ハイブリッド車両のドライブトレイン

ハイブリッド車両の駆動系は、ハイブリッド車両の駆動輪に動力を伝達する。 ハイブリッド車両は、複数の形態の動力を有する。

ハイブリッドは多くの構成があります。 例えば、ハイブリッドは、石油を燃焼させることによってエネルギーを受け取るが、電気モーターと燃焼機関との間で切り替えることができる。

電気自動車は、ディーゼル・パワートレインのように内燃機関と電気のトランスミッションを組み合わせた長い歴史を持っていますが、ほとんどが鉄道機関車に使用されています。 ディーゼル・パワートレインは、ハイブリッドの定義に失敗します。これは、電気駆動トランスミッションが補助動力源ではなく機械式トランスミッションに直接置き換わるためです。 ハイブリッド陸上車の最も初期の形態の1つは、1930年代の「無軌道」トロリーバスであり、これは通常ワイヤーによって供給される牽引電流を使用した。 トロリーバスは、バスに直接電力を供給するか、独立して電力を生成するために、一般に内燃機関(ICE)に取り付けられていました。 これにより、車両は障害物や橋渡しされた送電線を迂回することができました。

パワートレインには、格納されたポテンシャルエネルギーを変換するために使用されるすべてのコンポーネントが含まれます。 パワートレインは、化学、太陽、原子力、または動力学のいずれかを使用して、それらを推進に役立てることができる。 最も古い例は、帆と櫓を使ったガレーです。 最近の一般的な例は電動自転車です。 ハイブリッド電気自動車は、バッテリを充電したり、車両に電力を供給したりできるICEによって補充されたバッテリまたはスーパーキャパシタを組み合わせている。 他のハイブリッドパワートレインはフライホイールを使用してエネルギーを蓄えます。

異なるタイプのハイブリッド車の中で、2016年には電気/ ICEタイプのみが市販されています。両方のモータから同時に電力を供給するために、1つのバラエティが並列運転されています。 もう1つは、電源を独占的に提供する1つの電源と2つ目の電源を直列に接続して動作します。 いずれかの供給元が主要原動力を提供し、他方が原動力を増強することができる。

他の組み合わせは、費用、複雑さ、バッテリの制限によって相殺される、優れたエネルギー管理と再生による効率の向上をもたらします。 燃焼電気(CE)ハイブリッドは、燃焼専用車両よりもはるかに大きな容量を有するバッテリパックを有する。 燃焼電気ハイブリッドは、はるかに高価な高エネルギー密度を提供する軽い電池を有する。 ICEは、電気システムを作動させエンジンを点火するのに十分な大きさのバッテリのみを必要とする。

デザインごとの種類

パラレルハイブリッド
並列ハイブリッドシステムは、内燃機関と電動機との両方を有し、これらの機械は、個別に駆動することも、両方を駆動することもできる。 これは2016年現在で最も一般的なハイブリッドシステムです。

それらが軸で(平行に)結合されている場合、この軸の速度は同一でなければならず、供給されたトルクも一緒に加算されなければなりません。 (ほとんどの電気自転車はこのタイプのものです)2つの電源のうち1つだけが使用されている場合、もう一方は回転(アイドル)、ワンウェイクラッチまたはフリーホイールで接続する必要があります。

自動車では、2つの源が同じ軸に(例えば、エンジンとトランスミッションとの間に接続された電気モータを用いて)適用され、等しい速度で回転し、トルクは電気モータにより加算され、必要に応じてシステムにトルクを加算または減算する。 (Honda Insightはこのシステムを使用しています。)

パラレルハイブリッドは、異なるモーター間のバランスが原動力を提供する際にさらに分類できます。ICEが支配的(特定の状況でのみ電動モーターを作動させる)である場合もあれば、逆の場合もあります。 現在の並列ハイブリッドは電気のみまたは内燃のみのモードを提供することができないため、軽自動車として分類されることが多い(以下を参照)。

並列ハイブリッドは回生制動に頼り、ICEは補充充電用発電機としても機能します。 これは都市の「ストップ・アンド・ゴー」状態での効率を向上させます。 彼らは他のハイブリッドよりも小さいバッテリーパックを使用します。 HondaのInsight、Civic、Accordハイブリッドは、生産並列ハイブリッドの例です。 サターンVUEやオーラグリーンライン、シボレーマリブハイブリッドなどのゼネラルモーターズ並列ハイブリッドトラック(PHT)とBASハイブリッドもパラレルハイブリッドアーキテクチャを採用しています。

スルー・ザ・ロード(TTR)ハイブリッド
別のパラレルハイブリッドは、「スルー・ザ・ロード」タイプです。 このシステムでは、従来のドライブトレインは、1つのアクスルに動力を供給し、1つのアクスルは別のアクスルを駆動します。この配置は、最も初期のオフトラックのトロリーバスで使用されていました。 実際には完全なバックアップパワートレインを提供します。 現代のモータでは、回生制動または巡航中に電気駆動車輪を装填することによってバッテリを再充電することができる。 これにより、電源管理に対するより簡単なアプローチが可能になります。 このレイアウトはまた、いくつかの条件において四輪駆動を提供する利点を有する。 (この原則の一例は、フロントハブモーターを装備した自転車で、リアホイールのサイクリストのペダルパワーを支援します)。このタイプの車両には、Audi 100 Duo II、Subaru VIZIV、Peugeot 307 Hybrid HDiコンセプトカー、ハイブリッド4システム、ボルボV60プラグインハイブリッド、BMW 2シリーズアクティブトワーラー、BMW i8、第2世代Honda NSXを使用したPSAグループの車両プジョー3008、プジョー508,508 RXH、シトロエンDS5

シリーズハイブリッド
シリーズハイブリッドは、拡張レンジ電気自動車(EREV)またはレンジ拡張電気自動車(REEV)とも呼ばれます。 (特定の特性を有するハイブリッドシリーズは、カリフォルニア大気資源局(California Air Resources Board)によって、レンジ拡張バッテリ – 電気自動車(BEVx)として分類される。

1903年以来、従来の機械式トランスミッションの代替として、電気式トランスミッションが利用可能でした。通常、機械式トランスミッションは、手動または自動で達成されるかどうかにかかわらず、重量、バルク、ノイズ、コスト、複雑さ、 ICEと異なり、電気モーターはトランスミッションを必要としません。

実際には、ICEと車輪との間の機械的伝達全体が除去され、発電機、いくつかのケーブルおよび制御装置、および電動トラクションモータによって置き換えられ、ICEはもはや需要に直接関係しない。

これはシリーズハイブリッド方式であり、ディーゼル電気機関車および船舶(1903年に発足したロシアの河川船、世界で初めてのディーゼル動力およびディーゼル電気動力船でした)とFerdinand Porscheは、 20世紀初めのLohner-Porsche Mixte Hybridを含むレーシングカーでは、 ポルシェはホイールハブのモーター構成を備えたSystem Mixteというシステムに、2つの前輪のそれぞれにモーターを搭載して速度記録を設定しました。

エネルギーバッファーとして作用する中間バッテリーが発電機と電気牽引モーターとの間に置かれている場合、道路車両用の直列ハイブリッドシステムでは、柔軟性が高く、効率が高く、排出物が少ないという議論が達成されている。

ICEは発電機を回し、駆動輪に機械的に接続されていません。 これにより、エンジンを要求から隔離し、一番効率的な速度で一貫して動作させることができます。 一次動力はバッテリによって生成されるので、従来の直接駆動エンジンと比較して小型の発電機/エンジンを取り付けることができる。 電気牽引モータは、バッテリから、またはエンジン/発電機から、またはその両方から電気を受け取ることができる。 牽引モーターは、しばしば、電力網のような外部源から充電されることができるバッテリーによってのみ動力供給される。

これにより、エンジン/発電機を備えた車両が、バッテリが消耗したときなど、必要なときにのみ動作したり、バッテリを充電することができます。

電動トラクションモータ
電気モーターは、ICEよりも効率的であり、高い出力対重量比は広い速度範囲にわたってトルクを提供する。 ICEは、一定の速度で回転するときに最も効率的です。

ICEは、発電機を回すときに最適に動作することができます。 シリーズハイブリッドシステムは、ギアチェンジを避けることでよりスムーズな加速を実現します。 シリーズハイブリッドには次のものが組み込まれています。

電動トラクションのみ – 車輪を回すために電動機のみを使用します。
ICE – 発電機のみを回します。
発電機 – ICEによって発電し、エンジンを始動させる。
バッテリー – エネルギーバッファー。
回生制動 – 駆動モーターは発電機になり、運動エネルギーを電気エネルギーに変換してエネルギーを回収し、車両の減速と熱損失の防止も行います。

加えて:

バッテリを充電するためにグリッドに接続することができます。
スーパーキャパシタはバッテリを補助し、ブレーキングから大部分のエネルギーを回収します。

詳細に
電動モータは、バッテリから、またはICEによって回された発電機を介して、またはその両方によって、全体的に給電されてもよい。 このような車両は、概念的には、ディーゼル電気機関車に似ており、ICEを作動させずに車両に動力を与え、より速い速度を加速して達成するために使用されるエネルギーバッファーとして働くバッテリーを追加する。 発電機は、バッテリを同時に充電し、車両を動かす電気モータに電力を供給することができる。

車両が停止すると、ICEはアイドリングなしでオフに切り替えられ、バッテリは休止時に必要な電力を供給します。 交通信号機、またはゆっくりと動く停止始動の車両では、静止しているときやゆっくりと動いているときに燃料を燃やす必要はなく、排気ガスを減らす必要があります。

シリーズ・ハイブリッドには、制動システムを通じて熱として失われたエネルギーを回収することによって効率を改善することができる回生制動エネルギーを蓄えるスーパーキャパシタまたはフライホイールを取り付けることができる。 直列ハイブリッドはICEと車輪の間に機械的なリンクがないため、エンジンは車速に関係なく一定かつ効率的な速度で走行することができ、高い効率(ICE平均20%ではなく37% (19%対29%)をもたらす可能性があります。

ロータスは、日産のコンセプトInfiniti Emerg-eで使用されている内蔵発電機を介して1,500 rpmで15 kW、3,500 rpmで35 kWの電力を供給する2つの速度で動作するエンジン/発電機セット設計を提供しました。

この動作プロファイルは、マイクロタービン、ロータリーアトキンソンサイクルエンジンまたは線形燃焼エンジンなどの代替エンジン設計のためのより広い範囲を可能にする。

ICEは、巡航速度での出力速度を比較することによって、電気エンジンに適合させられる。 一般に、燃焼エンジンの出力レートは瞬時(ピーク)出力レートに対して提供されるが、実際には使用できない。

車輪を駆動する電動モータを使用することにより、ギアボックス、伝動軸および差動装置などの従来の機械式トランスミッション要素が直接排除され、フレキシブルカップリングが排除されることがあります。

トヨタは1997年、日本で販売された最初のシリーズハイブリッドバスを発売しました。 Designline International of Ashburton、ニュージーランドは、マイクロタービン動力式シリーズハイブリッドシステムを備えた都市バスを生産しています。 Wrightbusは、Gemini 2とNew Routemasterを含むシリーズハイブリッドバスを生産しています。 リチウムイオン電池バンクと組み合わされたスーパーキャパシターは、AFSトリニティーによって変換されたSaturn Vue SUV車両で使用されています。スーパーキャパシターを使うことで、彼らは直列ハイブリッド配置で150 mpgを請求する。

よく知られている自動車シリーズのハイブリッドモデルには、レンジエクステンダが装備されたBMW i3の変種が含まれています。 シリーズハイブリッド自動車の別の例は、Fisker Karmaである。 シボレーボルトはほぼシリーズハイブリッドですが、エンジンから車輪まで70mph以上の機械的なリンクも含まれています。

シリーズのハイブリッドは、航空機産業によって取り上げられている。 シーメンス、ダイヤモンドエアクラフト、EADSが設計した航空機のDA36 E-Starは、シーメンス70kW(94馬力)の電動モーターでプロペラを駆動するシリーズハイブリッドパワートレインを採用しています。 動力減速プロペラ減速ユニットが排除される。 目標は、燃料消費量と排出ガスを最大25%削減することです。 オンボードの40 hp(30 kW)オーストロエンジンヴァンケルロータリーエンジンと発電機が電力を供給します。

ヴァンケルは、サイズが小さく、重量が少なく、重量比が大きいために選ばれました。 (Wankelエンジンは、発電機の運転に適した約2,000 RPMの一定速度で効率的に稼動します。一定/狭い帯域を維持することは、自動車アプリケーションにおけるWankelエンジンの多くの欠点を相殺します。

電動プロペラモーターは、エンジンが作動していない状態でバッテリーに蓄えられた電力を使用して、離陸して音の放出を低減します。 パワートレインは、前身と比較して飛行機の重量を100キロ減少させます。 DA36 E-Starは2013年6月に初めて飛行し、シリーズハイブリッドパワートレインの初めての飛行となりました。 ダイヤモンド航空機は、この技術が100席の航空機に対して拡張可能であると述べています。

インホイールモータ
モーターが車体に取り付けられている場合、トラクションモーターが車輪に組み込まれている場合は、フレキシブルカップリングが必要ですが、必要はありません。 1つの欠点は、バネ下質量が増加し、サスペンションの応答性が低下し、乗り心地および潜在的に安全性に影響することである。しかし、Hi-Pa Driveのようなホイールハブの電気モーターは非常に小さく、軽量で、重量比が非常に高いため、インパクトは最小限に抑えられるべきであり、ホイールモータが車両を制動するので制動機構は軽くなります。

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個々のホイールモータの利点には、簡素化された牽引制御、必要に応じてすべての車輪駆動(バスやその他の特殊車両(8×8全輪駆動軍用車両では個々の車輪用モータを使用するもの)など)があります。 (各車輪の車軸を駆動する個々のモータが70年間)。

他の措置は、車輪アセンブリのばね下質量を低減するための軽量アルミニウムホイールを含む。 より重い要素(バッテリを含む)をフロアレベルに配置することによって重心を下げるように車両設計を最適化することができます。 典型的な道路車両では、動力伝達装置は、等価な従来の機械的な動力伝達装置よりも小さくて軽くてもよい。 燃焼発電機セットは駆動電動機へのケーブルを必要とするだけであり、優れた重量配分を提供し、車室スペースを最大化し、この柔軟性を利用する優れた車両設計の可能性を広げる、

電力分割または直列並列ハイブリッド
パワースプリットハイブリッドまたは直列/パラレルハイブリッドは、パワースプリットデバイスを組み込んだパラレルハイブリッドであり、ICEから車輪または機械式の動力経路が可能です。 主な原理は、主電源によって供給される電力を、運転者によって要求される電力から切り離すことである。

ICEトルク出力は、より低いRPMで最小であり、従来の車両は許容可能な初期加速のための市場要件を満たすためにエンジンサイズを増大させる。 より大きいエンジンは、巡航に必要なパワーよりも大きなパワーを持っています。 電動モーターは停止時にフルトルクを発生し、低回転数でのICEトルク不足を補完するのに適しています。 動力分割ハイブリッドでは、より小さく、より柔軟ではなく、より効率的なエンジンを使用することができる。 従来のオットーサイクル(より高い出力密度、より低いRPMトルク、より低い燃料効率)は、アトキンソンサイクルまたはミラーサイクルに変更されることが多い(低パワー密度、低rpmトルク、より高い燃料効率、時にはAtkinson-Millerサイクル)。 より効率的なサイクルを使用し、ブレーキ固有の燃料消費マップの好都合な領域で動作することが多い小型のエンジンは、車両の総合効率を大幅に向上させる。

たとえば、よく知られているトヨタ・プリウスで見つかったシンプルなデザイン(右図)の興味深いバリエーションは次のとおりです。

レクサスRX400hおよびトヨタハイランダーハイブリッドで使用される固定ギア第2遊星ギアセット。 これにより、トルクはより少ないが高出力(および最大回転速度がより高い)、すなわち高出力密度のモータが可能になる
Ravigneauxタイプの遊星歯車(3軸ではなく4軸の遊星歯車)と、Lexus GS450hで使用される2つのクラッチ。 クラッチを切り換えることにより、MG2(トラクションモーター)からホイールシャフトまでのギヤ比がより高いトルクまたは高速(最高250 km / h / 155 mph)のいずれかで切り替えられ、より良い伝達効率が維持されます。 第3世代HSDは、1:1と2.5:1の間で切り替えるのではなく、2.5:1で固定されたこの第2の遊星歯車セットを有するが、これは第3世代のPrius HSD(Prius v、Prius Plug-inおよびPrius c) 1は「キャリア」として固定されている。
2つのプラネタリギヤセットを4つのクラッチと組み合わせて、全電気、混合電気およびICE、または4つの固定ギヤを備えたICEのみ​​で動作する2モードハイブリッド構成を作成します。 2モードハイブリッドの例には、ゼネラルモーターズ2モードハイブリッドフルサイズトラックとSUV、BMW X6アクティブハイブリッド、メルセデスML 450ハイブリッドなどがあります。

ハイブリダイゼーションの程度による種類

タイプ   スタートストップシステム   回生制動
電気ブースト   充電枯渇モード   充電式
マイクロハイブリッド   はい   いいえ   いいえ   いいえ
マイルドハイブリッド   はい   はい   いいえ   いいえ
フルハイブリッド   はい   はい   はい   いいえ
プラグインハイブリッド   はい   はい   はい   はい

マイクロハイブリッド
マイクロハイブリッドは、何らかのタイプの始動停止システムを使用してアイドル時にエンジンを自動的に遮断する車両に与えられる一般的な用語である。 厳密に言えば、マイクロハイブリッド車は、2つの異なる電源に依存しないため、実際のハイブリッド車ではありません。

マイルドハイブリッド
マイルドハイブリッドは本質的に、ハイブリッドハードウェアを備えた従来の車両ですが、ハイブリッド機能は限られています。 典型的には、スタート・ストップのみを備えたパラレル・ハイブリッドであり、場合によってはエンジン・アシストや回生制動のレベルが適度である。 軽度のハイブリッドは、一般に全電気推進を提供することができない。

ジェネラルモーターズ2004-07パラレルハイブリッドトラック(PHT)やホンダエコアシストハイブリッドのようなマイルドハイブリッドには、エンジンとトランスミッションの間のベルハウジング内に取り付けられた三相電動モーターが装備されており、エンジンをオフにすることができますトラックが惰行、制動、または停止しているときはいつでも、すぐに再始動して電力を供給します。エンジンが停止している間も、アクセサリは電力を供給し続け、他のハイブリッド設計と同様に、回生ブレーキはエネルギーを取り戻します。 大型電動機は燃料を噴射する前にエンジンを回転させて動作速度にします。

2004-07 Chevrolet Silverado PHTは、フルサイズのピックアップトラックでした。 シボレーは、オンデマンドでエンジンをシャットダウンし再始動し、回生制動を使用することにより、10%の効率改善を達成することができました。 電気エネルギーは、パワーステアリングなどの付属品を駆動するためにのみ使用されていました。 GM PHTは、スタートアップモーターに必要な電力を供給するとともに、電子付属品に電力を供給するために、直列に接続された3つの12ボルト換気鉛蓄電池(合計36V)を介して42ボルトシステムを使用した。

ゼネラル・モーターズはその後、2007年のサターン・ビュー・グリーン・ラインで正式にリリースされたもう一つのマイルド・ハイブリッド・インプリメンテーションであるBASハイブリッド・システムを発表しました。 その「スタート – ストップ」機能はSilveradoと同様に動作しますが、モーター/発電機ユニットへのベルト接続を介して機能します。 しかし、GM BASハイブリッドシステムは、加速中および定常運転中に適度な補助を提供し、回生(混合)制動中にエネルギーを捕捉することもできます。 BASハイブリッドは、2009年のサターンVUEのEPAテストで、燃料効率の組み合わせを27%改善しました。 このシステムは、2008-09 Saturn Auraと2008-2010 Chevrolet Malibuハイブリッドにも見られます。

スタート/ストップを提供する別の方法は、静的スタートエンジンを採用することです。 このようなエンジンは、スターターモーターを必要としないが、センサーを使用して各ピストンの正確な位置を決定し、次いで燃料を噴射して点火してエンジンを逆転させる。

マイルドハイブリッドは、(主に)従来のパワートレインに接続されたトルクブースティング電動モーターを使用して、ICEを主電源として使用するときに、パワーアシストハイブリッドと呼ばれることがあります。 電気モーターはエンジンとトランスミッションの間に取り付けられています。 本質的には、エンジンをひっくり返す必要があるときと運転手が「ガスを踏む」ときに余分な動力を必要とする大型のスターターモーターです。 電気モータはまた、内燃機関を再始動し、アイドリング時に主エンジンを停止し、増強バッテリシステムを使用して付属品に電力を供給することができる。

フォードは、エスケープのフルハイブリッド設計がより効率的であると主張して、エスケープハイブリッドの広告にホンダのハイブリッドを「軽度」と呼びました。

フルハイブリッド
完全ハイブリッドは、時には強ハイブリッドとも呼ばれ、エンジン、バッテリ、またはその組み合わせだけで動作する車両です。 トヨタプリウス、トヨタカムリハイブリッド、フォードエスケープハイブリッド/マーキュリーマリナーハイブリッド、フォードフュージョンハイブリッド/リンカーンMKZハイブリッド/マーキュリーミラノハイブリッド、フォードC-Maxハイブリッド、キアオプティマハイブリッド、ゼネラルモーターズ2モードハイブリッドトラックSUVは、バッテリ電源だけで動作できるため、このタイプのハイブリダイゼーションの例です。 大容量の大容量バッテリは、バッテリのみの動作を実現します。 これらの車両は、動力を相互変換することにより駆動系の柔軟性を高めるスプリットパワーパスを備えています。 各部分からの力のバランスをとるために、車両はトランスミッションのヘッドエンドに接続されたエンジンとモーターの間に差動形式のリンク機構を使用します。

この技術のトヨタのブランド名は、プリウス、ハイランダーハイブリッドSUV、カムリハイブリッドで使用されているハイブリッドシナジードライブです。 コンピュータがシステムの動作を監督し、電源のミックス方法を決定します。 プリウス操業は6つの異なる体制に分けることができます。

電気自動車モード – ICEはオフで、バッテリはモータに電力を供給します(または回生制動中は充電します)。 バッテリの充電状態(SOC)が高いときにアイドリングに使用されます。
クルーズモード – クルージングしている(つまり加速していない)ため、ICEはその要求を満たすことができます。 エンジンからの動力は、機械的経路と発電機との間で分割される。 バッテリはまた、モータに電力を供給し、その電力はエンジンと機械的に合計される。 バッテリーの充電状態が低い場合、発電機からの電力の一部がバッテリーを充電します。
オーバードライブモード – 回転エネルギーの一部は電気を生成します。これは、ICEのフルパワーがスピードを維持するために必要ないためです。 この電気エネルギは、通常の回転と反対の方向に太陽歯車を駆動するために使用される。 最終的にリングギヤはエンジンよりも速く回転しますが、トルクは低くなります。
バッテリー充電モード – この場合、バッテリーの充電状態が低く、エンジンと発電機によって提供される充電が必要であることを除いて、アイドリングにも使用されます。
パワーブーストモード – エンジンが希望の速度を維持できない状況で使用されます。 バッテリーは、エンジンの動力を補うためにモーターに電力を供給します。
負のスプリットモード – 車両がクルージングしており、バッテリの充電状態が高い。 バッテリは、(機械的動力を提供するために)モータと発電機の両方に電力を供給する。 発電機はこれを機械的エネルギーに変換し、それがエンジンのシャフトに向かい、それを減速させる(トルク出力を変えない)。 このエンジンの目的は、車両の燃費を向上させることです。

プラグインハイブリッド
プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)は、2つの特徴を有する。 それ:

充電するためにコンセントに差し込むことができます。
バッテリーだけで走行することができます。

彼らは完全なハイブリッドであり、バッテリ電源で動作することができます。 彼らはより大きなバッテリー容量とグリッドから充電する能力を提供します。 それらは、並列または直列のいずれの設計でもよい。 これらは、ガスオプション、またはグリッドドハイブリッドとも呼ばれます。 彼らの主な利点は、長い距離のためのICEの拡張された範囲で、彼らはかなりの距離のためにガソリンに依存しないことができるということです。 電力研究所の調査では、サービスコストの削減と徐々にバッテリー技術の向上により、PHEVの総所有コストが低くなったことが分かりました。 ガソリンハイブリッドと比較したPHEVの効率的な排出と排出は、グリッドエネルギー源に依存する(米国のグリッドは30%の石炭であり、カリフォルニアのグリッドは主に天然ガス、水力発電、風力である)。
送電網から再充電可能な、より大きなバッテリパックを備えたPHEVのプロトタイプは、米国、特にカリフォルニア大学デイビス校のAndy FrankのHybrid Centerに建設されました。 1つの生産PHEV、Renault Kangooは2003年にフランスで販売を開始しました.DaimlerChryslerはMercedes-Benz SprinterバンをベースにしたPHEVを製造しました。 軽トラックはMicro-Vett SPAによっていわゆるデイリーバイモデル(Daily Bimodale)と呼ばれています。

電源による種類

電気内燃機関ハイブリッド
電気内燃機関(ICE)ハイブリッドを作るには多くの方法があります。 様々な電気ICE設計は、パワートレインの電気部分と燃焼部分がどのように接続されているか、どの部分が各ハイブリッド構成要素によって供給されているかによって区別することができる。 2つの主要なカテゴリはシリーズハイブリッドと平行ハイブリッドであるが、並列設計が今日最も一般的である。

ほとんどのハイブリッドは、特定のタイプにかかわらず、車両の減速時にエネルギーを回収する回生制動を使用します。 これは単純にモータを駆動して発電機として機能することを含む。

多くの設計は、エネルギーを節約するために必要でないときに内燃機関を遮断する。 そのコンセプトはハイブリッドにとってユニークではない。 スバルは1980年代初めにこの機能を開発しました。フォルクスワーゲンルポ3Lは、停止時にエンジンを停止する従来の車両の一例です。 しかし、エンジンによって通常駆動される空調などの付属品については、ある程度の準備が必要である。 さらに、内燃機関の潤滑システムは、エンジンが始動した直後に本質的に最も効果的ではなく、 エンジンの摩耗の大部分が始動時に発生するため、頻繁な始動と停止により、エンジンの寿命が大幅に短縮されます。また、始動と停止のサイクルによって、エンジンが最適な状態で動作する能力が低下することがありますエンジンの効率を低下させる。

電気 – 燃料電池ハイブリッド
燃料電池車は、ピーク加速電力を供給し、燃料電池のサイズおよび電力の制約(したがってそのコスト)を低減するために、しばしばバッテリまたはスーパーキャパシタを備えている。 これは実質的にシリーズハイブリッド構成でもある。

内燃機関 – 油圧ハイブリッド
油圧ハイブリッド車両は、電気の代わりに油圧および機械部品を使用する。 可変容量型ポンプは、電気モータ/発電機に取って代わるものである。 油圧アキュムレータはエネルギーを貯蔵する。 容器は、典型的には、プレチャージされた加圧窒素ガスのフレキシブルブラダーを担持している。 ポンプ作動油は、圧縮された窒素ガス中のエネルギーを貯蔵するブラダに対して圧縮される。 一部のバージョンでは、加圧されたブラダーではなく、シリンダー内にピストンがあります。 油圧アキュムレータは、バッテリよりも安価で耐久性があります。 油圧ハイブリッド技術はもともと1930年代にドイツで導入されました。 Volvo Flygmotorは、1980年代初めからバスで石油・油圧ハイブリッドを実験的に使用していました。

最初のコンセプトには、ハイドロスタティックトランスミッションに接続されたストレージ用の巨大フライホイール(Gyrobus参照)が含まれていました。 このシステムは、イートンと他のいくつかの企業、主にバス、トラック、軍用車などの大型車両で開発されています。 その一例は、2002年に示されたフォードF-350マイティ・トンカ・コンセプト・トラックである。それは、トラックを高速道路に加速することができるイートン・システムを特徴とする。

システム部品は高価であり、小型のトラックや車には設置できませんでした。 欠点は、パワーモーターが部品負荷で十分に効率的でないことでした。 フォーカスはより小型の車両に切り替えました。 英国の会社は、すべてのレンジと負荷で効率的な電子制御の油圧モーター/ポンプを導入し、石油/油圧ハイブリッドの小規模なアプリケーションを実現可能にすることで画期的なものにしました。 同社はBMW車を生き残り能力を証明するために改造した。 BMW 530iは、標準車と比較して市街地走行でMPGを2倍にしました。 このテストでは標準の3,000ccエンジンを使用しました。 ペトロ油圧ハイブリッドは、エンジンの小型化を可能にし、電力消費のピーク時ではなく、電力使用量を平均化します。 ピーク電力はアキュムレータに蓄えられたエネルギーによって供給されます。

動力学的制動エネルギー回収率が高いため、システムは2013年代のバッテリー充電ハイブリッドよりも効率的であり、EPA試験で60〜70%の経済性の向上が見られます。 EPAテストでは、油圧ハイブリッドFord Expeditionが高速道路の都市走行で32 mpg-US(7.4 L / 100 km)、高速道路で22 mpg-US(11 L / 100 km)を返しました。

1つの調査会社の目標は、ガソリン – 油圧ハイブリッド部品のパッケージングを改善するための新鮮な設計を作成することでした。 すべてのかさばる油圧コンポーネントがシャーシに統合されました。 1つの設計では、構造シャーシでもある大型油圧アキュムレータを使用して、テストで130mpgに達すると主張していました。 油圧駆動モータは、ホイールハブ内に組み込まれ、ブレーキエネルギーを回収するために逆転される。 目標は平均走行条件で170 mpgです。 ショックアブソーバによって作り出されるエネルギーと通常は浪費される動力学的制動エネルギーはアキュムレータの充電を助ける。 平均電力使用のための大きさのICEがアキュムレータに充電されます。 アキュムレータは、完全に充電されたときに車を15分間走行させる大きさになっています。

内燃機関 – 空気圧
圧縮空気は、ハイブリッド車にガソリン圧縮機を動力として供給することができます。 フランスのモーターディベロップメントインターナショナルは、このような空力車を開発していました UCLAの機械・航空宇宙工学の教授であるTsu-Chin Tsaoが率いるチームが、Fordのエンジニアと協力して、空気式ハイブリッド技術を稼働させました。 システムは、ハイブリッド電気自動車のシステムに類似しており、ブレーキエネルギーが利用され、加速中に必要に応じてエンジンを補助するために格納される。

人間のパワー環境のパワー
多くの陸上および水上の乗り物は、人力とさらなる動力源を組み合わせて使用​​しています。 一般的なのは平行ハイブリッドで、例えば、帆船、漕、電動自転車、ツイケなどの人間 – 電気ハイブリッド車である。 いくつかのシリーズハイブリッドが存在する。 このような車両は、三つの電源、例えばオンボードの太陽電池、グリッド充電されたバッテリー、およびペダルを組み合わせた摩擦車とすることができる。

アフターマーケットオプション
Conmarket / Aftermarketのパワートレインを車両に追加することができます。

コンケート・ソリューションは、ユーザーがグライダー(ローリング・シャーシ)とハイブリッド(2つのエンジン)または全電気(電動モーターのみ)のパワートレイン・キットを自動車メーカーに配達し、技術を搭載した車両を受け取ったときに使用されます。 アフターマーケットのインストーラによって、(電気またはハイブリッド)パワートレインをグライダーに追加することができます。

2013年、セントラルフロリダ大学の設計チームであるOn The Greenは、古いモデル車をガス電気ハイブリッドに変換するボルトオンハイブリッドコンバージョンキットの開発に取り組みました。

カリフォルニアのエンジニアは、1966年のムスタングの転換を実証しました。 システムは、オルタネータを12kW(30kWピーク)のブラシレス電動機で置き換えた。 燃費とパワーが向上しました。

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