Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

31
Universitatea din Pitești Facultatea de Mecanică și Tehnologie Departamentul Autovehicule Rutiere si Transporturi TREAC Tema de casa Capacitatea de autopropulsare a autovehiculelor Masterand: ing. Petrescu Daniel

description

sistemul de propulsie hibride al autovehiculelor de masa

Transcript of Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Page 1: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Universitatea din Pitești

Facultatea de Mecanică şi Tehnologie

Departamentul Autovehicule Rutiere si Transporturi

TREAC

Tema de casa

Capacitatea de autopropulsare a autovehiculelor

Masterand: ing. Petrescu Daniel

Îndrumător: conf.univ.dr. Marinescu Danut Gabriel

-2015-

Page 2: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

PROPULSIA HIBRIDA A AUTOVEHICULELOR

Ce este un sistem hibrid?

Un sistem hibrid de autovehicul combină două surse de putere efectivă, cum ar fi un

motor cu ardere internă şi un motor electric. Pentru a putea benenficia de puterea furnizată de

cele două surse mai ales de modul în care cele două se compensează una pe cealaltă s-au

dezvoltat trei tipuri de sisteme hibride, nici unul dintre aceste trei sisteme hibride nu necesită

încărcare externa asemănătoare vehiculelor electrice.

Fig 1.1: Vedere de ansamblu motor cu ardere interna şi motor electric

Un vehicul hibrid este un vehicul care foloseste doua sau mai multe surse distincte de putere

pentru a fi antrenat. Termenul de vehicul hibrid este folosit cel mai comun pentru autovehiculele hibird –

electrice care sunt antrenate de un motor cu ardere interna si de unul sau mai multe motoare electrice.

Page 3: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Un vehicul hibrid electric este un vehicul care combina un sistem de propulsie conventional cu un

sistem de socare a energiei recuperabile pentru a obtine un randament mai bun, un consum de carburant

mai scazut si un nivel de gaze evacuate redus.

Vehiculele hibride moderne de productie in masa prelungesc incarcarea din bateriile lor prin

capturarea energiei kinetice, prin franarea regenerativa, iar unele vehicule folosesc motorul cu ardere

interna pentru a creea electricitate prin antrenarea unui generator electric (de obicei chiar motorul electric

folosit pentru propulsie) pentru a incarca bateriile sau pentru a antrena direct un motor electric care

antreneaza vehiculul. Multe vehicule reduc gazele de emisie din timpul stationarii prin oprirea motorului

cu ardere interna cand acesta functioneaza la relanti si repornirea lui cand este actionat ambreiajul

(sistemul „start – stop”). De obicei motoarele cu combustie a vehiculelor hibride sunt mai mici decat cele

de pe vehiculele conventionale dar in combinatie cu motoarele elctrice dau un randament mai bun.

Autovehiculele hibride au fost facute cunoscute publicului in anii 1990 prin modelele Honda

Insight si Toyota Prius, si sunt vazute de multi producatori ca tehnologiile viitorului pe piata auto.

Vanzarile globale de vehicule hibride fabricate de producatorii Toyota si Lexus au atins numarul de 1,7

milioane vehicule vandute in ianuarie 2009. Autovehiculele hibride sunt astazi prioritatea de top a tuturor

comerciantilor de vehicule din America.

Istoria autovehiculului hibrid

In 1901, Ferdinand Porsche a proiectat vehiculul hibrid numit „Mixte” (Fig. 1.2). Mixte a doborat

numeroase recorduri de viteza, si a castigat raliul Excelberg in 1901, pilotata de Ferdinand Porsche. Mixte

foloseste un motor cu aprindere prin scanteie care antreneaza un generator, care la randul sau antreneaza

motoarele elctrice pozitionate in rotile vehicului. Avea si un mic pachet de baterii pentru sustinere. A

atins o viteza de 50 km/h si o putere de 5.22 kW.

In 1905, H. Piper a aplicat pentru un patent US pentru vehicule hibride.

In 1915, producatorul de vehicule electrice Woods Motor Vehicle a realizat vehicolul „Dual

Power” , cu un MAI si un motor electric. La viteze mai mici de 25 km/h, vehicolul era antrenat numai de

un motor electric actionat de pun pachet de baterii, iar la viteze de peste 25 km/h intra in functiune

motorul cu ardere interna care propulsa vehiculul cu o viteza de pana la 55 km/h. Pana in 1918 au fost

vandute aproximativ 600 de astfel de vehicule.

Page 4: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.2: Vehiculul „Mixte”

In 1931, Erich Gaichen a inventat un vehicul a carui caracteristici au fost folosite mai tarziu in

proiectare de vehicule hibride. Bateriile vehiculului era incarcate de motorul electric cand masina cobora

pante. Putere aditionala pentru incarcarea bateriilor era produsa de un cilindru cu aer comprimat care era

reincarcat de pompe mici de aer activate de vibratiile sasiului si de frane.

Sistemul de franare regenerativa, conceptul cheie a majoritatea producatorilor de hibride, a fost

dezvoltat de David Arthur in anii 1978 pe un Opel GT.

In 1989, Audi a produs primul vehicul hibrid prin vehiculul experimental Audi Duo. Acest vehicul

avea un motor electric Siemens de 12,6 kW care actiona rotile din spate ale vehicolului. Un pachet de

baterii Nichel-Cadmiu era amplasat in portbagaj pentru actionarea motorului electric. Rotile din fata erau

actionate de un motor de 2300 cmc in 5 cilindrii care dezvolta o putere de 136 CP. Ideea era de a produce

un vehicul care sa circule propulsat numai de motorul electric in interiorul oraselor, si de MAI in

exteriorul acestora. Modul de operare putea fi ales de conducator. Doar 10 de astefel de vehicule au fost

creeate, deoarece masina era mult ingreunata de sistemul electric. Vehiculele erau mult mai putin

eficiente cand erau propulsate de motorul cu combustie decat modele standart Audi 100 echipate cu

acelasi motor.

Productia de Vehicule Hibride

Page 5: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Tehnologia hibrida a inceput sa fie de succes in anii 1990 prin aparitia modelelor Honda Insight si

Toyota Prius.

Toyota Prius a fost bine vanduta inca din 2004. Designul a fost reusit si a fost cel mai ieftin

vehicul hibirid realizat, atingand performante egale cu alte vehicule conventionale reducand consumul de

combustibil cu pana la 40%. Modeleul Honda Civic Hybrid arata exact ca si versiunea non-hibrida dar are

un consum de doar 4.7 L/100km. Modelul de Toyota Prius din 2004 a adus imbunatatiri atat ca aspect

cat si ca confort si putere, marind eficienta energetica si reducand emisiile. Honda Insight a fost scoasa

din productie in 2006, neputand egala performantele Prius-ului. In 2004 Honda a lansat o versiune hibrida

a modelului Accord dar si aceasta a fost oprita in 2007 realizand vanzari dezamagitoare.

In 2005 a fost produs primul vehicul hibrid SUV de Ford cu modelul Escape Hybris.

In 2007 Lexus a lansat o versiune hibrid electrica a modelului GS450s cu o putere de 335 CP.

Toyota Prius

O realizare excepţională în acest domeniu o constituie transmisia hibridă Toyota (Toyota Hybrid

System – THS) lansată în 1997 pe modelul „Prius", a cărei schemă este prezentată în figura 1.3, detaliile

constructive în figura 1.4, iar organizarea generală în figura 1.5.

Trei deziderate au fost avute în vedere la realizarea acestui sistem de propulsie:

utilizarea unui motor cu ardere internă cu randament ridicat;

utilizarea unui sistem de control avansat care să asigure funcţionarea permanentă a

sistemului la regimul optim;

reducerea pierderilor de energie şi recuperarea acesteia.

Motorul cu ardere internă folosit este un motor cu aprindere prin scânteie de 1,5 l, cu raport de

destindere mărit (13,5), raport de comprimare variabil (4,8 – 9,3) şi distribuţie variabilă inteligentă (VVT-

i).

In 2003 a fost lansată generaţia a doua a lui Prius sub noul concept „Hybrid Synergy Drive –

HSD", intrată în producţia de serie în 2004, care oferă o putere mai mare de 1,5 ori şi un consum de

Page 6: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

combustibil mai mic cu 0,8 l/100 km, în NEDC, comparativ cu modelul din 2000. În Japonia motoarele

diesel sunt practic inexistente, iar în SUA ele reprezintă mai puţin de l %.

Iată de ce modelul Toyota Prius, prezent de câţiva ani pe piaţa SUA, este pe benzină. În perioada

2006-2008, Toyota şi-a propus să echipeze încă cinci modele cu tehnologia hibridă, toate full hibrid.

Concurenţa pentru Toyota este formată din GM Chevrolet, Ford, Mazda şi Nissan.

Fig. 1.3: Schema şi fluxul puterii în transmisia hibridă Toyota Prius

Page 7: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.4: Toyota Hybrid System – Secţiune

Fig. 1.5: Organizarea generală a autoturismului hibrid Toyota Prius

Producătorii germani s-au orientat numai spre automobilele de lux cum ar fi Porsche Cayenne şi

Mercedes S-Class. Ambii producători, Porsche şi Daimler-Crysler, au stabilit parteneriate cu alte

Page 8: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

companii pentru a dezvolta soluţii comune. Furnizorii de echipamente precum Denso, Siemens- VDO şi

Continental lucrează la noua tehnologie. ZF Friedrichshafen, de exemplu, oferă componente, module şi

sisteme complete pentru versiunile hibride, de la micro şi mediu hibrid până la total hibrid. Bosch, de

asemenea, oferă toată gama de produse. Bosch realizează motoare electrice pentru antrenările hibride care

pot fi integrate direct pe transmisie.

Lexus Hybrid Drive

De la naşterea mărcii, în 1989, principiul fundamental care a ghidat Lexus a fost atingerea

perfecţiunii. Această filozofie a revoluţionat piaţa automobilelor de lux, prin produse de cea mai înaltă

calitate şi servicii inegalabile. Lexus aspiră întotdeauna la mai mult, utilizând tehnologii noi şi o gândire

avngardistă, progresistă, orientată spre a inova şi a depăşi limitele.

Această abordare a condus deja la realizări remarcabile precum Lexus Hybrid Drive, ce echipează

actualmente cele mai bune automobile hibride de lux din lume. Include crossoverul RX 450h şi aşteptatul

automobil compact CT 200h echipat cu tehnologie hibrid integral (full hybrid) de generaţia a doua.

Lexus este un pionier şi graţie sistemelor sale deosebit de avansate de siguranţă, care vin cu o

serie de inovaţii în premieră mondială. Progresele de acest gen au menţinut Lexus în primplanul

tehnologiei auto subsumate dezvoltării durabile, transformând-o în marca preferată a clienţilor cu gândire

modernă.

Fig. 1.6: Lexus RX 450h

Page 9: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Lexus a fost prima marcă ce a introdus, în 2004, tehnologia hibridă pe piaţa automobilelor

premium şi sunt în continuare lideri în acest domeniu. Gama de vehicule hibride este în creştere şi include

mult aşteptatul automobil compact CT 200h, crossoverul RX 450h, limuzina hibrid de clasă Executive GS

450h şi limuzina hibrid de lux LS 600h.

Toate automobilele Lexus hibride revoluţionare sunt echipate cu tehnologia Hibrid Integral, care

livrează o putere excepţional de cursivă şi emisii extrem de reduse. În mod unic, comparative cu sistemele

hibride partiale (mild hybrid), Lexus Hybrid Drive oferă cu adevărat o deplasare cu „emisii zero”, lucru

posibil graţie unor motoare electrice puternice şi unei transmisii hibride sofisticate. Alimentate de o

baterie compactă modernă, care stochează energia generată atunci când vă deplasaţi sau frânaţi, la viteze

reduse motoarele electrice vor alimenta adesea exclusiv vehiculul. Acest lucru permite o deplasare

aproape silenţioasă, fără emisii de CO2, NOX şi particule. Iar acum, deţinătorii de CT 200h, RX 450h şi

LS 600h pot trece în modul Vehicul Electric (EV mode) pentru a conduce fără emisii, pe distanţe scurte şi

la viteze mici.

Elementul cel mai important al sistemului Lexus Hybrid Drive este inteligenţa sa. Indiferent cu ce

viteză rulaţi, vehiculul furnizează continuu un amestec optim de performanţă, economie de combustibil şi

emisii reduse, funcţionând fie exclusiv prin intermediul motoarelor electrice, fie al celui pe benzină sau

printr-o combinaţie a celor două.

Fig. 1.7: Structura sistemului de propulsie al SUV-ului Lexus RX 450h

Compact hibrid integral

Page 10: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Noul şi remarcabilul CT 200h, primul automobile compact de lux hibrid integral, a cărui

producţie este programată să înceapă la sfârşitul lui 2010, a fost creat special pentru persoanele

avangardiste ale viitorului. Antrenat de Lexus Hybrid Drive de generaţia a doua, automobilul vă permite

să-i adaptaţi caracteristicile de performanţă, astfel încât să se potrivească dispoziţiei dvs., iar aceasta

graţie unei varietăţi de moduri de condus.

Modul Vehicul electric vă permite să rulaţi aproape silenţios cu o viteză de până la 45 km/h

numai cu motorul electric, fără emisii de CO2 sau NOX.

Modurile ECO şi NORMAL oferă un şofat relaxant, cu o deosebită atenţie acordată confortului la

rulare, accelerării line şi minimizării zgomotului.

Pentru un şofat mai dinamic, modul SPORT oferă o viteză de răspuns superioară, transformând în

egală măsură indicatorul de putere într-un turometru clasic, iluminarea instrumentului transformându-se

din albastră în roşie.

Ducând fineţea designului Lexus la nivelul următor, modelul CT 200h cu 5 uşi este îmbunătăţit

prin profilul compact şi jos şi un stil sport inovator. Un spoiler spate integrat gestionează fluxul de aer în

spatele automobilului, în timp ce aripile sculptate din faţă ghidează aerul de-a lungul părţilor laterale ale

vehiculului, iar aerodinamica părţii de jos a caroseriei reduce şi mai mult zgomotul. Suplimentar,

eficientele faruri cu faza scurtă pe LED-uri şi luminile spate cu LED-uri imbunătăţesc estetica şi reduc cu

până la 30 % consumul de energie electrică pentru iluminat. În interior, noul CT 200h oferă calitatea

remarcabilă Lexus, confort şi ergonomie, în timp ce sistemul Remote Touch de pe consola centrală

asigură un control intuitiv al numeroaselor caracteristici moderne, inclusiv cele pentru divertisment,

climatizare şi navigaţie.

Lexus Hybrid Drive

Motor pe benzină de 1,8 litri, cu 4 cilindri

Mod Vehicul Electric şi Mod ECO

Mod NORMAL

Mod SPORT

Transmisie hibridă cu variator continuu de turaţie, gestionată electronic

Tracţiune faţă

8 airbaguri controlate prin senzori

Page 11: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Ford Escape [17]

Toate masinile hibride au doua surse de putere – un motor pe benzina si unul electric care pot

lucra impreuna. In asa numitele modele hibride »mild « , motorul pe benzina functioneaza tot timpul, iar

motorul electric doar adauga ceva cai putere in plus pentru economisirea de combustibil. Dar Ford a

conceput un sistem full hybrid pentru Escape.

Fig. 1.8: Escape Hybrid incorporeaza tehnologia full hybrid cu cea standard Escape SUV

Intr-un sistem full hybrid, motorul pe benzina si cel electric pot functiona separat sau in acelasi

timp. Sistemul hibrid al Escape functioneaza in patru faze:

1. Start/Stop – in momentul in care rotesti cheia in contact la Escape Hybrid, motorul electric

porneste. Acesta la randul lui porneste motorul pe benzina. Masina face apoi o serie de verificari pentru a

determina daca poate trece doar pe modul de operare electric. Sunt verificate bateriile pentru a vedea daca

sunt incarcate, daca temperaturile de operare sunt normale si daca, climatul interior este setat

adecvat(aerul conditionat maxim necesita functionarea motorului pe benzina). Daca acestea sunt

verificate, motorul se opreste, lasand masina sa functioneze doar cu putere electrica. Acest process

dureaza doar o secunda sau doua.

Page 12: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

La stop, motorul pe benzina se opreste. Masina functioneaza doar cu putere electrica cat timp masina

stationeaza la semafor. Ford a depus un efort foarte mare in a face ca ciclurile on/off ale motorului pe

benzina sa fie cat mai line posibil, dar cei care au testat masina au raportat un tremur perceptibil cand

motorul este pornit sau oprit. Acest lucru este normal la toate masinile hibride.

2. Condusul in mod electric – Pe masura ce Escape Hybrid accelereaza de la stop, o face sub

putere electrica. Motoarele electrice sunt bune la generarea momentului motor la o rata de turatie scazuta,

deci sunt perfecte pentru acest scop. La aproximativ 40 de km/h, motorul pe benzina porneste din nou.

Daca traficul este foarte aglomerat se poate conduce toata ziua doar sub putere electrica. Motorul electric

si cel pe benzina functioneaza in cascada in functie de viteza de mers.

3. Franarea recuperativa – De cate ori este aplicata frana la un vehicul, energia cinetica a

miscarii masinii este disipata precum caldura. In cazul unui vehicul hibrid, franele iau din aceasta energie,

folosind motorul electric ca si generator, si incarca bateriile. De aceea masinile hibride de fapt

inregistreaza un kilometraj mai bun in oras decat la drum liber. Fiecare stop reincarca bateriile.

Fig. 1.9: Diagrama franarii recuperative

Motorul electric inverseaza directia devenind un generator(dinam) care stocheaza energia in

bateria vehiculului. Pentru a maximiza puterea franarii recuperative, este important ca oprirea sa se faca

lin si treptat.

Bruscarea franelor activeaza sistemul anti-blocare a acestora si energia este pierduta.

Page 13: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

4. Asistenta electrica la drum – La drum liber, la viteze intre 80-110 km/h, motorul pe benzina

face toata treaba. Este cel mai eficient la aceste viteze. Insa pentru ca Escape Hybrid are un motor mic cu

patru cilindri, are nevoie de ajutor la trecere. Cand este necesar un impuls de viteza, motorul electric isi

face simtita prezenta si isi adauga puterea la motorul pe benzina.

Escape Hybrid, la fel ca toate masinile hibride, nu are transmisia obisnuita, cu trepte de viteza

separate. In schimb, aceasta foloseste o transmisie controlata electronic continuu variabila (eCVT).

Computerele de bord stabilesc angrenajul la setarea optima pentru consumul eficient de combustbil,

rezultand o crestere a eficientei cu 30 de procente fata de o transmisie conventionala, conform inginerilor

Ford.

Volkswagen Touareg Hybrid

Volkswagen Touareg Hybrid este modelul cel mai inovativ din punct de vedere tehnologic,

conform producătorului german, debutând pe piaţă, pentru prima oară, şi cu o versiune de propulsie

hibridă. Noul Touareg este interpretarea modernă a ideii de SUV (Sport Utility Vehicle), graţie

motorizărilor cu aproape 20% mai eficiente şi unei largi game de sisteme de asistare şi siguranţă.

Modelul are caroseria este cu 5% mai rigidă, centrul de greutate este mai coborât, iar designerii

au reuşit să îmbunătăţească şi coeficientul aerodinamic. O altă caracteristică a noului Touareg este faptul

că toate motoarele sunt oferite clienţilor, în dotarea standard, cu transmisie automată cu 8 trepte ceea ce

conduce la o economie de carburant semnificativă, ajungând chiar la 2 litri/100 km.

Page 14: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.10: VW Touareg Hybrid

Noul Volkswagen Touareg este primul SUV din Europa ce va fi disponibil într-o versiune

hibridă. Având un consum mediu de doar 8,2 litri/100 km, Touareg Hybrid stabileşte un nou standard

printre SUV-urile cu motor pe benzină. De asemenea şi emisii de CO2 sunt scăzute, atingând valoarea de

193 g/km.

Sistemul hibrid a noului Volkswagen Touareg este format dintr-un motor V6 TSI, cu injecţie

directă de 333 CP, cuplat la o transmisie automată cu 8 trepte şi un motor electric de 47 CP. Când cele

două motoare lucrează împreună oferă 380 CP şi un cuplu maxim de 580 Nm. Touareg Hybrid are o

viteză maximă de 240 km/h şi accelerează de la 0-100 km/h în doar 6,5 secunde.

Page 15: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.11: VW Touareg Hybrid

Comparativ cu un SUV convenţional, de aceeaşi dimensiune şi putere, Touareg Hybrid are un

consum cu peste 25% mai redus în oraş. În modul combinat inginerii au calculat un consum îmbunătăţit

cu 17%.

E-Motor: În modul electric, vehiculul poate parcurge până la 50 km fără emisii poluante, motorul

V6 TSI fiind oprit complet, precum şi cutia de viteze automată cu opt trepte.

Coasting: Imediat ce şoferul eliberează acceleraţia, motorul V6 TSI este scos din transmisie.

Acest lucru este posibil chiar şi la viteze mari (până la 160 km/h) şi astfel vehiculul „alunecă” pe o

distanţă mai mare.

Frânarea regenerativă: în timpul frânării, motorul electric - acum operând ca un generator -

recuperează energie cinetică, stocată în baterii de înalt voltaj NiMH.

Sistemul Start-Stop integrat în grupul moto-propulsor îmbunătăţeşte economia de carburant, în

special în mediul urban, cu trafic aglomerat.

Page 16: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.12: Platforma utilizată pe modelul Touareg Hybrid

Citroen C4 Hybrid

Page 17: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.13: Citroen C4 Hybrid

Performantele masinilor dotate cu aceste motoare (Peugeot 308 HDi si C4 Hybride HDi)

reprezinta un important pas inainte in ceea ce priveste reducerea consumului si a emisiilor de CO2.

Totodata acestea ofera un confort de drum sporit soferului in special in traficul urban.

Consumul mixt de combustibil al acestor masini este de numai 3,4 l /100km, cu emisii de 90

g/km, ceea ce reprezinta un record pentru masinile din clasa compacta. S-a constatat o reducere cu circa

25% fata de motoarele hibrid obisnuite, adica in jur de 1l/100km consum mixt.

La baza motoarelor hibride ale PSA sta motorul 1,6 HDi la care se adauga un sistem de filtre de

particule (DPFS) cuplat cu ultima generatie a tehnologiei Stop & Start, un motor electric si bateriile de

inalta tensiune. Transmisia este asigurata printr-o cutie de viteze manuala dirijata electronic SensoDrive.

Sistemul Stop & Start permite masinilor Hybride HDi sa porneasca si sa ruleze chiar si in

conditiile in care bateriile motorului electric sunt complet descarcate, fapt care diferentiaza tehnologia

PSA de hibridele obisnuite, care ar ramane imobilizate intr-o astfel de situatie.

Fig. 1.14: Citroen C4 Hybrid

Motoarele Hybride HDi introduc o serie de trasaturi inovative cum ar fi:

Recuperarea energiei cinetice in timpul franarii

Functionarea in modul full electric ZEV  (Zero Emission Vehicle) care elimina zgomotul

si emisiile nocive ale masinii complet la viteze de pana la 50km/h

De altfel, modul full-electric este cel pe care ruleaza masina atunci cand bateriile permit acest lucru.

In ciclul extraurban motorul electric il completeaza  pe cel clasic oferind un plus de putere de pana la 35%

atunci cand este nevoie.

Page 18: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Noul motor Hybride HDi combina avantajele motoarelor clasice cu acelea ale motoarelor electrice,

specifice condusului in ciclul urban.

Modelul Toyota Prius

1. Descriere

Toyota Prius, cel mai cunoscut model hibrid la nivel mondial, s-a vândut în 281.265 de

exemplare in 2006, potrivit datelor companiei. În România, modelul Prius, comercializat din a

doua jumatate a anului 2006, a înregistrat o crestere în vânzari, cumulând un total de 37 de

unitati pentru anul 2007. Prius a totalizat, în cei zece ani de când a fost pus în vânzare, 920.687

de unitati vândute în întreaga lume, situându-se astfel pe primul loc în topul vânzarilor de masini

hibrid. Mai mult de jumatate dintre acestea au fost vândute pe piata nord-americana. [14]

Toyota a fost prima companie producatoare de masini care, în 1997, a lansat un model

hibrid de serie: Toyota Prius.

La modelul Prius produs de Toyota, termenul de hibrid se refera la faptul ca masina are

doua motoare: cel clasic pe benzina si unul electric care primeste energie de la doua generatoare

care sunt încarcate de motorul pe benzina.

Generatoarele pot fi încarcate cu energia cinetica degajata la frânare, energie care altfel s-

ar pierde. Toyota Motor a vândut pe plan mondial, în zece ani, peste un milion de automobile

hibrid, anunta compania la sfârsitul lunii mai a anului trecut. Oferta de modele hibrid produse de

Toyota Motor Corporation include si gama Lexus hibrid, disponibila si pe piata româneasca -

GS450h, LS600h si RX 400h. Lexus RX400h este primul SUV hibrid din lume si de la

lansarea din 2005 au fost vândute 107.129 exemplare. (2007)

Page 19: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Fig. 1.15 : Toyota Prius

Recunoscuta pentru tehnologia de ultima ora, puterea si performantele sale, Prius a

obtinut - printre altele - titlul de "Masina Anului în Europa" în 2005. În plus, datorita tehnologiei

hibride Toyota Synergy Drive, ofera eleganta si confortul unei masini de familie si

performantele ecologice ale unei masini compacte. Fiecare detaliu al modelului Prius este

proiectat având în vedere calitatile aerodinamice, calitatea si confortul. Conturul sau elegant

caracterizeaza o masina ce anticipeaza si satisface toate necesitatile soferului. Designul

aerodinamic permite obtinerea unui coefiecient aerodinamic de numai 0.26, facând-o atât placuta

ochiului, cât si eficienta pe sosea. Designul compact, individual este asezat pe un sasiu cu

ampatament marit, ce permite obtinerea unui spatiu maxim pentru bagaje în interior, în acelasi

timp pastrând dimensiunile compacte ale exteriorului.

Principala caracteristica a modelului Prius este tehnologia hibrida ce propulseaza masina.

Experienta condusului este argumentata de manevrarea facila si raspunsul prompt, ceea ce face

din condusul modelului Prius o adevarata placere.

Sistemul Hibrid Synergy Drive® nu este doar o versiune îmbunatatita a sistemului

original hibrid Toyota (THS). Este un concept cu totul nou, care reprezinta solutia ideala pentru

cei care vor sa îmbine placerea de a conduce cu impactul minim asupra mediului înconjurator.

Un motor pe benzina, mai puternic, de 1.5 - litri functioneaza alaturi de un motor electric mai

mic si mai eficient, pentru a obtine performante care fac din modelul Prius un adversar serios la

Page 20: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

Segmentul D. Într-adevar, motorul electric este mai puternic decât cele mai multe motoare cu

combustie interna de 1.0 pâna la 1.2-litri. La 400 Nm de la 0-1200 rpm, cuplul modelului Prius

este mai mare decât al motorului V6 diesel. Ca rezultat, poate obtine o accelerare de la 0 la 100

km/h sub 11 secunde, comparabil cu o masina cu motor conventional diesel de2.0-litri.

Deoarece sistemul avansat de control hibrid foloseste motorul electric ca sursa principala

de putere, acesta asigura o tinuta de drum exceptionala. Accelerarea este mare, dar liniara, mai

ales de la 50 la 80 km/h, în timp ce zgomotele si vibratiile sunt minime.

Prius este una din cele mai ecologice si economice masini aflate pe piata . Între masinile

cu motoare cu combustie interna, Prius este de departe cel mai putin poluant, iar emisia de CO2

se situeaza la nivelul emisiei unei masini compacte. Nivelele de emisii NOx si HC sunt mai joase

decât cele ale oricaror alte motoare pe benzina, iar emisiile de particule poluante sunt reduse la

zero. În total, emisiile nocive ale modelului Prius sunt cu 40% mai scazute decât normele

europene pentru 2005. De asemenea, sistemul hibrid Toyota Synergy Drive permite obtinerea

unei economii de carburant considerabile, de pâna la 40%. Uitati de chei - sistemul Inteligent de

Acces si Pornire va permite sa descuiati masina printr-o simpla atingere a mânerului usii si

pornirea acesteia printr-o simpla apasare pe buton.

Avantajele mașinilor hibrid

mașinile hibride trebuie alimentate doar cu combusibil, nu și curent electric;

curentul electric pe care îl folosesc este produs în mers, de motorul pe combustie

și de asemenea din energia frânării;

atunci când pui frana, bateria se alimentează cu energie electrică;

computerul calculează când să alimenteze bateriile cu energie, și când să

folosească energia din baterii pentru a alimenta motorul electric;

mașinile hibride au un ecran (display) pe bord care pe lângă faptul că arată în

permanență, și în timp real, ce consumă mașina (benzina sau curent electric), te poate ajuta să

conduci în așa fel încât să consumi cât mai puțină benzină;

Toyota Prius este unul din modelele hibride cu un astfel de monitor, care îți arată

exact cum reacționează mașina, la modul tău de a conduce (acelerare, decelerare, franare etc);

Page 21: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

computerul de bord calculează automat când să folosească ambele motoare, când

să folosească doar motorul pe combustie internă, și când să utilizeze motorul electric pentru a

economisi benzină, astfel, se pot obține performanțe foarte mari legate de consumul de

combustibil la suta de kilometri;

fac zgomot mai puțin decât o mașină clasică;

mașinile hibrid nu necesită o infrastructură specială (stații de alimentare speciale),

putand fi folosite oriunde există pompe de benzină obișnuite;

atunci când mașina este oprită, de exemplu la semafor, poate funcționa doar pe

energie electrică, fără consum de benzină, și deci fără poluare;

alimentarea motoarelor electrice din mașinile hibride se poate face prin mai multe

surse: de către motorul cu ardere internă, din energia frânării (sistemul regenerative braking),

prin convertirea energiei solare (panouri solare pe mașina) și prin alimentare de la rețeaua de

curent pentru modelele Plug-In (priză obișnuită sau o statie de încărcare rapidă);

deși motoarele pe combustie internă folosite nu sunt foarte puternice, datorită

existenței motorului electric care intervine atunci când este nevoie, mașinile hibride au

performanțe comparabile cu o mașină clasică (în ceea ce privește accelerație, putere etc);

modul în care este condusă o mașina hibrid poate contribui foarte mult la

consumul de carburant, putându-se ajunge chiar la performanțe de sub 3.5l benzină/100km. [12]

Dezavantajele mașinilor hibrid

în primul sfert de ora de la pornire consumul este mai mare dacă afară este frig;

faptul că mașinile sunt foarte silențioase la viteze mici, mai ales când utilizează

doar motorul electric, pot fi periculoase în orașe, din cauza faptului că nu sunt sesizate ușor de

către pietoni, persoane cu probleme de vedere, bicicliști etc., iar pentru a rezolva această

problemă, modelul Chevrolet Volt are un sistem electronic de avetizare sonoră;

mașinile hibride nu rezolvă problema utilizării combustibililor fosili, ele se

bazează tot pe benzină, contribuind astfel la epuizarea acestor resurse neregenerabile;

arderea benzinei într-un motor cu combustie înseamna poluare, deși în cazul

mașinilor hibride poluarea atmosferică este mai mică decât la mașinile clasice, aceasta încă

există.

Page 22: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

BIBLIOGRAFIE

Page 23: Sistemul de Propulsie Hibridă Al Autovehiculelor

1. Untaru M. ş.a., „Calculul şi construcţia automobilelor”, editura Didactică şi Pedagogică,

Bucureşti, 1982.

2. Maria Claudia SURUGIU, Elena MAGHIARI, „Emissions monitoring and trafic

management system, 8th International Conference on technology and quality for sustained

development”, TQSD 2008, pag.221 – 227;

3. Oprean, I.M., „Automobilul modern. Cerinţe, Restricţii, Soluţii.”, editura Academiei

Române, Bucureşti, 2003.

4. Andreescu, Cristian, Cruceru, Dragoş, „Recuperarea energiei cinetice a

autovehiculelor”, Revista AutoTest, nr. 115, mai 2006.

5. Cofaru C., „Autovehiculul si mediul”, Editura Universitatii Transilvania, Brasov 1999

6. Bobescu Ghe., Radu Ghe., „Motoare pentru automobile si tractoare", Chisinau,

Editura Tehnica, 1998.

7. ***, http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_electric_vehicle

8. ***, http://www.hybridcenter.org/

9. ***, http://www.tayna.co.uk/catalog/334/0/Semi-tractor-Batteries_Varta

10. ***, http://news.thomasnet.com/fullstory/800783