerves anyagokban (etiln-karbont, dimetil-karbont, dietil-karbont) oldott ltium sk (LiPF6, LiBF4, LiClO4).

    Kistskor ltium ionok Li+ hordozzk a tltseket a negatv elektrdrl a pozitvhoz az elektroliton s egy szepartoron keresztl, ennek kvetkeztben a kls ramkrn ram

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 8

    folyik. Tltskor az akkumultorra az akkuval ellenttes, nagyobb feszltsget kapcsolunk egy kls energiaforrs segtsgvel. Ez az akkumultorban ellenttes tltsramlst eredmnyez, melynek kvetkeztben a ltium-ionok begyazdnak a negatv elektrdba, mely leggyakrabban grafitbl kszl. A grafit elektrdpotencilja azonban annyira negatv, hogy az elektrolitban lv ltium ionoknak azonnal reakciba kne lpnik az elektrolit oldszervel. Az els tltskor azonban egy lland, ltium skbl ll rteg alakul ki (Solid-Electrolyte Interface) a negatv elektrda felsznn, mely megakaslyozza az oldszer bomlst s a grafit hmlst.

    4. bra Li-Ion akkumultor tltse s kistse

    A ltiumion-akkumultor tltsi eljrsa kt rszbl ll. Az els egy konstans ram, a msodik pedig egy konstans feszltsg szakasz. A konstas ram szakaszban a tlt ramkr konstans ramot kapcsol a cellra s lassan nvelvi a feszltsget, mg az el nem ri a cella feszltsg korltjt. A konstans feszltsg szakaszban a tlt ramkr a maximlis cellafeszltsget kapcsolja a cellra, s az ramot fokozatosan cskkenti, amg az krlbell a kezdeti konstans tltram 3%-a al cskken.

    Az akkumultorban felhasznlt anyagok varilsval vltozik annak energiasrsge, tltsi ideje, teljestmnye, lettartama, megengedett zemi hmrsklete s termszetesen az ra is. A jrmiparban az lettartam nvelse s a kltsgek cskkentse s esetlegesen az energiasrsg javtsa a legfontosabb cl. Hibrid gpjrmvekben ezrd elterjedt a ltium-mangn-oxid pozitv elektrdk hasznlata, mely olcs, s j a termikus stabilitsa. Negatv elektrdnak grafitot vagy ltium-titantot hasznlnak leggyakrabban. Az elbbit az alacsony kltsgek s j energiasrsg rdekben, az utbbit pedig a rvid tltsi id s hossz llettartam miatt.

    4.1.1.2. Nikkel-metl-hidrid akkumultor

    A Nikkel-metl-hidrid akkumultorokat rgta alkalmazzk szmtgpekben s egszsggyi kszlkekben, de az elektromos s hibrid jrmvek krben is elterjedt. Elnyk hogy kitnen hossz az lettartamuk, nagy az energiasrsgk, biztonsgosak s strapabrak. Htrnyuk az alacsony hatsfok (60-70% tltskor s kistskor), a gyors nkisls, s a magas r.

    Felptsk szintn galvnelem, a pozitv elektrda nikkel-oxid-hidroxid, a negatv elektrda pedig hidrogn, ahol a hidrogn ionok (protonok) fm-hidrid szerkezetben vannak trolva. A negyatv elektrdhoz hasznlt fm tvzetek leggyakrabban AB5

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 9

    sszettelek, ahol A ritkafldfm keverk (lantn, crium, neodmium, prazeodmium), B pedig nikkel, kobalt, mangn s alumnium tvteze. Az elektrolit anyaga legtbbszr klium-hidroxid.

    Kistskor a NiOOH Ni(OH)2 d redukldik, a metl hidrid pedig metl tvzett oxidldik, az ram az elektrolitban protonok ramlsaknt van jelen. A folyamat tltskor fordtott.

    4.1.1.3. Savas lomakkumultor

    A legels tpus akkumultorok a savas lomakkumultorok voltak. Jrmvekben rg ta s a mai napig alkalmazzk ket az alacsony ruk, megbzhatsguk s a relatve nagy teljestmnyk miatt. Kpesek nagy ramok leadsra, gy idelisak az indtmorok ramelltsra. Azonban energiasrsgk alacsony, lettartamuk relatve rvid s rzkenyek a hmrskletre.

    Feltlttt llapotban a negtav elektrda lom, a pozitv pedig lom-dioxid (PbO2), az elektrolit higtott knsav (H2SO4). Kislskor mindkt elektrda lom-szulftt (PbSO4) alakul. Ezen folyamat a negatv elektrdn:

    PbO2(s) + 4H+ SO42- + 2e- -> PbSO4 + 2H2O

    a pozitvon pedig: Pb(s) + SO4

    2- -> PbSO4 + 2e-

    Teht a pozitv elektrdrl elektronok vlnak le s a negatvhoz vndorolnak, mg mindkt elektrda SO4

    2- -t vesz fel ha a kls ramkrn ram folyik. Tltskor ez a folyamat fordtott.

    A kislsi folyamat sorn mindkt elektrda felletn lom-szuft kristlyok kpzdnek. Ha a kisls lass, ezen molekulk nagy mretek lesznek s az akkumultor veszt kapacitsbl. Magas feszltsg tltskor vzbonts lphet fel, melynek sorn oxign s hidrogn gz fejldik az elektrolit vztartalmbl. Emiatt az akkumultor karbantartst ignyel, melynek sorn figyelni kell az elektrolit szintjt s ptolni kell az elvesztett vztartalmt. Ha az akku tltttsge alacsony, az elektrolit knsav tartalma is kicsi. Ekkor tlen, fagypont alatt ez befagyhat.

    jdonsg az lom-szn akkumultor, mely abban klnbzik a hagyomnyos lomakkumultortl, hogy negatv elektrdja egy aktv sznbl kszlt ultrakapacits. Tltskor s kistskor a pozitv elektrda ugyanazokon a kmiai reakcikon megy keresztl mint a hagyomnyosban, a negatv oldalon azonban a nagy fellet aktv szn elektrda felsznn a protonok egy rtegben troldnak. Ennek ksznheten az elektrolit sav koncentrcija kisebb mrtkben ingadozik tlttt-lemertett llapotokban, melytl cskken a pozitv elektrda korrzija, s n az akkumultor lettartama.

    4.1.2. Ultrakapacits

    Az ultrakapacitsok nagy kapacits akr 10 000 F - elektrokmiai kondenztorok. Energiasrsgk tbbszrse az elektrolit-kondenztoroknak s nagyobb rammal tlthetek s terhelhetek mint brmely akkumultor tpus. Szintn, tbb tlts-kists ciklust kpesek elviselni mint az akkumultorok. Nagy teljestmnysrsgk miatt elszeretettel alkalmazzk ket hibrid s elektromos jrmvekben. Kpesek nagy ramot leadni gyorstskor, s nagy tltramot elviselni regeneratv fkezskor.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 10

    5. bra Ultrakapacits felptse; 1) ramforrs, 2) kollektorok, 3) polarizlt elektrdk, 4) elektrokmiai ketts rteg, 5) elektrolit, 6) szepartor

    Az ultrakapacits kt fegyverzetbl, egy ket villamos szempontbl szigetel szepartorbl s egy ket ionikusan sszekt elektrolitbl ll. A szepartor az ionok szmra szabadon tjrhat. A fegyverzetek ltalban vezet, fmes flira felvitt aktv szn bevonatok. Amikor a kt fegyverzetet polarizljuk, az elektrolitbl a pozitv s negatv ionok a velk ellenttes polarits fegyverzetekhez vndorolnak. Ltrejn az elektrokmiai ketts rteg. Az ultrakapacits kt, egymssal sorba kttt kondenztorknt modellezhet, kzttk egy ohmos ellenllssal, mely az ionok ramlsi ellenllnak felel meg.

    4.2. Villamos gpek

    4.2.1. Egyenram gpek

    Az egyenram gp llrsze kill plus, a forgrsz hengeres kialakts. Az Ig egyenrammal gerjesztett gerjeszt tekercsels az llrsz fplusain tallhat. A gp armatratekercselse a forgrszen helyezkedik el, az ram bevezetse az armatrba a kommuttor felletn cssz sznkefk segtsgvel trtnik. Az armatrban vltakozfeszltsg keletkezik, amelyet a kommuttor egyenirnyt.

    Az egyenram gpek eltt ellenllssal knnyen szablyozhatak. Ezt a szablyozsi mdszert azonban ritkn alkalmazzk, ugyanis rszterhelskor a rszteljestmny s a maximlis teljestmny klnbsge az ellenllson hknt disszipldik. Ez energiapazarls. Jobb vezrlsi megolds a tirisztoros egyenram szaggats kapcsols. A tirisztor egy vezrelt visszacsap szelepknt mkdik, a vezrl elektronika periodikusan nyitsba majd zrsba vezrli a tirisztort, s a nyitott, zrt periodusok arnyval lehet szablyozni a motor zem gpre jut feszltsget. Szksges a motorral prhuzamosan ktni egy szabadonfut didt, ami fenntartja a motorramot mikor a tirisztor zr. Ha a szaggatt a motorral prhuzamosan ktjk, fkkapcsolst kapunk. Ha a hlzatunk vltakoz feszltsg, a motor tpllst egy egyenirnyt hdkapcsolssal oldjk meg. Ez ngy dida segtsgvel a terhelsen minden peridusban azonos ramirnyt biztost. Ha a didkat tirisztorokkal helyettestjk, a szaggathoz hasonlan a nyitott, zrt idk arnyval szablyozni lehet a feszltsget.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 11

    Az U=cn +/- IaRa s M=kI egyenletekbl ltszik, hogy ha motor zemben az egyenram gp terheletlen M=0, akkor a fordulatszma tart a vgtelenhez n -> , a gp tlprg, ami letveszlyes.

    Hagyomnyos, kefs egyenram gpet mild vagy mikrohibridekben alkalmaznak a start-stop rendszer indtmotorjaknt. Ez abban klnbzik a hagyomnyos nindt motoroktl, hogy sokkal nagyobb ciklusszmra vannak tervezve.

    4.2.2. Kefe nlkli egyenram gpek

    Ma minden hibrid aut kefe nlkli egyenram gpet hasznl. A brushless motorok vagy BLDC-k ll rszn pros szm tekercs, mg forg rszn lland mgnesek tallhatak. Az ll rsz egy tekercsprjt a lptet motorokhoz hasonlan tellenesen -D plusra kapcsoljuk. Ha a forg rsz elfordult, egy msik tekercs prra kapcsoljuk a feszltsget, mely tovbb forgatja azt. A kommutcit egy kls, digitlis egysg vgzi, a motor vezrlse irnytstechnikai feladat. A gond azonban, hogy nem lehet tudni, indtskor merre fog elfordulni a motor. Ismerni kell a forg rsz pontos llst. Egyszerbb felptsek, mint a hagyomnyos DC motorok, mivel nem tartalmaznak keft s gy sokkal kisebb a mechanikai kops, valamint jval kevesebb karbantartst ignyelnek. Az egyszerbb felptsknek ksznheten jobbak a mkdsi paramtereik, ezrt egyre szlesebb krben alkalmazzk ezeket az eszkzket. Mivel nem lp fel a kefeszikrzs jelensge, ezrt tz- s robbansveszly sem ll fent, zemk biztonsgosabb. Tovbb a mret-teljestmny arnyuk is jval kedvezbb, mint a hagyomnyos egyenram motoroknak.

    4.2.3. Aszinkrongpek

    Megemlthetek mg az aszinkrongpek, azonban ezeket ritkn, elektromos autkban alkalmazzk. Az aszinkron gp ll rsznek hromfzis tekercselse forg mgneses mezt hoz ltre. A mgneses tr ezen megvltozsa a forg rszben feszltsget indukl, melynek hatsra abban ram fog folyni. Ez az ram egy mgneses mezt alakt ki, amely az azt ltrehoz hatst szeretn megszntetni, ennek kvetkezmnye, hogy a forg rsz elfordul. Belthat, hogy a forg rsz fordulatszma fgg az ll rsz forg mezejnek fordulatszmtl, gy az ll rszt tpll, hromfzis, vltakoz feszltsg hlzat krfrekvencijtl. A motor vezrlse a tplls frekvencijnak vltoztatsval, vagy a plusprok szmnak tkapcsolsval trtnhet. A hlzat frekvencijnak vltoztatsa a kzlekedsben megvalsthatatlan, a plusvlts megolds pedig a fordulatszmot nem egyenletesen, hanem ugrsszeren vltoztatja. Finomabb vezrlst vezrelt egyenram inverterekkel lehet elrni. Ezek a flvezet technikn alapulnak, tpllsuk egyenfeszltsg, kimenetk szinuszhoz hasonl, lpcss, periodikusan vltoz feszltsg, melynek paramterei vltoztathatak. Az aszinkron gp elnye, hogy az ll s a forg rsz kztt nincs mechanikus kapcsolat, nincsenek kommuttorok, gy a srldsos vesztesge s szervizignye minimlis. Htrnya, hogy indtnyomatka kicsi. Csszgyrs kivitelnl az indts trtnhet a forgrsz ellenlls nvelsvel, de ez nagy vesztesggel jr. Egyb indtsi megolds a ktkalicks forgrsz. A lgrshez kzelebbi kalicka nagy ellenlls, a bels kicsi. Indtskor az indukcivonalak kvl srsdnek, gy csak a kls kalicka vezet, majd flgyorsulva a bels is, cskkentve a forgrsz ellenllst.

    Az aszinkrongpek s a BLDC-k hasonl llrsszel rendelkeznek. Klnbsg kzttk a forg rszben s vezrlskben van. Kefe nlkli motorok vezrlshez egy

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 12

    DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME

    pozciszenzorra is szksg van, amg egy aszinkrongpnl elg egy fordulatszmszenzor. Tovbb az aszinkrongpnek jobban melegszik a forg rsze, gy egy BLDC-nek egyszerbb a forgrsz htse, s nagyobb a maximlis hatsfoka. Egy idelis BLDC-ben az lland mgnes mgneses trerssge vltoztathat lenne. Amikor nagy nyomatkra van szksg, a trerssg nagy lenne, gy a motorram a lehet legkisebbre cskkenne, cskkentve a tekercsvesztesget. Kis nyomatkignynl pedig nagy lenne a trersg, mely cskkenten a hiszterzis- s rvnyramvesztedget. Aszinkrongpben azonban nincs lland mgnes, benne a trerssgek a feszltsgtl s a frekvencitl fggnek, gy kis terhelsnl az inverter cskkentheti a feszltsget, s vele a vesztesgeket. Nagyobb mret motoroknl ez az elny sokkal jelentsebb, ezrt nagyobb teljestmny, tiszta villamos hajtsoknl elszeretettel alkalmazzk. Aszinkrongpet alkalmaz pldul a Tesla Roadster s a General Motors EV-1.

    4.3. Atkinson ciklus

    6. bra Atkinson ciklus motor

    Az Atkinson ciklus motorok olyan belsgs motorok, melyek nagyobb hatsfokkal, de kisebb teljestmnysrsggel mkdnek, mint Otto ciklus trsaik. Klnleges hajtrd mechanizmusnak ksznheten a ngy tem lezajlsa alatt a ftengely csak egyszer fordul krbe. Tovbb az expanziviszony eltr a kompressziviszonytl, a munkatem lkete hosszabb, mint a kompresszi tem. gy az expanzi munkjnak nagyobb rsze alakul mozgsi energiv s kisebb rsze hv, n a termikus hatsfok. A beszvott zemanyag mennyisge azonban kisebb egy aznos lkettrfogat Ott motorhoz kpest, gy teljestmnye is kisebb.

    5. Krnyezeti hatsok

    5.1. zemanyagfogyaszts

    A hibrid jrmvekben alkalmazott, korbban mr emltett technolgik segtsgvel a belsgs motor hatsa minimlisra cskkenthet. A start-stop rendszer lehetv teszi, hogy a motor csak akkor jrjon, ha szksg van nyomatkra hajtskor, vagy ha az akkufeszltsg alacsony s a genertort kell meghajtania. Az akku feltltse hlzatrl is megoldhat a plug-in hibrideknl, s a regeneratv fkezs is betpll, nvelve a szksges tltsek kztti idt. A legtbb mai hibrid aut CVT-vel (fokozatmentes sebessgvlt) van szerelve, melyek lehetv teszik, hogy a belsgs motor mindig optimlis munkapontban zemeljen. gy rszterhelskor, alapjraton az emisszi s a fogyaszts cskkentse, teljes terhelsen pedig a teljestmnyoptimum rhet el.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 13

    7. bra Honda Accord Hybrid motorvezrlse

    A hibrid autknl klnsen odafigyelnek az aerodinamikra is, a lehet legalacsonyabbra cskkentik a karosszria lgellenllst, cskkentve a futs voner ignyt. Gyorstskor a villamos gp plusz teljestmnyt visz a hajtsba, gy a belsgs motornak kisebb teljestmnyt is elegend kifejtenie. lland sebessgen val haladskor pedig nincs szksg nagy teljestmnyre, gy kisebb herm is elegend, cskkentve a slyt kompenzlva a villamos hajts slytbblett s az zemanyagfogyasztst.

    Ezen technolgik azonban javarszt kis sebessgeknl, vrosi kzlekedsben, dugban jelentenek nagy elnyt. Nagy sebessgeknl, autplyn szinte minden esetben szksg van a belsgs motorra a hajtshoz, melynek kvetkeztben itt fogyasztsa kzel azonos lesz egy hagyomnyos authoz kpest.

    8. bra Nhny jrm zemanyag-fogyasztsa a sebessg fggvnyben

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 14

    A harmadik genercis Toyota Prius vrosban 3,9 l/100km (72,4 MPG), autplyn pedig 3,7 l/100km (76,4 MPG) es fogyasztst rt el. A msodik genercis Honda Insight 4,6 l/100km (61,4 MPG) s 4,2 l/100km (67,3 MPG) es fogyaszts rtkeket rt el. A velk hasonl teljestmny s tmeg kategriba tartoz, dzel-mechanikus hajtslnc Volkswagen Golf mk7 1.6 TDI 4,6 l/100km (61,4 MPG) s 3,3 l/100km (85,6 MPG) rtkekkel dicsekedhet. Ezen eredmnyeken is ltszik, hogy a hibridek vrosban hatkonyabbak, viszont autplyn a dzelmotor jobb hatsfoka miatt a hagyomnyos hajts jobbnak bizonyul.

    5.2. Krosanyag-kibocsts

    Hasonl okokbl, mint amik miatt a hibrid gpjrmvek tlagosan kevesebb zemanyagot fogyasztanak mint hagyomnyos trsaik, az menet kzbeni krosanyag-kibocstsuk is alacsonyabb. Kevesebb zemanyag g el, kevesebb az gstermk.

    Azonban a hibrid autk sszetettebbek, ezrt gyrtsuk tbb energit ignyel. Ez a tbblet energia pedig tbblet krnyezetszennyezssel llthat el. Mivel egy hibrid autban kett vagy akr tbb motor is tallhat, s a nagyfeszltsg vezetkek rzbl kszlnek, a jrmtmeg megn. A 3. Toyota Prius 170 kg-al nehezebb a VW Golf 7-nl. Emiatt a fogyaszts jelentsen megnne, ezrt a gyrtk Alumnium kerosszriaelemeket hasznlnak. Alumnium ellltsa pedig tzszer annyi energit ignyel, mint az acl.

    Az akkumultorok javarszt NiMH vagy Li-Ion akkuk. A nikkel ellltsa energiaignyesebb, mint a hagyomnyos lomakkumultorok lom elektrdi. Azonban letk vgn ezen akkumultorok is veszlyes hulladknak szmtanak, melyet megfelelen kell megsemmisteni.

    A nikkelt s a vezetkekhez hasznlt rezet klfejtssel bnysszk, melynek sorn a nyersanyag fltti fedkzetet teljesen eltvoltjk, a rajta lv nvnyekkel, patakokkal egytt.

    Hogyha plug-in hibridrl, vagy villanyautrl beszlnk, az akkumultorokat a hlzatrl tltjk. Ha azonban a hlzatot herm ltja el energival, azt az energit ugyan gy fstgz termelse mellett lltjk el. gy a kros-anyag kibocsts nem hogy cskken, inkbb nvekszik az energia sokszoros talaktsa sorn szenvedett vesztesgek miatt. De amg az autk a vrosban loklis lgszennyezst okonak, gy a hermvek globlisat, gy nem koncentrldik egy helyre a szennyezs.

    Ha a hlzatot szlerm vagy vzerm, vagy atomerm ltja el energival, a jrm lgszennyezse kisebb.

    5.3. Zajszennyezs

    A jrmvek hangos zaja lehetsges okozja a magas vrnyomsnak, stressznek, fejfjsnak s bizonyos szletsi rendellenessgeknek is. Egy tlagos ton a zajszint elrheti a 85 dB-t is, mely maradand hallskrosodst is okozhat. A hibrid autk kevesebb ideig zemelnek jr motorral, s annak fordulatszmt sem engedik magasra, gy hangjuk jelentsen kisebb mint egy hagyomnyos autnak. Ez azonban veszlyes lehet ms okokbl. A kerkprosok, a gyalogosok s klnsen a ltskrosultak szmra egy csndes aut balesetveszlyes lehet. Ezrt tbb orszgban trvny rja el, hogy az elektromos zem autk rendelkezzenek hangjelz eszkzzel, mely lehet kzi vezrls, vagy automatikus alacsony sebessgeknl. Ezen rendszerek figyelmeztetik a gyalogost a jrm kzeledtrl.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 15

    DOKUMENTUM CME DOKUMENTUM CME

    6. Megvalsts

    6.1. Toyota Hybrid Synergy Drive

    6.1.1. Felpts

    A Toyota Hybrid Synergy Drive egy, a Toyota ltal kifejlesztett hibrid hajtsrendszer, melyet a Prius, a Highlander Hybrid, a Camry Hybrid, a Lexus RX 400h, a Lexus GS 450h, s a Lexus LS 600h/LS 600hL modellekben alkalmaznak. A HSD rendszer a vegyes hibridek kategrijba sorolhat. Elektromos hajtst kombinlja belsgs motorral egy fokozatmentes sebessgvltn keresztl.

    Ez pontosan egy E-CVT (elektronikus fokozatmentes sebessgvlt), egy elektromechanikus rendszer, mely helyettesti a hagyomnyos mechanikus sebessgvltt. Az indtmotort s a genertort egy pr villamos gp helyettesti, melyek motor s genertor zemben is kpesek mkdni. Innen a nevk: Motor-Generator (MG). A rendszert egy elektronikus verrlegysg (ECU) vezrli. A gzpedl s a motor kztt nincs mechanikus kapcsolat, drive-by-wire rendszert valst meg. A belsgs motor indtst, lelltst, fordulatszmszablyzst az ECU vezrli.

    9. bra Toyota HSD vzlata

    A rendszer lelke egy, az brn kzpen elhelyezked bolygm. A bolygm gyrkerekhez kapcsoldik egy lnchajts, mely egy tttelen s egy diferencilmvn keresztl hajtja az els kerekeket, valamint MG2, melyet gyakran szilmpn Motor-nak hvnak. Ha az aut halad, MG2 forog s a bolygm gyrkereke is forog. MG2 lesz a hajt motor. A bolygkerk hordoztrcsja a belsgs motorral van sszektve egy

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 16

    tengelykapcsoln keresztl, mely sosem old, csupn az esetleges nagy nyomatkok ellen vdi a rendszert. Ha a motor jr, forog a hordoztrcsa. A napkerk MG1-hez (vagy Generator-hz) kapcsoldik. MG1 tlti az akkumultort, vagy ramforrsknt szolgl MG2-nek. A motor indtsrt is MG1 felel.

    MG1, MG2 s a bolygm egy hzban helyezkednek el, mely a motorblokkhoz van csavarozva. Az egyes tengelyek fordulatszmt s a hajtnyomatkot szenzorok figyelik, melyek visszacsatolsknt szolglnak az ECU szmra.

    A motor (mely a hordoztrcst hajtja) nyomatknak egy rszt a napkerk (MG1) veszi fl, msik rszt a gyrkerk (MG2). Ezen nyomatkok arnya fix, melyet a bolygm geometrija hatroz meg, melynek alaptttele 1:2,6. A teljestmny megoszlsa azonban fgg a napkerk s a gyrkerk, gy MG1 s MG2 sebessgtl is. A bolygm teremti meg a kapcsolatot a kerekek (MG2), a motor s MG1 fordulatszma kztt. MG1 fordulatszmnak vltoztatsval a motor fordulatszma konstans rtken tarthat egy szles sebessgtartomnyban. MG1 fordulatszmszablyzsra alkalmas. MG2 fixen kapcsoldik a jrmkerekekhez, gy vele nyomatkot lehet szablyozni.

    6.1.2. Hajtsi fzisok

    Ha a jrmvnk ll helyzetben van (a gyrkerk ll), s az akkumultor tltttsge alacsony, MG1-et motor zemben forgatva beindul a belsgs motor, mely azutn meghajtja MG1et, mely genertor zembe kapcsolva tlti az akkumultort.

    10. bra HSD alapjraton

    Ha az akku tltttsge elri a 60%ot, a BM lell. Ezutn ha el akarunk indulni, MG2 fog hajtani. Mivel a motor ll, MG1 ennek hatsra az ellenkez irnyba forog. Ilyenkor nem kapcsol genertor zembe, nincs rajta semmilyen tlts.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 17

    11. bra HSD tiszta villamos hajtsban

    Krlbell 65 km/h sebessgnl azonban MG1 elri az maximlis fordulatszmt. Ha tovbb szeretnnk gyorsulni az autval, MG1 negatv nyomatkvezrlst kap, az elektromgneses mez lasstani fogja. Ennek kvetkeztben a BM forogni kezd, majd beindul. Ebben az esetben MG1 mg mindig ellenkez irnyba forog, mint MG2, viszont genertor zemben van, nyomatka negatv, gy a benzinmotor asszisztlhat MG2-nek a hajtsban. Ekzben MG1 tlti az akkumultort, vagy tpllja MG2-t.

    12. bra HSD 65 km/h fltt

    Ha nagy teljestmnyre van szksg, mind a hrom gp is hajthat. Ez ugyan csak rvid ideig tarthat fent, ugyanis az akkubl csak fogyasztjuk az energit, vissza nem tpllunk.

    13. bra HSD kombinlt hajts

    Ugyangy nz ki a diagram fkezskor. Ekkor azonban mindkt villamos gp genertorknt zemel, s ramot termelnek mikzben fknyomatkot fejteneki ki a kerekekre. Ezzel cskken a srldsos fkrendszer kopsa is. Ha az akkumultor maximlis tltttsgi szinten van, a belsgs motor gyjts s befecskendezs nlkl szolgl retarderknt. A BM azrt nem tlti az akkumultort 60% tltttsgi szint fl, hogy legyen szabad kapacits a regeneratv fkezs szmra, ugyanis az az energia ingyen van, a motorral megtermelt pedig zemanyagba kerl.

    6.1.3. Mszaki adatok

    A harmadik genercis Toyota Prius belsgs motorja egy 1798 cm3-es soros, ngyhengeres atkinson ciklus benzinmotor. Az atkinson ciklust gy valstja meg, hogy

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 18

    kompresszi temben a szvszelepek zrst kslelteti, gy a tnyleges srts ksbb kezddik meg. A kompressziviszony 13:1. Ennek eredmnye 73 kW teljestmny s 142 Nm forgatnyomatk.

    MG1 egy hromfzis, llandmgneses szinkrongp (BLDC). Nvleges feszltsge 500V AC, Maximlis nyomatka 45Nm, maximlis teljestmnye 37,8 kW.

    MG2 szintn BLDC, nvleges feszltsge azonos, mrete azonban nagyobb, mint MG1, maximlis nyomatka 400Nm, maximlis teljestmnye 60 kW. Ezen HSD rendszer maximlis sszteljestmnye 100kW

    Az akkumultor egy 38 db modulbl, modulonknt 6 db 1,2V, 6,5Ah Prizmatikus NiMH cellbl ll. gy egy modul 7,2V, az egsz akkumultorcsomag pedig 273,6V, 6,5Ah. Tmege 53,3 kg s 1778,4 kWh energit kpes trolni.

    A Prius 3 tmege 1379kg, ennek ellenre kombinlt tlagfogyasztsa 3,9 L/100km.

    6.2. Honda Integrated Motor Assist

    6.2.1. Felpts

    A Honda Intergrated Motor Assist (IMA) rendszernek felptse egyszerbb, mint a HSD-, azonban az vek alatt sokat vltozott. Az els IMA rendszert az els genercis Honda Insight-ba ptettk be 1999-ben.

    A f energiaforrs a belsgs motor, melyet kiegszt egy villamos gp gyorstskor. Ez egy prhuzamos hibrid rendszer, a villamos gp a motor s a sebessgvlt kztt helyezkedik el, fixen kapcsoldva a ftengelyre. gy fordulatszm szablyzsra nem alkalmas, azonban nyomatk szablyzsra igen. Tartozik mg a rendszerhez egy nagyteljestmny akkumultor s egy teljestmnyvezrl egysg (PCU).

    Az IMA egy mild hibrid rendszer.

    14. bra Honda IMA hajtsrendszer

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 19

    6.2.2. Mkdsi md

    Az elrendezsbl addik, hogy az IMA nem kpes tiszta villamos hajtsra, a villamos gp minden esetben egytt forog a motorral.

    Gyorstskor a villamos gp motor zemben extra nyomatkkal rsegt a belsgs motornak. Mikor az aut elri utazsebessgt, a rsegts kikapcsol. Lasstskor a villamos gp genertor zembe kapcsol, fknyomatkot fejt ki a kerekekre, s tlti az akkumultort. Mikor az aut megll, a belsgs motor autmatikusan lell. Ha ekkor rlpnk a gzpedlra, a villamos gp pillanatok alatt beindtja a BM-et.

    Alacsony fordulatszmoknl a villanymotor akr 50%-al is megnvelheti a hajtnyomatkot. Magas fordulatszmoknl a Honda intelligens vltoz szelepvezrls s elektronikus szelepemels-vezrls rendszere (VTEC) nveli a benzinmotor teljestmnyt.

    Az els IMA-k manulis sebessgvltval voltak szerelve. A ksbbiekben ezt egy fokozatmentes sebessgvlt vltotta le, mely segtsgvel szablyozhatv vlt a belsgs motor fordulatszma is egy adott jrmsebessg-tartomnyon bell.

    6.2.3. Mszaki adatok

    Az els genercis Insight hermve egy hromhengeres, 12 szelepes, 1 literes benzinmotor, srtsi arnya 10,8:1, maximlis nyomatka 91Nm, maximlis teljestmnye 50kW. A villamos gp egy keskeny kialakts, llandmgneses hromfzis szinkrongp (BLDC), maximlis nyomatka 49 Nm, maximlis teljestmnye 10kW, nvleges feszltsge 144V. Az akkumultor NiMH, 20db modulbl, s modulonknt 6db 1,2V os cellbl ll.

    A PCU preczen vezrli a villamos gp rsegt/regenerl zemt, s tlti a 12V-os akkumultort.

    A fokozatmentes sebessgvlt egy kpos trcss varitor, mely fokozatmentes mdostsvltoztatst tesz lehetv elremenetben i=3,172 0,529, htramenetben 4,511 1,693 tartomnyokban.

    Az Els genrecis Insight tmege 850 kg, gy tlagfogyasztsa 4,4 L/100km. A legjabb genercis IMA egy 1300 cm3 es, nyghengeres, 8szelepes benzinmotort

    alkalmaz, 73kW s 167 Nm rtkekkel. Villamos gpe szintn BLDC, 10kW, s 79 Nm. Akkumultora 84 modulbl ll, nvleges feszltsge 100,8V, kapacitsa 5,75Ah. Ezt a rendszert tbbek kztt a msodik genercis Insightba szerelik, melynek sajt

    tmege 1237kg. jelentsen nagyobb, mint az els Insight, azonban a 4,4 L/100km-es tlagfogyasztst gy is elri.

    6.3. General Motors Voltec

    6.3.1. Felpts

    A General Motors Voltec egy vegyes hibrid hajtsrendszer, melyet a General Motors fejlesztett ki 2010-ben, s elszr a Chevrolet Volt, Opel Ampera s Cadillac ELR tpus gpjrmvekbe szereltk. A rendszer egy magas feszltsg, nagy kapacits akkumultort, egy elektronikus vezrlegysget, kt villamos gpet, egy belsgs motort s egy bolygmvet tartalmaz, ugyangy, mint a Toyota HSD. Azonban felptsben s mkdsben is tbb helyen eltr vetlytrstl.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 20

    15. bra GM Voltec hajtsrendszer vzlata

    A rendszer ugyanis tartalmaz ezenfell 3 darab tengelykapcsolt (C1, C2, C3), melyek a klnbz mkdsi mdokban nyitnak vagy zrnak. Mindkt villamos gp kpes a jrm hajtsra (motor zem) s energia termelsre is (genertor zem). A GM azonban az egyik gpet Traction Motor-nak (TM), a msikat Generator-nek (G) nevezi.

    A belsgs motor C3-on kereszlt csatlakozik G forgrszhez, mely C2-n keresztl pedig a bolygm gyrkerekhez. A gyrkerk C3-on keresztl kapcsoldik a hajtmhzhoz. A bolygkerk napkerekvel TM forgrsze van egy tengelyen, s a kihajtssal a bolygkerk hordoztrcsa van kapcsolatban.

    Ahogy a HSD, a Voltec is kpes tiszta villamos hajtsra, gy teljesen hibrid, s a belsgs motor szintn csak indirekt mdon kapcsoldhat a kerekekhez. Plug-in hibrid is, a Voltec rendszer hlzati ramforrsrl is tlthet.

    6.3.2. Hajtsi fzisok

    Indulskor, magas akkumultor tltttsgnl tiszta villamos zem valsul meg. Ekkor C2 nyit, C1 zr s lefogja a bolygm gyrkerekt gy az egy szabadsgfokv vlik, s egyedl TM hajt. TM energijt az akkumultor szolgltatja egy DC/AC talaktn keresztl. Ekkor a belsgs motor ll. Az aut ebben a fzisban legfeljebb 160 km/h-s sebessggel kpes haladni. Ennl nagyobb sebessgeknl TM fordulatszma nagyon magas, hatsfoka alacsony.

    Ennl nagyobb sebessgeknl a ktmotoros nagysebessg zem lp letbe. Ekkor C1 old s C2 zr, G motor zembe kapcsol, s meghajtja bolygm gyrkerekt. Ezltal TM fordulatszma lecskkenhet azonos sebessg mellett. Ez egy hatkonyabb zem, mely nhny kilmterrel megnvelheti a hattvolsgot.

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 21

    Az elbbi fzisokban val hossz tv halads utn az akkumultor elr egy minimum megengedett tltttsgi szintet, melynl elindul a BM annak rdekben, hogy ezt a tltttsget fenttartsa. Ekkor C2 old, C1, C3 zr, G genertor zembe kapcsol, s tlti az akkumultort az inverteren keresztl. Ez az egymotoros soros zem, maximum jrmsebessge 160km/h, hiszen csak TM hajt.

    Magasabb sebessgeknl hatkonyabb a kombinlt zem. Ekkor C1 old, C2 s C3 zr, a motor meghajtja G-t, mely ramot termel. De G forgrsze ssze van kapcsolva a gyrkerkkel, gy az is forog, TM fordulatszma lecskkenhet, nvelve a rendszer hatsfokt.

    A regeneratv fkezs is megvalsul, lasstskor a villamos gp(ek) genertor zembe kapcsol(nak) fknyomatkot kifejtve s termelve az ramot az akkumultor tltshez.

    6.3.3. Mszaki adatok

    A Chevrolet Volt akkumultora egy 16,5 kWh-s, Ltium-Ion akkumultor csomag. mely 9 db modulbl, modulonknt 32 db cellbl ll s 197 kg-ot nyom. Ez a kardnboxban helyezkedik el, s sajt htsrendszere van.

    TM s G egyarnt BLDC-k, teljestmnyk 111 s 55 kW. Belsgs motorja egy 1400 cm3 lkettrfogat, soros, ngyhengeres EcoFLEX benzinmotor, mely 63 kW teljestmny. Az aut tmege 1721 kg, azonban tiszta villamosan 60 km megttelre is kpes. A Plug-in hibridekre vonatkoz UN ECE R101 szabvny szerint mrt zemanyagfogyasztsa 1,2 l/100km volt, azonban mivel az aut javarszt tiszta villamos zemben mkdik, energiafogyasztst rdemes megadni, mely 169 Wh/km.

    16. bra GM Voltec hajtsrendszer metszetben

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 22

    brajegyzk

    1. bra Soros hibrid............................................................................................................................................4 2. bra Prhuzamos hibrid.................................................................................................................................5 3. bra Vegyes hibrid.........................................................................................................................................6 4. bra Li-Ion akkumultor tltse s kistse...................................................................................................8 5. bra Ultrakapacits felptse.....................................................................................................................10 6. bra Atkinson ciklus motor.........................................................................................................................12 7. bra Honda Accord Hybrid motorvezrlse.................................................................................................13 8. bra Nhny jrm zemanyag-fogyasztsa a sebessg fggvnyben...................................................13 9. bra Toyota HSD vzlata.............................................................................................................................15 10. bra HSD alapjraton................................................................................................................................16 11. bra HSD tiszta villamos hajtsban...........................................................................................................16 12. bra HSD 65 km/h fltt.............................................................................................................................17 13. bra HSD kombinlt hajts........................................................................................................................17 14. bra Honda IMA hajtsrendszer................................................................................................................18 15. bra GM Voltec hajtsrendszer vzlata.....................................................................................................20 16. bra GM Voltec hajtsrendszer metszetben..............................................................................................21

  • M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K

    M E G Y E T E M G P J R M V E K T A N S Z K 23

    Irodalom Hibrid: https://prezi.com/1k6dbdavhrzi/copy-of-hybrid-hajtas/ http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_electric_vehicle http://autocaat.org/Technologies/Hybrid_and_Battery_Electric_Vehicles/HEV_Types/ Energiahordozk: http://www.afdc.energy.gov/vehicles/electric_batteries.html http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery http://www.battcon.com/papersfinal2008/mcdowallpaper2008proof_9.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel%E2%80%93metal_hydride_battery http://www6.zetatalk.com/docs/Batteries/Chemistry/Duracell_Ni-MH_Rechargeable_Batteries_2007.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Lead%E2%80%93acid_battery http://www.vilaglex.hu/Kemia/Html/SaOlAkku.htm http://www.axionpower.com/Technology http://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor Villamos gpek: http://en.wikipedia.org/wiki/DC_motor http://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_DC_electric_motor http://www.teslamotors.com/blog/induction-versus-dc-brushless-motors http://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor Varga Balzs Villamos gpek alkalmazsa a kzlekedsben (tantrgy) Krnyezeti hatsok: http://livinggreenmag.com/2013/08/28/green-business/how-hybrid-cars-help-the-environment/ https://thefrozentruthblog.wordpress.com/2013/10/28/think-your-hybrid-vehicle-doesnt-have-negative-environmental-impacts-think-again/ http://www.hybridcars.com/battery-toxicity/ http://www.pitt.edu/~crf30/Writing3.pdf HSD: http://www.evworld.com/library/toyotahs2.pdf http://www.ae.pwr.wroc.pl/filez/20110606092430_HEV_Toyota.pdf http://www.eahart.com/prius/psd/ http://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Prius IMA: http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/771011 http://facultyfiles.deanza.edu/gems/waltonjohn/2010HondaInsight.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Honda_Insight Voltec: http://www.plugincars.com/exclusive-video-want-know-exactly-how-chevy-volt-powertrain-works-95344.html http://en.wikipedia.org/wiki/Chevrolet_Volt