Download
1 / 33
490 likes | 1.49k Views
تهیه و تنظیم : استاد : دانشگاه :. تکنولوژی خودروهای هیبریدی.
E N D
تهیه و تنظیم : استاد : دانشگاه : تکنولوژی خودروهای هیبریدی
یک مهندس آمریکائی به نام H.Piperدر ۲۳ نوامبر ۱۹۰۵ یک ماشین هیبریدی ساخت که قادر بود در طی ۱۰ ثانیه تا ۲۵ مایل شتاب بگیرد. موتور این خودرو ترکیبی از موتور بنزینی و موتور الکتریکی بود که امروزه به عنوان موتور هیبریدی شناخته میشود. Piper در سه سال و نیم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پایین بودن قیمت سوختهای فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به این نوع خودروها شد. در پی بحرانهای نفتی سالهای ۱۹۷۰ دوباره این خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولی تا سال ۱۹۹۰ که کار اصولی با مشارکت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمریکا آغاز گردید، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند. تاریخچه
این خودروها در مکان هایی کاربرد دارد که خروجی موتورهای احتراق داخلی می تواند سبب بیماری یا ناراحتی شود.مثلا در میدان های گلف محوطه شهرهای بزرگ کاربرد دارد. یک خودروی الکتریکی ممکن است از یک یا چند موتور تغذیه کند. این خودروها ممکن است از سه منبع تغذ یه شوند: باتری ها ی قابل شارژ پیل ها ی سوختی پیل های خورشیدی اصول خودرو های الکتریکی
چند مزیت خودروهای الکتریکی عمل کننده با باتری: خودروهایی با آلایندگی صفر هستند. این خودروها با هر آلایندگی باز هم 99درصد از خودروهای احتراق داخلی تمیزترند. قیمت بالای خودرو و باتری. حداقل 4 تا 8 ساعت نیاز به شارژ دارند. با هر بار شارژ باتری 192kmرا می پیمایند. BEV
خودروهای هیبریدی، نوع تعمیم یافته خودروهای برقی خالص می‌باشند که معایب خودروهای برقی خالص تا حدود زیادی در آنها برطرف گردیده است و می توان گفت معایب خودروهای احتراق داخلی نیز تا حدودی در آنها برطرف شده است. از مزایای مهم این خودروها نسبت به خودروهای احتراق داخلی، کارکرد در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطة بهینة خود کار میکنند که این امر باعث بالا رفتن بازده موتور و کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت می‌گردد و دیگر اینکه به هنگام ترمزگیری و یا شتاب منفی، انرژی به صورت الکتریکی در باطری ها ذخیره میشود و همین امر باعث کارکرد کمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتیجه منجر به کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت می‌گردد. ویژگی خودروهای هیبریدی
1.موتوربنزینی : موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش الودگی و ا فزایش کارایی میشود. 2.باک بنزین : باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1گالون(7پوند) بنزین انرژی دارد. موتور و باک بنزین
شامل سیم پیچ میدان . آرمیچر کموتاتور و ذغال. سیم پیچ میدان به طوری طراحی شده اند که بعد از عبور جریان از میا آنها میدان الکترومغناطیس ساکن قدرتمندتری را تولید می کنند . آرمیچر یکی از فاکتورهای مشخص کننده توان خروجی یک موتور تعداد حلقه ها یا سیم پیچهای آرمیچر است. کموتاتور : قطعه های کموتاتور از مس تشکیل شده و نسبت به یکدیگر و شفت عایق می گردند . طرح های سیم پیچ میدان شامل: سری موازی و ترکیبی است. موتورهای DC
موتور AC شامل دو قسمت الکترونیکی اصلی استاتور و روتور است . در صفحه بعد اصول ساختمان یک موتور AC را مشاهده می کنیم. ACموتورهای
اصولا ژنراتورها از نظر ساختمان شبیه به موتورهای AC,ِِِDC, وظیفه اصلی ژنراتورها تولید برق بوسیله گشتاور داده شده به آنها بوسیله یک موتور احتراق داخلی است . ژنراتورها به دو گونه تقسیم بندی می شوند : ژنراتورهایی که خروجی آنها DC است. ژنراتور هایی کی خروجی آنها AC است . خروجی ژنراتورهای DC به صورت ولتاژ پالسی است . ودلیل این ولتاژ پالسی وجود فاصله بین کموتاتورهای قسمت گردنده یا آرمیچر است . ژنراتورهای AC : این ژنراتورها اساسا معکوس یک ژنراتور DC هستند. ژنراتور:
کنترلرها به منظور مدیریت جریان الکتریسیته ی باتری ها و کنترل سرعت موتورهای الکتریکی بکار می روند . معکوس کننده : معکوس کننده ولتاژ DC باترب را به ولتاژAC سه فاز تبدیل می کند یا همچنین ممکن است ولتاژ AC تولید شده در طول ترمز گیری احیا کننده به ولتاژDC تبدیل کند . همچنین در برخی از مدارهای معکوس کننده مدار تقویت جریان جهت شارژ بهتر باتری تعبیه کنند . کنترلرها:
ژنراتور تولید برق DC به همراه مدار آی سی مدولاتور و ترانزیستور تقویت جریان مدار شارژ باتری خودرو با موتور هیبرید
باتری در خودروی محرک الکتریکی نسبت به به یک خودروی معمول با اهداف متفاوت به کار میرود. در خودروهای محرک الکتریکی علاوه بر باتری های ولتاژ بالا از باتری های راه انداز استفاده می شود. باتری های ولتاژ بالا:این باتری ها از پیل های بسیاری مونتاژ می شوند که به آنها بسته باتری می گویند.پیل ها یا به صورت استوانه ای هستند یا منشوری. باتری
به طور معمول در خودرو های محرک الکتریکی از باتری های دو قطبی استفاده می شود. باتری های پایه نیکل:دو طرح از باتری های قابل شارژ پایه نیکل به کار می رود. نیکل-هیدرید فلز (NIMH) نیکل-کادمیوم (NiCad) پایه لیتیوم:لیتوم سبک ترین فلز است و بیشترین دانسیته انرژی را در میان فلزات دارد.بسیار موافق محیط زیست است. انواع باتری های ولتاژ بالا
فراخازن ها خازن هایی با مساحت الکترود بزرگ هستند. فرا خازن ها وسیله ای الکتروشیمیایی هستند اما هیچ واکنش شیمیایی در آنها صورت نمی گیرد بنابراین تاثیر منفی بر روی محیط زیست ندارند. لوازمی بدون تعمیر هستند. آنها در نگهداری انرژی حاصل از ترمزگیری بسیار مناسب هستند. فرا خازن ها
تویوتا پریوس اولین اتوموبیلی بود که بانکی از فرا خازن ها را به کار برد. کاربرد فراخازن ها
در این دسته از خودروها موتور احتراق داخلی یک ژنراتور را می‌چرخاند و این ژنراتور، هم باطری را شارژ می کند و هم یک موتور الکتریکی را به حرکت درمی‌آورد و بدین صورت انتقال قدرت صورت می گیرد. در این ساختار موتور احتراقی مستقیم به سیستم انتقال قدرت وصل نمی‌شود.این سیستم به خاطر این سری نامیده میشود که قدرت، به صورت سری به چرخها منتقل می‌گردد و از آن برای رانش موتورهای با قدرت کم و با رنج کارکرد بهینه استفاده می شود. هیبرید سری
در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی میرساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی میرساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی همزمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل میشوند و این قدرت به چرخها میرسد. توجه داشته باشید که باک بنزین و موتور بنزینی به سیستم انتقال قدرت متصل هستند و باتری ها و موتور الکتریکی نیز اغلب به طور مستقل و جداگانه به سیستم انتقال قدرت متصل هستند. در نتیجه در هیبریدهای موازی هر دو موتور بنزینی و الکتریکی تواما نیرو محرکه مورد نیاز را فراهم میکنند هیبرید موازی
این طرح بگونه ای است که می‌توان از آن در شرایط مختلف به صورت هیبرید سری یا موازی استفاده نمود. در این سیستم با بهره‌گیری از فن‌آوری پیشرفته امکان استفاده از سیستم احتراقی و سیستم الکتریکی بطور جداگانه و همزمان وجود دارد. به این ترتیب در مواقع شهری کاملا" الکتریکی و بدون آلودگی و در سرعتهای بالا و در محدودة برون شهری می‌تواند بطور مستقل احتراقی و یا ترکیبی از دو سیستم باشد. در مواقعی چون شتابگیری سریع، هر دو سیستم با هم عمل میکنند. هیبرید سری ـ موازی
چنین ایده‌ای فقط بکمک یک فن‌آوری مدرن در یک خودرو سواری قابل اجراست. معمولا" چنین سیستمهایی از نوع ترکیبی هستند و با بهره‌گیری از یک استراتژی کنترلی مناسب عملا" همراه با فراهم آوردن عملکرد مناسب، سطح شارژ باطریها نیز در حد خوبی نگهداری میشود بدین ترتیب این خودرو می‌تواند چه در شهر و چه در جاده به یک خودروی متداول تبدیل گردد. در این سیستم دو موتور الکتریکی وجود دارد که بسته به شرایط می‌تواند ترکیبی از آنها به کار آیند و قابلیت تبدیل به ژنراتور را دارند. هیبرید سری ـ موازی
1.کاهش اتلاف انرژی:سیستم به طور اتوماتیک در حالت در جا خاموش می شود و از هدر رفتن انرژی جلوگیری می شود. 2. ذخیره‌سازی و برگرداندن انرژی: انرژیی که در هنگام شتاب منفی و ترمزگیری هدر میرود را به انرژی الکتریکی تبدیل نموده و از اتلاف آنها جلوگیری می‌کند. 3. کمک به کارکرد موتور احتراقی: موتور الکتریکی در زمان شتابگیری به کارکرد موتور احتراقی کمک می‌کند. 4. کارکرد با بازدهی بالا: این سیستم با یک استراتژی کنترلی مناسب، بازدهی کلی خودرو را در تمام شرایط کاری در حالت بیشینه نگه می دارد؛ بدین صورت که موتور الکتریکی مانند یک جبران ساز در شرایطی که قدرت موتور احتراق داخلی کافی نیست وارد عمل می گردد و در مواقعی که قدرت موتور احتراق داخلی بیشتر از نیاز خودرو است، انرژی مازاد در باطریها ذخیره می گردد ویژگی خودروهای هیبرید سری- موازی
قانون مهمی از طبیعت که برای دانستن هر چیزی که حرکت یا کار می کند, این است که انرژی نمی تواند بوجود بیاید یا از بین برود. بلکه از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می شود. این یک قانون حیاتی برای زمانی که سعی می کنید بازده و کارایی خودروی محرک الکتریکی را درک نمایید. یکی از راه حل های افزایش بازده نهایی در خودرو محرک الکتریکی , ترمزگیری احیا کننده نامیده می شوند. ترمز خودروهای هیبریدی (احیا کننده)
در بیشتر خودروها کنترلرها برای ترمزگیری احیاکننده سیستمی دارند که در طول ترمزگیری مقداری از انرژی جنبشی خودرو که معمولا بوسیله ترمزها جذب می گردید و به گرما تبدیل می شد بوسیله موتور الکتریکی خودرو به الکتریسیته تبدیل می گردد سپس از طریق کنترلر به باتری برمی گردد. ترمز خودروهای هیبریدی (احیا کننده)
