1
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
1
Nap
ę
dy alternatywne
Nap
ę
dy hybrydowe
Zasada działania
Pr
ą
d wytwarzany na bie
Ŝą
co w generatorze, nap
ę
dzanym
silnikiem spalinowym i energi
ą
kinetyczn
ą
hamowanego
samochodu, słu
Ŝ
y do zasilania silników elektrycznych
lub ładowania baterii akumulatorów (b
ą
d
ź
kondensato-
rów)
Podstawowa zaleta:
Silnik spalinowy nap
ę
dzaj
ą
cy generator mo
Ŝ
e pracowa
ć
ze stał
ą
pr
ę
dko
ś
ci
ą
obrotow
ą
i pod stałym obci
ąŜ
eniem,
najkorzystniejszymi z punktu widzenia zu
Ŝ
ycia paliwa
i toksyczno
ś
ci spalin
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
2
Nap
ę
dy alternatywne
Nap
ę
dy hybrydowe
Podział umowny:
mikrohybrydy – energia elektryczna odzyskiwana podczas hamowa-
nia auta wytwarza energi
ę
do zasilania pokładowych urz
ą
dze
ń
elektrycznych (ogrzewanie, serwomechanizmy itp.). Druga odmiana
to „stop&go”, zarz
ą
dzaj
ą
ce inteligentnym zatrzymywanie i urucha-
mianiem silnika spalinowego w ruchu miejskim
półhybrydy – wykorzystuj
ą
ce jednostki elektryczne niedu
Ŝ
ej mocy
(do 20 kW), zwi
ę
kszaj
ą
ce osi
ą
gi podczas ruszania i przyspieszania
(np. doładowuj
ą
ce kondensatory)
pełne hybrydy – zasadniczy nap
ę
d elektryczny, silnik spalinowy
nap
ę
dza generator i mo
Ŝ
e współpracowa
ć
z silnikiem elektrycznym
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
3
Nap
ę
dy alternatywne
Nap
ę
dy hybrydowe
hybrydowe nap
ę
dy szeregowe – silnik spalinowy pracuje cały czas
w optymalnym zakresie obrotów nap
ę
dzaj
ą
c generator pr
ą
du.
Energia z generatora jest z kolei przekazywana do silnika nap
ę
do-
wego, a jej nadmiar do akumulatorów. Silnik elektryczny w razie
potrzeby mo
Ŝ
e równie
Ŝ
korzysta
ć
z energii zgromadzonej w akumu-
latorach
hybrydowe nap
ę
dy równoległe – silnik spalinowy jest mechanicz-
nie poł
ą
czony z kołami) Gdy potrzebna jest du
Ŝ
a moc silnik elek-
tryczny i spalinowy mog
ą
pracowa
ć
równolegle. Podczas
hamowania silnik elektryczny jest generatorem
hybrydowe nap
ę
dy szeregowo – równoległe – kombinacja układu
szeregowego i równoległego
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
4
Nap
ę
dy alternatywne
Przykładowe pojazdy z nap
ę
dem hybrydowym
równoległy układ nap
ę
dowy
moc silnika elektrycznego: 50 kW
moc silnika spalinowego – 57 kW
sumaryczny moment obrotowy:
478 Nm (!)
bateria NiMH 21 kW/201V
przyspieszenie 0 ÷ 100 km/h: 11s
V max = 170 km/h (hybryda)
zu
Ŝ
ycie paliwa 4,3l/100km
zasi
ę
g – 150 km (baterie)
trwało
ść
baterii – 240 tys km
Toyota Prius
bateria
akumulatorów
w baga
Ŝ
niku
2
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
5
Nap
ę
dy alternatywne
Toyota Prius
Schemat układu nap
ę
dowego
samochodu Toyota Prius
Postój – Po uruchomieniu samochodu w trakcie
postoju silnik spalinowy jest wył
ą
czony a silnik
elektryczny pozostaje w gotowo
ś
ci
Niska pr
ę
dko
ść
– Bateria zasila silnik elektryczny,
który poprzez przekładni
ę
przekazuj
ę
nap
ę
d na
koła.
Du
Ŝ
e przyspieszenie – Silnik spalinowy nap
ę
dza
pr
ą
dnic
ę
, która wspomaga bateri
ę
przy zasilaniu
silnika elektrycznego, który poprzez przekładni
ę
przekazuje nap
ę
d na koła.
Jazda ze stał
ą
pr
ę
dko
ś
ci
ą
– Silnik spalinowy
nap
ę
dza pr
ą
dnic
ę
zasilaj
ą
c
ą
silnik elektryczny,
który poprzez przekładni
ę
przekazuj
ę
nap
ę
d na
koła.
Zwalnianie lub hamowanie – zastosowano tu
hamulec dynamiczny, który z kół nap
ę
dzanych
przekazuje energi
ę
poprzez przekładni
ę
do silnika
elektrycznego, który ładuje bateri
ę
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
6
Nap
ę
dy alternatywne
Przykładowe pojazdy z nap
ę
dem hybrydowym
autobus hybrydowy –
rozmieszczenie
zespołów
autobus hybrydowy f-my Solaris
akumulatory kwasowe
silnik elektryczny
generator pr
ą
du
elektronika steruj
ą
ca
silnik spalinowy
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
7
Nap
ę
dy alternatywne
Przykładowe pojazdy z nap
ę
dem hybrydowym
moc silnika elektrycznego:
stała 76,2 KM, max 95,5 KM
moc turbiny gazowej – 53 KM
bateria NiCd 16,8 kWh
przyspieszenie 0 ÷ 100 km/h:
- baterie – 23 s,
- hybryda – 13 s
V max = 175 km/h (hybryda)
zu
Ŝ
ycie paliwa 5l/100km
zasi
ę
g – 150 km (baterie)
Turbina
gazowa
i
generator/silnik
Volvo ECC
Schemat hybrydowego
układu nap
ę
dowego
samochodu Volvo ECC
(układ równoległy)
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
8
Nap
ę
dy alternatywne
Przykładowe pojazdy z nap
ę
dem hybrydowym
silnik spalinowy V6 3,5 dm
3
moc silnika – 218 KW
pr
ą
dnica – 650 V (~)
silnik elektryczny – 147 kW
bateria NiMH (U = 288 V)
przetwornica 650v (~) / 288 V (=)
ś
r. zu
Ŝ
ycie paliwa – 9,5l/100km
przy masie pojazdu 2200 kg
Samochód Lexus GS450H
z równoległym układem
nap
ę
du hybrydowego
3
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
9
Nap
ę
dy alternatywne
Przykładowe pojazdy z nap
ę
dem hybrydowym
Citroen Berlingo Dynavolt
silnik 2 cylindrowy zasilany gazem LPG
500 cm
3
, 8 kW)
silnik elektryczny 220V, 20 kW
bateria akumulatorów NiCd
Vmax – 95 km/godz
zasi
ę
g – 80 km
Tramwaj hybrydowy
z nap
ę
dem
spalinowo-elektrycznym
Ś
RODKI TRANSPORTU DALEKIEGO
Pojazdy drogowe
10
Nap
ę
dy alternatywne
Przykładowe pojazdy z nap
ę
dem hybrydowym
Rower hybrydowy
z nap
ę
dem
no
Ŝ
no-elektrycznym
Czy są
jakieś
pytania ?