Sådan fungerer avancerede hybridsystemer

Billedgalleri: Hybridbiler Hybridteknologi bliver bedre og bedre og tvinger traditionelle hybrider til at gøre plads til mere avancerede hybridsystemer. Se flere billeder af hybridbiler. AP Photo / Pat Wellenbach

Hybridkøretøjer er temmelig almindelige på vejene nu, og mange bilproducenter har flere linjer med biler, der inkluderer en hybridversion. I 2009 alene, selv under en økonomisk nedtur, blev der solgt mere end 290.000 nye hybridbiler i USA [kilde: Hybridbiler]. Efterspørgslen efter hybrider ser ikke ud til at falde, og når flere producenter bygger hybrider, bliver teknologien bedre og bedre, hvilket tvinger traditionelle hybrider til at gøre plads til mere avancerede hybridsystemer.

Avancerede hybridsystemer sigter stadig mod at opnå den bedste gas kilometertal og få forbedret effektivitet ud af køretøjet, men de gør det ved at inkorporere nye eller forbedrede teknologier, som traditionelle hybrider endnu ikke har fuldt ud anvendt. Avancerede hybrider benytter sig mere af elektrotekniske bestræbelser og bringer hybrider endnu et skridt væk fra benzinmotoren og bare lidt nærmere et elektrisk køretøj.

Du kan tænke på hybridsystemer som matematikklasse. Først skal du lære det grundlæggende som tilføjelse, subtraktion, opdeling og multiplikation. Derefter går du videre til mere avanceret matematik som algebra, geometri, trigonometri og beregning. Ligesom i matematik bygger hybrider på den aktuelle information og flytter derefter ind i mere avancerede områder. For avancerede hybrider er fordelene mere kraftfulde batterier, længere rækkevidde uden benzin, nye måder at genoplade batterierne og endda nye måder at udnytte strøm på.

Hybrider, der lige kommer på markedet nu, ser måske ikke meget anderledes ud end tidligere versioner, men de inkluderer fremskridt, der er blevet gjort muligt i de sidste par år med masseproduceret hybridteknologi.

På næste side skal vi se på nogle af de nye og forbedrede teknologier i avancerede hybridsystemer og se, hvordan de ændrer vores nuværende definition af et hybridbil.

Lithium-ion (Li-ion) kan lagre mere strøm i batteripakker i mindre størrelse, og bilfirmaer begynder at bruge dem som et mere avanceret elektrisk opbevaringssystem til deres hybrider. AP Photo / Mark Humphrey

Avancerede hybridsystemer fungerer som mange standard hybridbiler, hvilket betyder, at de stadig bruger en lille forbrændingsmotor, en elektrisk motor og i de fleste tilfælde et sæt batterier. Men avancerede hybridsystemer går et skridt videre og integrerer nyere teknologier i køretøjer.

Et eksempel på dette ville være brugen af ​​lithium-ion (Li-ion) -batterier i modsætning til nikkel-metal-hydridbatterier (NiMH). Lithium-ion kan lagre mere strøm i batteripakker i mindre størrelse, og bilfirmaer begynder at bruge dem som et mere avanceret elektrisk opbevaringssystem til deres hybrider. Li-ion koster i øjeblikket mere at producere, men de har flere fordele, som NiMH-batterier gør. Faktisk har mange virksomheder investeret en masse penge til at udvikle sofistikeret Li-ion-batteriteknologi. Da prisen på teknologien er begyndt at falde, ser producenterne på Li-on som det dominerende elektriske lager for hybrider. Selvom Li-ion-batterier er ved at blive det valg af batterilagring, bruger nogle avancerede hybrider slet ikke batteriteknologi. I stedet bruger de et svinghjul til at opbevare elektricitet til brug senere. (Vi kommer nærmere ind på dette emne lidt senere i artiklen.)

En anden vigtig teknologiforskel mellem traditionelle hybrider og avancerede hybridsystemer er mængden af ​​elektricitet, der bruges til køretøjets strøm. Ja, alle hybrider bruger en slags elektrisk motor til at hjælpe forbrændingsmotoren, men avancerede hybrider bruger den elektriske motor på måder, der giver et alternativ til benzinmotoren under pendling, snarere end bare hjælp til motoren. I nogle avancerede hybrider, som Porsche 911 GT3 R, er der to elektriske motorer, der driver bilen i stedet for kun en [kilde: Abuelsamid].

Ud over lithium-ion-batterier og brugen af ​​flere elektriske motorer kan avancerede hybridsystemer også omfatte plug-in-teknologi til opladning af batterier. Ikke alle avancerede hybrider er plug-ins, men nogle, som Toyota Prius plug-in, integrerer teknologien i køretøjet for at give et alternativt middel til at genoplade batterierne i modsætning til kun at genoplade dem gennem kørsel og bremsning.

På den næste side ser vi på nogle eksempler på, hvordan disse teknologier anvendes.

Porsche 911 GT3 R Hybrid GT Race Car PRNyhederFoto / Porsche Cars Nordamerika, Inc.

På den sidste side nævnte vi flere forskellige typer teknologier, der bruges i avancerede hybridsystemer, der ligner traditionelle hybrider, men alligevel bygger på aktuelle teknologier og tager dem et skridt videre. Så hvorfor bygge videre på den nuværende teknologi? Hvad er de praktiske anvendelser af et avanceret hybridsystem? Ligesom med en traditionel hybrid er brændstofeffektivitet et hovedmål, men avancerede hybrider har endnu større anvendelser.

Lad os starte med lagerkapacitet. Vi nævnte på den sidste side, at avancerede hybrider vil bruge (og nogle bruger allerede) Li-on-batterier, som gør det muligt for køretøjet at have en mere effektiv batteritid end tidligere batterityper. Den praktiske anvendelse af dette resulterer i, at chauffører alene kan køre længere. For eksempel vil Chevrolet Volt være i stand til at køre op til 80 miles (80,5 kilometer) på elektricitet alene, og plug-in Toyota Prius vil have en elektrisk rækkevidde på cirka 21 km (kilde: Thomas og Toyota).

Den anden applikation er kundernes bekvemmelighed. Nogle avancerede hybridbiler, som Volt og den næste generation af Prius, har evnen til at oplade deres batterier ved at være tilsluttet en elektrisk kilde. I stedet for at skulle bruge selve bilen til at genoplade batterierne, er nogle avancerede hybrider i stand til at genoplades, mens de sidder i garagen. Så ikke kun holder batteriets opladning længere og kan bruges til kun elektrisk kørsel, men det kan også genoplades derhjemme i slutningen af ​​dagen og være klar til at køre næste morgen.

En af de sidste store applikationer til avancerede hybrider er deres evne til at skabe mere kraft og bruge den på bedre måder end deres forgængere. Som vi nævnte på sidste side, bruger Porsche 911 GT3 R hybrid to elektriske motorer til at ledsage motoren. Disse motorer fanger kinetisk energi under bremsning, omdanner den til elektricitet og opbevarer derefter elektriciteten i et elektromekanisk svinghjul, der skal bruges efter ønske. De to motorer bruges til forhjulene og giver føreren automatisk kraft til hjulene under normale kørselsforhold, eller de kan bruges som et burst of power til hjulene ved at trykke på en særlig accelerationsknap [kilde: Abuelsamid].

Denne form for avanceret hybrid-system kan bruges til power on demand, når det er nødvendigt.

Så du kan se, at avancerede hybridsystemer bygger på de nuværende teknologier i traditionelle hybridbiler, men derefter tage det et skridt videre ved at forbedre ikke kun batterikraften og brændstofeffektiviteten, men også køretøjets output og førerens bekvemmelighed også.

For mere information om avancerede hybridsystemer og andre relaterede emner, skal du følge linkene på næste side.

relaterede artikler

• 5 Tip til hybridkøb
• 5 måder Hybridbatteripakker forbedres
• Sådan fungerer hybridbiler
• Sådan fungerer CVT'er
• Kan hybridmotorer skabe mere kraft?
• Er hybridbiler dyrere at forsikre? 
• Hvem designet og byggede den første hybridbil?
• Hvad er de forskellige typer hybridbiler?
• Hvordan hjælper hybridbildesign hjælp til brændstofeffektivitet?

Kilder

• Abuelsamid, Sam. "Porsche 911 GT3R kører ved Petit Le Mans." 21. juli 2010. (4. november 2010) http://green.autoblog.com/2009/04/24/fiat-working-on-new-hybrid-system-for-small-cars-to-share- med-c /
• Hybridbiler. "December 2009 Dashboard: Tegn ved slutningen." 20. januar 2010. (4. november 2010) http://www.hybridcars.com/hybrid-sales-dashboard/december-2009-dashboard.html
• Chevrolet. "Chevy Volt." (1. nov. 2010) http://www.chevrolet.com/volt/
• Hybridbiler. "Hondas billige hybridstrategi: litiumionbatterier." 18. marts 2010. (5. november, 2010) http://www.hybridcars.com/news/honda-low-cost-hybrid-strategy-lithium-ion-batteries-27544.html
• Hybridbiler. "Lithium-ion-hybridbatterier." 3. april 2006. (5. nov. 2010) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
• Thomas, David. "GM hæver Chevy Volt's elektriske rækkevidde." 23. september 2010. (4. november, 2010) http://blogs.cars.com/kickingtires/2010/09/gm-revises-chevy-volts-electric-range.html
• Toyota. "Prius Plug-in Hybrid." (1. november 2010) http://www.toyota.com/upcoming-vehicles/prius-plug-in/