Alternatív járműhajtások

Kedves olvasó, alábbi összeállításunkban egy 3 részes szakmai cikksorozat második epizódját olvashatja. Első fejezetünk a hibrid rendszer statikus soros diagnosztikájával foglalkozott. Most tovább lépve a különböző üzemállapotokat vizsgáljuk.

Sorozatunkban továbbra is a Toyota Prius 1.5 NZ-FXE motorkódú típussal foglalkozunk.

Ismétlésként röviden tekintsük át a Prius teljesítmény elágazásos vegyes hibrid kialakítású rendszer fontosabb komponenseit. /1.ábra/

A belső égésű motor mellett két villamos gép kapott helyet. E három komponens erőátviteléről illetve fordulatszám illesztéséről egy speciális bolygómű (PSD) gondoskodik. A PSD-t és a két villamos gépet a főtengelyre szerelték.

Az MG 1-es modul generátorként működik, míg az MG 2 jellemzően a benzinmotort támogatja. Mind a két villamos motor vezérlését az Inverter modul végzi.

1. üzemállapot: INDÍTÁS

A belső égésű motor indítását az MG 1-es motor végzi /2.a és 2.b ábra/. Ehhez az áramot a nagyfeszültségű akkumulátor biztosítja. Az inverter az MG 2-es motorra ún. „támasztó-feszültséget” kapcsol és ezzel megakadályozza a jármű hátragurulását. A motor beindulása után alapjáraton az MG 1-es generátor üzemben működik és táplálja a nagyfeszültségű hálózatot. A generátor terhelése a motorirányítót többlet befecskendezésre kivezérlésére kényszeríti, mely a motor üzemmeleg állapotának mielőbbi elérését segíti.

2. üzemállapot: INDULÁS

A Prius elinduláskor vagy igen kis terhelésnél csak az MG 2-es villanymotorját használja. Így valósítható meg a „STOP and GO” funkció is nulla emisszió mellett. /3.a és 3.b ábra/ A hibrid ECU az akkumulátor állapotát, a gázpedál helyzetet és a váltókart figyelembe véve dönti el, hogy milyen a forgalmi helyzet. Ha az akkumulátor töltöttségi szintje megfelelő, akkor a hibrid ECU engedélyezi a tisztán villamos hajtást. Ha menet közben az akkumulátor töltöttsége egy előre megadott szint alá csökken, akkor az MG 1 elindítja a belső égésű motort és generátor üzemre váltva tölteni kezdi az akkumulátort.

3. üzemállapot: NORMÁL HALADÁS

Állandó sebességgel való haladáskor a Prius mind a három motorja dolgozik. /4.a és 4.b ábra/A belső égésű motor biztosítja egyrészt az autó haladását, valamint hajtja az MG 1-es generátort. A generátor által előállított feszültséget az Inverter modul egyenirányítja, majd frekvenciamoduláltan 3 fázisú váltakozó feszültséget kapcsol az MG 2-es motorra, amivel támogatja a benzinmotort. Így a belső égésű motor fogyasztás illetve károsagyag kibocsátás szempontjából optimális fordulatszámon, terhelésen üzemelhet.

Folytatjuk

LITO-Technik