하이브리드 차량 시스템이란?

최근 전기 자동차가 인기를 얻고 있습니다. 그러나 본격적인 전기 자동차에는 재충전하지 않고도 작은 전력 보유라는 큰 단점이 있습니다. 이러한 이유로 많은 주요 자동차 제조업체는 일부 모델에 하이브리드 장치를 장착하고 있습니다.

기본적으로 하이브리드 자동차는 주 동력 전달 장치가 내연 기관인 차량이지만 하나 이상의 전기 모터와 추가 배터리가있는 전기 시스템으로 구동됩니다.

오늘날 여러 범주의 하이브리드가 사용됩니다. 일부는 처음에 내연 기관에만 도움이되고 다른 일부는 전기 트랙션을 사용하여 운전할 수 있습니다. 그러한 발전소의 특징을 고려하십시오 : 차이점은 무엇이며 작동 방식은 물론 하이브리드의 주요 장단점입니다.

하이브리드 엔진의 역사

하이브리드 자동차 (또는 클래식 자동차와 전기 자동차의 교차점)를 만드는 아이디어는 더 높은 연료 가격, 더 엄격한 차량 배출 기준 및 더 큰 운전 편의성에 의해 주도됩니다.

혼합 발전소의 개발은 프랑스 회사 인 Parisienne de voitures electriques가 처음 착수했습니다. 그러나 최초의 작동 가능한 하이브리드 자동차는 Ferdinand Porsche의 탄생이었습니다. Lohner Electric Chaise 발전소에서 내연 기관은 전기 발전기 역할을하여 앞쪽 두 개의 전기 모터 (바퀴에 직접 장착)에 전원을 공급했습니다.

이 차량은 1901 년에 대중에게 공개되었습니다. 총 300여 장의 자동차가 판매되었습니다. 이 모델은 매우 실용적이지만 제조 비용이 많이 들기 때문에 일반 운전자는 그러한 차량을 감당할 수 없었습니다. 또한 그 당시 디자이너 Henry Ford가 개발 한 저렴하고 실용적인 자동차가 나타났습니다.

클래식 가솔린 파워 트레인으로 인해 개발자는 수십 년 동안 하이브리드를 만드는 아이디어를 포기해야했습니다. 녹색 교통에 대한 관심은 미국 전기 교통 촉진 법안이 통과되면서 증가했습니다. 1960 년에 채택되었습니다.

우연히 1973 년 세계 석유 위기가 발생했습니다. 미국 법률이 제조업체가 저렴한 친환경 자동차 개발에 대해 생각하도록 장려하지 않았다면 위기로 인해 그렇게하게되었습니다.

오늘날에도 여전히 사용되는 기본 원리 인 최초의 풀 ​​하이브리드 시스템은 1968 년 TRW에 의해 개발되었습니다. 개념에 따르면 전기 모터와 함께 더 작은 내연 기관을 사용할 수 있었지만 기계의 힘을 잃지 않고 작업이 훨씬 원활 해졌습니다.

본격적인 하이브리드 차량의 예는 GM 512 하이브리드입니다. 그것은 전기 모터로 구동되어 차량을 17km / h로 가속했습니다. 이 속도에서 내연 기관이 활성화되어 시스템 성능이 향상되어 자동차 속도가 21km / h로 증가했습니다. 더 빨리 갈 필요가 있으면 전기 모터가 꺼지고 자동차는 이미 가솔린 엔진으로 가속되었습니다. 제한 속도는 65km / h였습니다.

또 다른 성공적인 하이브리드 자동차 인 VW Taxi Hybrid는 1973 년에 대중에게 소개되었습니다.

지금까지 자동차 제조업체는 하이브리드 및 완전 전기 시스템을 기존의 내연 기관에 비해 경쟁력있는 수준으로 끌어 올리려고 노력하고 있습니다. 이것이 아직 일어나지 않았지만 많은 개발이 개발에 수십억 달러를 소비 한 것을 정당화했습니다.

세 번째 천년기가 시작되면서 인류는 Toyota Prius라는 참신함을 보았습니다. 일본 제조업체의 아이디어는 "하이브리드 자동차"의 개념과 동의어가되었습니다. 많은 현대 개발이 이 개발에서 차용되었습니다. 현재까지 결합 설치에 대한 많은 수정 사항이 생성되어 구매자가 자신에게 가장 적합한 옵션을 선택할 수 있습니다.

하이브리드 차량의 작동 원리

하이브리드 모터를 완전 전기 자동차와 혼동하지 마십시오. 경우에 따라 전기 설치가 관련됩니다. 예를 들어, 도시 모드에서 자동차가 교통 체증에 처했을 때 내연 기관을 사용하면 엔진이 과열되고 대기 오염이 증가합니다. 이러한 상황에서는 전기 설비가 활성화됩니다.

설계 상 하이브리드는 다음으로 구성됩니다.

• 주 전원 장치. 가솔린 또는 디젤 엔진입니다.
• 전기 모터. 수정에 따라 여러 개가있을 수 있습니다. 행동 원리에 따라 다를 수도 있습니다. 예를 들어, 일부는 바퀴의 추가 드라이브로 사용할 수 있고 다른 일부는 정지 상태에서 자동차를 시동 할 때 엔진의 보조자로 사용할 수 있습니다.
• 여분의 배터리. 일부 자동차에서는 용량이 적으며 에너지 보유량은 단기간 동안 전기 설비를 활성화하기에 충분합니다. 다른 경우에는이 배터리가 전기를 사용하지 않고 차량이 자유롭게 움직일 수 있도록 대용량입니다.
• 전자 제어 시스템. 정교한 센서는 내연 기관의 작동을 모니터링하고 전기 모터가 활성화 / 비활성화되는 것을 기준으로 기계의 동작을 분석합니다.
• 인버터. 이것은 배터리에서 나오는 필요한 에너지를 XNUMX 상 전기 모터로 변환하는 컨버터입니다. 이 요소는 또한 설치 수정에 따라로드를 다른 노드로 분배합니다.
• 발전기. 이 메커니즘이 없으면 주 배터리 또는 추가 배터리를 충전 할 수 없습니다. 기존 자동차와 마찬가지로 발전기는 내연 기관으로 구동됩니다.
• 열회수 시스템. 대부분의 현대 하이브리드에는 이러한 시스템이 장착되어 있습니다. 제동 시스템 및 섀시와 같은 자동차 구성 요소에서 추가 에너지를 "수집"합니다 (예를 들어 언덕에서 자동차가 타행 할 때 컨버터는 방출 된 에너지를 배터리로 수집합니다).

하이브리드 파워 트레인은 개별적으로 또는 쌍으로 작동 할 수 있습니다.

작업 계획

성공적인 하이브리드가 몇 가지 있습니다. 세 가지 주요 항목이 있습니다.

• 일관된;
• 평행;
• 직렬 병렬.

직렬 회로

이 경우 내연 기관은 전기 모터의 작동을위한 전기 발전기로 사용됩니다. 사실 가솔린이나 디젤 엔진은 자동차의 변속기와 직접적인 관련이 없습니다.

이 시스템을 사용하면 엔진 실에 소량의 저출력 엔진을 설치할 수 있습니다. 그들의 주요 임무는 전압 발생기를 구동하는 것입니다.

이러한 차량에는 종종 기계 및 운동 에너지가 전류로 변환되어 배터리를 재충전하는 회복 시스템이 장착되어 있습니다. 배터리의 크기에 따라 자동차는 내연 기관을 사용하지 않고 전기 견인만으로 일정 거리를 주행 할 수 있습니다.

이 하이브리드 범주의 가장 유명한 예는 Chevrolet Volt입니다. 일반 전기차처럼 충전이 가능하지만 가솔린 엔진 덕분에 주행거리가 대폭 늘어난다.

병렬 회로

병렬 설치에서는 내연 기관과 전기 모터가 함께 작동합니다. 전기 모터의 임무는 주 장치의 부하를 줄여 연료를 크게 절약하는 것입니다.

내연 기관이 변속기에서 분리되면 자동차는 전기 트랙션에서 일정 거리를 커버 할 수 있습니다. 그러나 전기 부품의 주요 임무는 차량의 원활한 가속을 보장하는 것입니다. 이러한 수정의 주 동력 장치는 가솔린 (또는 디젤) 엔진입니다.

자동차가 내연 기관의 작동에서 속도를 늦추거나 움직일 때 전기 모터는 발전기 역할을하여 배터리를 재충전합니다. 내연 기관 덕분에이 차량은 고전압 배터리가 필요하지 않습니다.

시퀀셜 하이브리드와 달리 이 유닛은 전기 모터가 별도의 동력 유닛으로 사용되지 않기 때문에 연료 소비가 더 높습니다. BMW 350E iPerformance와 같은 일부 모델에서는 전기 모터가 기어박스에 통합되어 있습니다.

이 작업 방식의 특징은 낮은 크랭크 샤프트 속도에서 높은 토크입니다.

직렬 병렬 회로

이 회로는 일본 엔지니어가 개발했습니다. 이를 HSD (Hybrid Synergy Drive)라고합니다. 실제로 처음 두 가지 유형의 발전소 운영 기능을 결합합니다.

차량이 정체 중에 시동을 걸거나 천천히 움직여야 할 때 전기 모터가 작동합니다. 고속에서 에너지를 절약하기 위해 가솔린 또는 디젤 (차종에 따라 다름) 엔진이 연결됩니다.

급격히 가속해야하거나 (예 : 추월 할 때) 자동차가 오르막길을 오르는 경우 발전소가 병렬 모드로 작동합니다. 전기 모터는 내연 기관을 돕고 부하를 줄여 결과적으로 연료 소비를 절약합니다.

자동차 내연 기관의 유성 연결은 동력의 일부를 변속기의 메인 기어로 전달하고 일부는 배터리 또는 전기 드라이브를 충전하기위한 발전기로 전달합니다. 이러한 계획에서는 상황에 따라 에너지를 분배하는 복잡한 전자 장치가 설치됩니다.

직렬 병렬 파워트레인이 있는 하이브리드의 가장 두드러진 예는 Toyota Prius입니다. 그러나 잘 알려진 일본산 모델의 일부 수정은 이미 그러한 설치를 받았습니다. 이것의 예는 Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h입니다. 이 기술은 또한 일부 미국인 우려에 의해 구입되었습니다. 예를 들어, 개발은 Ford Escape Hybrid에 적용되었습니다.

하이브리드 집계 유형

모든 하이브리드 파워 트레인은 세 가지 유형으로 분류됩니다.

• 소프트 하이브리드;
• 중간 하이브리드;
• 풀 하이브리드.

그들 각각은 고유 한 특성뿐만 아니라 고유 한 기능을 가지고 있습니다.

마이크로 하이브리드 파워 트레인

이러한 발전소에는 종종 운동 에너지가 전기 에너지로 변환되어 배터리로 반환되는 회복 시스템이 장착되어 있습니다.

이들의 구동 메커니즘은 스타터입니다 (발전기 역할도 할 수 있음). 이러한 설비에는 전동 휠 드라이브가 없습니다. 이 계획은 내연 기관의 빈번한 시동과 함께 사용됩니다.

중형 하이브리드 파워 트레인

이러한 자동차는 전기 모터로 인해 움직이지 않습니다. 이 경우 전기 모터는 부하가 증가 할 때 주 전원 장치의 보조 역할을합니다.

이러한 시스템에는 또한 자유 에너지를 배터리로 다시 수집하는 회복 시스템이 장착되어 있습니다. 중형 하이브리드 장치는보다 효율적인 열 엔진을 제공합니다.

풀 하이브리드 파워 트레인

이러한 설비에는 내연 기관에 의해 구동되는 고출력 발전기가 있습니다. 시스템은 저속 차량에서 활성화됩니다.

시스템의 효과는 "시작 / 정지"기능이있을 때 나타납니다. 자동차가 교통 체증에서 느리게 움직일 때 신호등에서 급격히 가속해야합니다. 전체 하이브리드 설치의 특징은 내연 기관을 끄고 (클러치가 분리됨) 전기 모터를 구동하는 기능입니다.

통전 정도에 따른 분류

기술 문서 또는 자동차 모델 이름에 다음 용어가 존재할 수 있습니다.

• 마이크로 하이브리드;
• 가벼운 하이브리드;
• 완전한 하이브리드;
• 플러그인 하이브리드.

마이크로 하이브리드

이러한 자동차에는 기존 엔진이 설치됩니다. 그들은 전기적으로 구동되지 않습니다. 이 시스템에는 시작 / 정지 기능이 장착되어 있거나 회생 제동 시스템 (제동시 배터리가 충전 됨)이 장착되어 있습니다.

일부 모델에는 두 시스템이 모두 장착되어 있습니다. 일부 전문가들은 이러한 차량이 전기 구동 시스템에 통합되지 않고 휘발유 또는 디젤 동력 장치 만 사용하기 때문에 하이브리드 차량으로 간주되지 않는다고 생각합니다.

마일드 하이브리드

이러한 자동차는 전기로 인해 움직이지 않습니다. 그들은 또한 이전 범주에서와 같이 열 엔진을 사용합니다. 한 가지 예외를 제외하면 내연 기관은 전기 설비로 지원됩니다.

이 모델에는 플라이휠이 없습니다. 그 기능은 전기 시동 발전기에 의해 수행됩니다. 전기 시스템은 급 가속 중에 저전력 모터의 반동을 증가시킵니다.

완전한 하이브리드

이 차량은 전기 트랙션에서 어느 정도 거리를 커버 할 수있는 차량으로 이해됩니다. 이러한 모델에서는 위에서 언급 한 모든 연결 체계를 사용할 수 있습니다.

이러한 하이브리드는 전원에서 충전되지 않습니다. 배터리는 회생 제동 시스템과 발전기의 에너지로 재충전됩니다. 한 번 충전으로 이동할 수있는 거리는 배터리 용량에 따라 다릅니다.

하이브리드 플러그인

이러한 자동차는 전기 자동차로 작동하거나 내연 기관에서 작동 할 수 있습니다. 두 발전소의 조합 덕분에 적절한 연비가 제공됩니다.

대용량 배터리를 설치하는 것은 물리적으로 불가능하기 때문에 (전기 자동차에서는 가스 탱크를 대신 함) 이러한 하이브리드는 재충전없이 한 번 충전으로 최대 50km까지 주행 할 수 있습니다.

하이브리드 자동차의 장단점

현재 하이브리드는 열 엔진에서 환경 친화적 인 전기 아날로그로의 전환 링크로 간주 될 수 있습니다. 궁극적 인 목표는 아직 달성되지 않았지만 현대적인 혁신 개발의 도입 덕분에 전기 운송의 발전에 긍정적 인 추세가 있습니다.

하이브리드는 과도기적 옵션이기 때문에 긍정적 인 점과 부정적인 점이 모두 있습니다. 장점은 다음과 같습니다.

• 연비. 전원 쌍의 작동에 따라이 표시기는 최대 30 % 이상 증가 할 수 있습니다.
• 주전원을 사용하지 않고 재충전합니다. 이것은 운동 에너지 회수 시스템 덕분에 가능해졌습니다. 완전 충전은 발생하지 않지만 엔지니어가 변환을 개선 할 수 있다면 전기 자동차에는 콘센트가 전혀 필요하지 않습니다.
• 더 작은 부피와 힘의 모터를 설치할 수있는 능력.
• 전자 제품은 기계보다 훨씬 경제적이며 연료를 분배합니다.
• 엔진 과열이 적고 교통 체증시 운전할 때 연료가 소모됩니다.
• 가솔린 / 디젤 엔진 및 전기 엔진의 조합으로 고출력 배터리가 방전 된 경우에도 계속 운전할 수 있습니다.
• 전기 모터의 작동 덕분에 내연 기관은 더 안정적으로 작동하고 소음을 줄일 수 있습니다.

하이브리드 설치에는 또한 다음과 같은 적절한 단점이 있습니다.

• 많은 수의 충전 / 방전 주기로 인해 배터리를 더 빨리 사용할 수 없게됩니다 (약한 하이브리드 시스템에서도 마찬가지 임).
• 배터리는 종종 완전히 방전됩니다.
• 이러한 자동차 부품은 상당히 비쌉니다.
• 정교한 전자 장비가 필요하기 때문에자가 수리는 거의 불가능합니다.
• 가솔린이나 디젤 모델에 비해 하이브리드는 수천 달러 더 비쌉니다.
• 정기 유지 관리는 더 많은 비용이 듭니다.
• 복잡한 전자 장치는 신중한 취급이 필요하며 발생하는 오류는 때때로 긴 여정을 방해 할 수 있습니다.
• 발전소 운영을 적절하게 조정할 수있는 전문가를 찾기는 어렵다. 이 때문에 값 비싼 전문 아틀리에의 서비스에 의지해야합니다.
• 배터리는 심각한 온도 변동을 견디지 못하며 자체적으로 방전됩니다.
• 전기 모터 작동 중 환경 친화적 임에도 불구하고 배터리의 생산 및 폐기는 오염이 심합니다.

하이브리드 및 전기 자동차가 내연 기관의 진정한 경쟁자가 되려면 전원 공급 장치 (더 많은 에너지를 저장하지만 동시에 그다지 부피가 크지 않음)를 개선하고 배터리를 손상시키지 않고 신속하게 충전하는 시스템이 필요합니다.

질의 응답 :

하이브리드 차량이란? 이것은 하나 이상의 동력 장치가 이동에 관여하는 차량입니다. 기본적으로 그것은 전기 자동차와 고전적인 내연 기관 자동차의 혼합물입니다.

하이브리드와 일반 자동차의 차이점은 무엇입니까? 하이브리드 자동차는 전기 자동차의 장점(무소음 엔진과 연료 없이 주행)이 있지만 배터리 충전량이 떨어지면 주 동력 장치(가솔린)가 활성화됩니다.