Концепция двухрежимного гибрида, описанная в 1994 году, была разработана для оптимизации эффективности транспортного средства за счет переключения между параллельной и последовательной гибридной работой, использования преимуществ последовательной работы в пробках для минимизации отклонения скорости двигателя и параллельной работы на шоссе. скорости для использования эффективной механической трансмиссии. [ 2 ] : 4 30 сентября 1993 года Министерство энергетики США подписало контракт с General Motors на разработку и демонстрацию гибридных электрических силовых агрегатов для легковых автомобилей. [ 3 ] : 22 AHS-2 была создана на основе двухрежимной гибридной системы, разработанной ранее компанией Allison Transmission , тогдашним подразделением GM, для транзитных автобусов . Система Allison впервые была анонсирована для автобусов в 2003 году. [ 4 ]
О партнерстве GM и DaimlerChrysler было объявлено 13 декабря 2004 года, когда Дитер Цетше из DaimlerChrysler присоединился к Рику Ваггонеру из GM на сцене с прототипом. [ 5 ] Переговоры начались в начале октября, после того как технические менеджеры обеих компаний обнаружили, что они независимо работают над схожими двухрежимными гибридными концепциями, одновременно участвуя в одной конференции. [ 6 ] Однако соглашение было подписано только в августе следующего года. [ 7 ] Сообщается, что GM отвечала за разработку систем для задне- и полноприводных грузовиков и переднеприводных автомобилей, в то время как DaimlerChrysler сосредоточился на производстве заднеприводных автомобилей класса люкс. [ 7 ] 7 сентября 2005 года было объявлено, что BMW также присоединится к альянсу, вероятно, используя систему заднего привода тогдашнего главного конкурента DaimlerChrysler. [ 7 ]
Три компании сформировали организацию под названием Global Hybrid Innovation, в которой инженерный и управленческий центр сосредоточен в Центре разработки гибридов GM, DaimlerChrysler и BMW в Трое, штат Мичиган . [ 7 ] В 2006 году в статье, опубликованной Autoweek, говорилось, что три автопроизводителя планируют совместно потратить 1 миллиард долларов США на разработку гибридных трансмиссий с передним и задним приводом. [ 8 ]
Ранее, 1 марта 2007 года, BMW и DaimlerChrysler объявили о заключении отдельного партнерства для разработки мягкого гибридного модуля для заднеприводных автомобилей премиум-класса. [ 18 ] [ 19 ] Новую систему планировали внедрить в течение следующих трех лет на автомобилях BMW и Mercedes-Benz. GM не участвовала в новом партнерстве и не объявляла о планах по разработке аналогичной гибридной системы заднего привода для автомобилей. [ 20 ]
В 2009 году Mercedes выпустил мягкий гибрид S400, использующий литий-ионный аккумулятор . [ 21 ] В июле 2009 года сообщалось, что после предстоящего представления двухрежимных гибридных моделей BMW X6 (продаваемых по всему миру) и Mercedes-Benz M-класса (только в США) совместное предприятие по двухрежимным гибридам будет распущено. . Daimler указал, что хочет избежать инвестиций в послепродажное обслуживание и обслуживание автомобиля, который будет производиться только в небольших количествах, и вместо этого сосредоточится на модульных гибридных строительных блоках с масштабируемыми литий-ионными батареями на основе гибридного привода, разработанного для S-образного автомобиля. седаны 7 -го класса и 7-й серии, созданные совместным предприятием BMW и поставщиком автомобилей Continental AG . [ 22 ]
К 2014 году двухрежимная гибридная трансмиссия больше не предлагалась ни на каких автомобилях малой грузоподъемности. [ 9 ]
Схема двухрежимного гибридного привода на основе патента США. 6 953 409 Б2 [ 23 ]
Двухрежимный гибридный привод включает в себя два двигателя-генератора переменного тока (MG-A и MG-B, каждый представляет собой трехфазные машины с постоянными магнитами пиковой мощностью 82 кВт (110 л.с.)). [ 24 ] три взаимосвязанных планетарных избирательного включения ряда (P1, P2 и P3), четыре фрикциона (C1, C2, C3 и C4) и два масляных насоса. [ 1 ]
Этот гибридный привод соединен с двигателем и заменяет обычную коробку передач . Коленчатый вал двигателя соединен с приводным блоком с помощью сцепления и демпфера крутящего момента (TD), заменяющего гидротрансформатор, используемый в большинстве автоматических трансмиссий . Весь приводной блок по размеру и форме сравним с трансмиссией Allison 1000 . Аккумуляторная батарея на 300 В используется для хранения энергии для двух мотор-генераторов.
General Motors обозначила привод как 2ML70; [ 25 ] для автомобилей BMW и DaimlerChrysler это GM-Allison AHS-2. [ 26 ] Эта технология известна как «двухрежимная» гибридная система, поскольку трансмиссия/привод может передавать на колеса либо электрическую, либо механическую мощность, либо их смесь, работая как последовательный гибрид, используя исключительно двигатель внутреннего сгорания. для выработки электрической энергии или в качестве параллельного гибрида с использованием электродвигателя (двигателей) для увеличения механической мощности двигателя. [ 27 ] Два режима работы:
Схема режима 1 Режим разделения входов — C1 включен; [ 23 ] : ст.8 лл.57–59 Скорость вращения 2-го двигателя (MG-B) всегда пропорциональна выходному валу, а 1-го двигателя (MG-A) не пропорциональна входному валу. Второй электродвигатель приводит в движение прямую мощность, поэтому автомобиль может управляться без двигателя внутреннего сгорания. Поток мощности разделяется только на входе, поэтому его называют входным-разделением . На низких скоростях автомобиль может двигаться либо с помощью электродвигателя/генератора, либо с помощью двигателя внутреннего сгорания, либо с помощью того и другого, что делает его так называемым полным гибридом. Все аксессуары продолжат работать от электроэнергии, а двигатель при необходимости можно будет мгновенно перезапустить. В этом режиме один из двигателей/генераторов (МГ-А) действует как генератор, а другой – как двигатель (МГ-Б). Этот режим работает для двух бесступенчатых диапазонов ( входной и составной ) трансмиссии. [ 28 ]
Схема режима 2 Режим составного разделения — C1 отключен, C2 включен; [ 23 ] : ст.8 лл.59–63 Скорость вращения 2-го двигателя (MG-B) не пропорциональна выходному валу, как и 1-й двигатель (MG-A) не пропорционален входному валу. Поток мощности разделяется на входе и выходе, поэтому его называют Compound-split . Управление автомобилем без двигателя внутреннего сгорания невозможно. Этот режим начинается в тот момент, когда один из двигателей/генераторов достигает нулевой скорости; в этот момент некоторые сцепления внутри системы включаются, а другие отключаются, изменяя физическую конфигурацию трансмиссии, а скорость равна V- сдвигу . Сразу после переключения обе электрические машины работают как двигатели и применяется первое передаточное число. При заданной скорости выше Vshift задействуется второе передаточное число, и МГ-Б начинает работать как генератор, одновременно замедляя свою угловую скорость. [ 28 ]
Эта система усиливает мощность электродвигателей аналогично тому, как обычная трансмиссия увеличивает крутящий момент двигателя внутреннего сгорания. двигателя Это также, когда необходимо, позволяет передавать больший крутящий момент на колеса, делая трансмиссию более эффективной даже без использования электродвигателей. Хотя трансмиссия механически имеет только четыре обычных передаточных числа, электродвигатели позволяют ей функционировать как бесступенчатая трансмиссия . Это переменное передаточное число действует в дополнение к увеличению крутящего момента планетарных передач .
Схема двухрежимного гибрида с режимами EVT с разделением входов и составным разделением, раскрашенная из рисунка 3 патента США 6 953 409 B2. [ 23 ]
Режим I («входное разделение») предназначен для диапазона скоростей, обычно встречающихся при движении по городу, а режим II («комбинированное разделение») предназначен для более высокого диапазона скоростей, встречающихся при движении по шоссе. [ 23 ] : ст.10 л.50–54 В рамках этих режимов возможны четыре фиксированных передаточных числа, по два в каждом режиме, при которых включается одно дополнительное сцепление.
Самое низкое фиксированное передаточное число, которое находится в режиме I, синхронизирует оба двигателя-генератора, позволяя транспортному средству использовать их в качестве двигателей для увеличения механической мощности для более сильного ускорения или в качестве генераторов для рекуперативного торможения. [ 23 ] : ст.11 лл.10–17 Второе фиксированное передаточное число, также в режиме I, позволяет мотор-генераторам работать на выбеге, что снижает потери на более высоких скоростях и повышает общую эффективность. [ 23 ] : ст.11 лл.45–49
Аналогичным образом, третье фиксированное передаточное число, которое находится в режиме II, синхронизирует оба двигателя-генератора, обеспечивая ускорение электродвигателя или рекуперативное торможение. [ 23 ] : ст.12 лл.52–56 а четвертое фиксированное передаточное число, также в режиме II, позволяет обоим мотор-генераторам вращаться на выбеге для повышения эффективности, полагаясь исключительно на механическую передачу энергии для перемещения транспортного средства. [ 23 ] : ст.11 лл.57–62
Обычно автомобиль заводится с места в режиме I; [ 23 ] : ст.9 лл.53–61 по мере увеличения скорости трансмиссия перейдет на первое фиксированное передаточное число, перейдет обратно в режим I, затем перейдет на второе фиксированное передаточное число перед переходом в режим II. [ 23 ] : ст.11 лл.53–56
В режиме II, в отличие от режима I, нет определенных заданных значений скорости для входа или выхода из третьего или четвертого фиксированного передаточного числа, но третье фиксированное передаточное число предназначено для изменения скорости (ускорение для перехода или замедление) с использованием входных сигналов от дроссельной заслонки. положение, в то время как четвертое фиксированное передаточное число служит той же цели, что и передаточное число повышающей передачи , для повышения эффективности на высоких скоростях.
При движении задним ходом автомобиль остается в режиме I, используя для тяги один из мотор-генераторов. [ 23 ] : ст.13 лл.19–24
Режимы и передаточные числа двухрежимной гибридной трансмиссии
Имя (ака)
Схематическое изображение
Включение сцепления
Операция МГ
Описание
С1
С2
С3
С4
МГ-А
МГ-Б
Режим I: Первый режим разделения мощности (Входное разделение)
При включенном C4 оба двигателя-генератора взаимно синхронны, и оба могут работать либо как двигатели для максимального ускорения, либо как генераторы для рекуперативного торможения . [ 23 ] : ст.10 лл.10–17 Это середина первого бесступенчатого диапазона, когда скорость вращения обоих мотор-генераторов объединяется.
Второе фиксированное передаточное число
Да
Нет
Нет
Выкл/выбег
На более высоких скоростях в режиме I C2 включается вместе с C1 для перехода на второе фиксированное передаточное число. [ 23 ] : ст.11 лл.41–43 Все три планетарные передачи (P1, P2, P3) активны, вместе образуя промежуточное фиксированное передаточное число , и оба мотор-генератора могут быть отключены, при этом транспортное средство приводится в движение исключительно за счет механической мощности, передаваемой от двигателя. [ 23 ] : ст.11 лл.43–49
MG-A кратковременно работает в качестве генератора в режиме II, когда автомобиль движется на скоростях нижнего диапазона режима II, переходя в режим работы в качестве двигателя на более высоких скоростях. [ 23 ] : ст.12 лл.17–34 В той же точке перехода МГ-Б переключается с двигателя на генератор. [ 23 ] : ст.12 лл.35–40
Эксплуатация трансмиссии Allison (AHS-2), или двухрежимного гибрида, от Глобального гибридного сотрудничества. Эта трансмиссия устанавливается на BMW X6 ActiveHybrid и Mercedes-Benz ML450 BlueHybrid.
[ 29 ]
Схема двухрежимной гибридной трансмиссии
Согласно патенту, планетарные пары P1 и P2 состоят из соединения, при этом MG-A приводит в движение (или приводится в движение) солнечную шестерню P1, которая соединена с коронной шестерней P2, и водила планетарных шестерен в P1 и P2. P2 соединены. [ 23 ] : ст.6 лл.24–33 Аналогичным образом, MG-B приводит в движение (или приводится в движение) солнечную шестерню P2, которая соединена с солнечной шестерней P3 посредством полого вала. [ 23 ] : ст.6 лл.54–64
может Toyota Гибридный синергический привод показаться похожим, поскольку он также сочетает в себе мощность ДВС и пары электродвигателей -генераторов ; однако в своей нынешней форме Toyota использует только одну планетарную передачу, обеспечивающую только одиночный режим работы (т.е. только разделение входов) с использованием последовательно-параллельной архитектуры. [ 30 ]
Двухрежимная гибридная система привода производства Allison Transmission впервые была использована в New Flyer, транзитных автобусах которые поступили в коммерческую эксплуатацию в 2004 году; [ 31 ] В ходе испытаний в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии измеренная экономия топлива улучшилась с 1,46–3,03 миль на галлон США (161–78 л/100 км) для обычного дизельного автобуса до 2,56–3,98 миль на галлон США (91,9–59,1 л/100 км) с гибридный привод в эквивалентном автобусе за те же рабочие циклы, что представляет собой улучшение на 30,3–74,7%. [ 32 ] : 10
К 2008 году Allison поставила 1000 гибридных силовых агрегатов. [ 33 ] С тех пор многие транспортные операторы получили автобусы с гибридной системой Allison, в том числе:
Примечание. Компания ABQ RIDE из Альбукерке, штат Нью-Мексико, ранее была членом этого консорциума, но вместо этого решила заказывать автобусы New Flyer самостоятельно.
В 2020 году компания Allison представила двухрежимные гибридные приводы второго поколения под торговой маркой eGen Flex, модернизировав существующие приводы H 40 EP и H 50 EP с помощью размыкающей муфты, позволяющей полностью выключать двигатель, и добавив вторую линию под маркой eGen Flex Max, который предлагает полностью электрическую силовую установку с литий-титанатной батареей . [ 34 ] [ 35 ]
Система была представлена в 2008 модельном году на полноразмерных внедорожниках Chevrolet Tahoe и GMC Yukon как особая 2-режимная гибридная модель. К заднеприводным и полноприводным малотоннажным грузовикам, использующим двухрежимную гибридную систему, относятся:
Патент США 5558588A , Майкл Р. Шмидт, «Двухрежимная параллельная гибридная трансмиссия с разделением входов», опубликованный 24 сентября 1996 г., передан корпорации General Motors.
Патент США 5571058A , Майкл Р. Шмидт, «Четырехрежимная, параллельная [так в оригинале] гибридная трансмиссия с разделением входов», опубликован 5 ноября 1996 г., передан корпорации General Motors.
Патент США 5931757A , Майкл Р. Шмидт, «Двухрежимная электромеханическая автомобильная трансмиссия с составным разделением каналов», опубликованный 3 августа 1999 г., передан корпорации General Motors.
Патент США 6358173B1 , Дональд Клемен и Майкл Р. Шмидт, «Двухрежимная электромеханическая автомобильная трансмиссия с составным разъемом и значительно сниженными вибрациями», опубликован 19 марта 2002 г., передан корпорации General Motors.
Патент США 6478705B1 , Алан Г. Холмс и Майкл Р. Шмидт, «Гибридная электрическая трансмиссия, включая двухрежимную электрическую трансмиссию», опубликованный 12 ноября 2002 г., передан корпорации General Motors.
патент США 6527658B2 , Алан Г. Холмс; Дональд Клемен и Майкл Р. Шмидт, «Двухрежимная, составная, электромеханическая автомобильная трансмиссия со значительно сниженными вибрациями», опубликовано 4 марта 2003 г., передано General Motors Corporation.
Патент США 6945894B2 , Алан Г. Холмс, «Двухдиапазонная электрическая трансмиссия с регулируемой мощностью», опубликованный 20 сентября 2005 г., передан корпорации General Motors.
патент США 6953409B2 , Майкл Р. Шмидт; Дональд Клемен и Ларри Т. Нитц и др., «Двухрежимная гибридная электромеханическая трансмиссия с составным разделением и четырьмя фиксированными передаточными числами», опубликованная 23 июня 2005 г., передана GM Global Technology Operations LLC и FCA US LLC.
Arc.Ask3.Ru Номер скриншота №: 9381d2f8f442f7573c2e4901744406a6__1725630300 URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/93/a6/9381d2f8f442f7573c2e4901744406a6.html Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1: Global Hybrid Cooperation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)