System napędu hybrydowego, funkcje główne

Poniżej przedstawiono ogólne zasady działania napędu hybrydowego.

Informacje ogólne

Do generowania momentu napędowego mogą być wykorzystywane:

 tylko silnik spalinowy (tryb konwencjonalny),

 tylko elektryczna maszyna (tryb elektryczny) albo

 elektryczna maszyna w połączeniu z silnikiem spalinowym (tryb hybrydowy).

W trybie hybrydowym maszyna elektryczna oraz silnik spalinowy wpływają jednocześnie na zespół napędowy, , który sumuje momenty obrotowe poszczególnych napędów.

Maszyna elektryczna albo generuje moment obrotowy silnika lub działa jak alternator podczas rekuperacji.

Sterowanie systemem napędu hybrydowego obejmuje sterowanie silnikiem spalinowym oraz sterowanie modułem sterującym elektronicznego układu zasilania za pośrednictwem maszyny elektrycznej. Główny moduł sterujący działa przy tym jako moduł sterujący zespołu napędowego, który obejmuje koordynację zespołów i w ten sposób koordynuje wszystkie momenty obrotowe hybrydowego systemu napędowego. Najważniejszym celem systemu sterowania jest uzyskanie możliwie najbardziej ograniczonego zużycia paliwa.

Moduł sterujący zespołu napędowego realizuje również funkcję zarządzania energią.

Moduł sterujący układu napędowego określa na podstawie odpowiednich danych z pojazdu wymaganą moc napędu elektrycznego i wysyła odpowiednie żądanie do modułu sterującego elektroniki mocy. Moduł sterujący elektronicznego modułu zasilania poprzez integralny falownik zasterowuje elektryczną maszynę 3-fazowym napięciem zmiennym i monitoruje jej temperaturę oraz wytwarzany moment napędowy. Maszyna elektryczna przenosi bezpośrednio moment napędowy na wał napędowy.

W trybie silnikowym elektryczna maszyna pobiera energię z akumulatora wysokiego napięcia za pośrednictwem instalacji wysokiego napięcia. Ładowanie akumulatora wysokiego napięcia następuje podczas jazdy w trybie fazy hamowania silnikiem, gdy maszyna elektryczna pracuje jak alternator. W przypadku pojazdów hybrydowych plug-in możliwe jest również ładowanie stacjonarne poprzez przyłączenie zewnętrznego źródła prądu.

W celu zabezpieczenia napędu elektrycznego przed przegrzaniem, moduł sterujący elektroniki mocy jest chłodzony.

Kierowca otrzymuje informacje o przepływach energii w zespole napędowym i poziomie naładowania akumulatora wysokiego napięcia poprzez wyświetlacz wielofunkcyjny.

 Wewnętrzny przebieg funkcji silnika spalinowego, automatycznej skrzyni biegów, rekuperacyjnego układu hamulcowego oraz pokładowej instalacji 12­V oraz pokładowej sieci wysokiego napięcia nie został w tym miejscu bliżej omówiony.

 W przypadku rekuperacyjnego układu hamulcowego całkowity moment hamowania żądany przez kierowcę zostaje podzielony na moment cząstkowy przenoszony przez maszynę elektryczną (działającą na zasadzie rekuperacji) oraz moment cząstkowy przenoszony przez hamulec roboczy.