Con la creciente escasez de suministro de petróleo y la contaminación ambiental, los vehículos eléctricos propulsados por electricidad se han convertido en el foco de la industria debido a sus ventajas de conservación de energía y protección ambiental [1]. Desde la década de 1980, muchos países desarrollados han invertido mucho en la investigación y el desarrollo de vehículos eléctricos. El “Plan 863” de mi país también ha designado claramente a los vehículos eléctricos como un proyecto de investigación clave. En la actualidad, el nivel de RD de los vehículos eléctricos en mi país está básicamente en la misma línea de partida que el de los países desarrollados, y en algunos aspectos incluso supera al de los países extranjeros [2]. En 2005, la primera generación de vehículos comerciales eléctricos híbridos de China pasó la prueba y la aceptación[3].
Francia, Japón, Estados Unidos, Alemania, etc. Todos han desarrollado vehículos puramente eléctricos de nivel comercial mediante experimentos y operaciones de demostración, como los vehículos eléctricos P106 y Citroen AX de la francesa PSA, el RAV-4EV de la japonesa Toyota Motor Corporation y el EV1 de General Motors de Estados Unidos. Mi país también ha incluido la investigación y el desarrollo de vehículos eléctricos en los proyectos nacionales de ciencia y tecnología del "Octavo Plan Quinquenal" y el "Noveno Plan Quinquenal", y en junio de 1996 construyó la Base Nacional de Demostración de Pruebas de Vehículos Eléctricos de Shantou en Guangdong. . Durante el período del "Décimo Plan Quinquenal", el Ministerio de Ciencia y Tecnología incluyó el proyecto de vehículos eléctricos como un importante proyecto nacional "863". Además de subsidiar baterías, motores y sus sistemas de control, y sistemas de control de vehículos, Beijing (dirigido por el Instituto de Tecnología de Beijing) también financia principalmente la investigación, el desarrollo y las operaciones de demostración de autobuses puramente eléctricos. El 21 de junio de 2005, con la aprobación oficial de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, se pusieron en operación comercial 14 autobuses eléctricos puros con batería de plomo-ácido en la Línea 121 de autobuses de Beijing. Otro proyecto financia a Tianjin Qingyuan Power Company (Centro de Investigación de Tecnología Automotriz de China) para llevar a cabo la investigación, el desarrollo y la operación de demostración de vehículos eléctricos puros. Cinco de estos vehículos totalmente eléctricos se exportaron a Estados Unidos por primera vez a principios de 2005 [4].
Aunque los vehículos eléctricos tienen muchas ventajas, no pueden reemplazar el modelo tradicional de gasolina. Los vehículos híbridos son actualmente el modelo más prometedor para la industrialización y comercialización entre los nuevos vehículos de energía limpia, y su dirección de desarrollo es verdaderamente cero. vehículo de pila de combustible libre de emisiones, libre de contaminación y de combustible. Los vehículos híbridos ya se han industrializado en Europa, Estados Unidos y Japón [3], pero en China todavía están en sus primeras etapas y aún no se han industrializado.
2. Clasificación y principios de la tecnología híbrida
El vehículo eléctrico híbrido (HEV) combina propulsión eléctrica y energía auxiliar (APU) para aprovechar al máximo sus respectivas ventajas y coches que se combinan para producir ventajas. La energía auxiliar puede ser un motor primario que quema algún tipo de combustible, como un motor de combustión interna, una turbina de gas u otro grupo electrógeno. Según los diferentes métodos de conexión del sistema híbrido, los vehículos híbridos se pueden dividir en tres formas estructurales: serie, paralelo e híbrido, cada una con sus propias ventajas.
2.1 Conexión en serie
El diagrama esquemático del sistema híbrido en serie se muestra en la Figura 1. La característica de la estructura en serie es que se recombina en forma de electricidad. El motor acciona directamente el generador para alimentar el dispositivo de almacenamiento de energía y el motor de tracción, que impulsa las ruedas. El dispositivo de almacenamiento de energía media entre la potencia del motor y la demanda del motor. Su ventaja es que el funcionamiento del motor no se ve afectado por la velocidad del vehículo ni por las condiciones de la carretera, y es adecuado para arranques frecuentes, aceleraciones y operaciones a baja velocidad del vehículo. El motor funciona cerca de su punto óptimo de funcionamiento, evitando condiciones de ralentí y baja velocidad, mejorando así la eficiencia y el rendimiento de emisiones. Sin embargo, en el proceso de conversión de energía mecánica y energía eléctrica se produce una pérdida de eficiencia, lo que dificulta alcanzar el objetivo de reducir significativamente el consumo de combustible. En la actualidad, se utiliza principalmente en autobuses urbanos y rara vez se ve en automóviles.
2.2 Conexión en paralelo
El diagrama esquemático del sistema híbrido en paralelo se muestra en la Figura 2. Las estructuras paralelas se caracterizan por la composición mecánica. El motor está conectado directamente al transeje mediante una disposición esquemática de un sistema híbrido paralelo de velocidad variable. El motor se puede utilizar como motor o generador al mismo tiempo para equilibrar la carga del motor y hacerlo funcionar en una zona de alta eficiencia. Sin embargo, debido a la conexión mecánica entre el motor y la transmisión, el motor no puede funcionar en el punto óptimo de funcionamiento en condiciones urbanas y la economía de combustible del vehículo es peor que la de una conexión en serie.
Entre ellos, el dispositivo compuesto de velocidad es similar a un diferencial. Dado que siempre se requiere que el par de salida del motor sea igual, es difícil adoptar la combinación de potencia mecánica; en un sistema de transmisión de vehículo compuesto de torsión de un solo eje. Se implementa en el extremo de salida del cigüeñal del motor. La transmisión es una entrada de un solo eje y pertenece al Honda Insight. La combinación de la potencia mecánica compuesta de par de dos ejes se realiza en el eje de salida de la transmisión. El motor y el motor utilizan diferentes sistemas de transmisión y la transmisión es de entrada de doble extremo. El sistema híbrido diseñado por la Universidad Tecnológica de Varsovia pertenece a esta forma. Esta estructura también puede lograr una velocidad continuamente variable, pero no puede lograr la superposición directa del par de salida del motor y el par de salida del motor.
En el sistema de tracción compuesta, la combinación de potencia mecánica se consigue en las ruedas motrices a través de la superficie de la carretera. Tiene dos sistemas de propulsión independientes, que pueden lograr tracción total, y es principalmente adecuado para SUV. El sistema THS-C de Toyota pertenece a esta forma.