Глобальное гибридное сотрудничество (ранее называвшееся Advanced Hybrid System 2 или AHS2 ) - это набор технологий гибридных транспортных средств, совместно разработанных General Motors , Daimler и Chrysler LLC с присоединением BMW в 2005 году. Он использует 2 или 3 планетарных редуктора в автоматической коробке передач : один на стороне двигателя внутреннего сгорания ( входной разделитель ) в паре со вторым ( выходной разделенный ), образующий составное разделение, и, возможно, одна третья дополнительная планетарная передача для умножения количества фиксированныхпередаточные числа (до 4). General Motors прекратила использовать название «AHS2» с 2006 года, предпочитая называть его просто «двухрежимной гибридной системой».
Эта технология была названа автомобильным журналом «Технологией года» 2007 года . [1]
В то время как Toyota «s Hybrid Synergy Drive может выглядеть примерно так, что она также сочетает в себе мощность от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и парой электрических мотор-генераторов ; однако в нынешнем виде Toyota использует только одну планетарную передачу, обеспечивающую только одномодовую функциональность (т.е. только разделение входов ) с использованием последовательной / параллельной архитектуры. В то время, Honda «s Integrated Motor Assist использует традиционный ДВС и трансмиссии , где маховик заменяется электрическим двигателем: это простая параллельная архитектура, требует добавления механической бесступенчатой коробки передач. (т.е. не электрически изменяемый)
Сотрудничество
О партнерстве GM и DaimlerChrysler было объявлено 13 декабря 2004 года, когда Дитер Цетше из DaimlerChrysler присоединился к Рику Ваггонеру из GM на сцене с прототипом. Однако соглашение было подписано только в августе следующего года.
Сообщается, что GM отвечал за разработку систем грузовых автомобилей с задним и полным приводом и переднеприводных автомобилей, в то время как DaimlerChrysler занималась разработкой автомобилей класса люкс с задним приводом.
7 сентября 2005 года было объявлено, что к альянсу присоединится и BMW , вероятно, с использованием системы заднего привода, бывшего тогда главным соперником DaimlerChrysler.
Три компании сформировали организацию под названием Global Hybrid Сотрудничество с инженерами и менеджментом, сосредоточенными в GM, DaimlerChrysler и BMW Hybrid Development Center в Трое, штат Мичиган . Недавние отчеты показывают, что три автопроизводителя потратят один миллиард долларов США на разработку гибридных трансмиссий с передним и задним приводом. [2]
1 марта 2007 года BMW и DaimlerChrysler объявили, что они расширяют свое партнерство и быстро приступают к разработке мягкого гибридного модуля для заднеприводных автомобилей премиум-класса. Они планировали внедрить новую систему в течение следующих трех лет на производимых автомобилях BMW и Mercedes-Benz. В 2009 году Mercedes выпустил гибрид S400 с литий-ионным аккумулятором .
GM не участвует в этом расширенном партнерстве и не объявила о планах разработки гибридной системы RWD для автомобилей. [3]
Однако в июле 2009 года сообщалось, что после предстоящего внедрения двухрежимных версий BMW X6 во всем мире и Mercedes-Benz M класса только в Соединенных Штатах, совместное предприятие будет распущено. Daimler указал, что не хочет вкладывать средства в послепродажное обслуживание и обслуживание автомобиля, который будет производиться только в небольших количествах, и вместо этого сосредоточится на модульных гибридных строительных блоках с масштабируемыми литий-ионными батареями на основе гибридного привода, разработанного для S- class и седаны 7-й серии в другом совместном предприятии с BMW и поставщиком автомобилей Continental AG . [4]
Технология
Эта технология называется «двухрежимной» гибридной трансмиссией из-за способности расширять возможности как электрических, так и механических путей передачи энергии. [5] Есть два режима работы:
- Режим разделения входа - скорость вращения 2-го двигателя (M / G 2) всегда пропорциональна выходному валу, в то время как 1-й двигатель (M / G 1) не пропорционален входному валу. Второй электродвигатель напрямую приводит в движение выход, и можно управлять транспортным средством без двигателя внутреннего сгорания. Поток мощности разделяется только на входе, поэтому его называют Input-split . На низких скоростях автомобиль может двигаться либо с электродвигателем / генераторами, либо с двигателем внутреннего сгорания, либо с обоими, что делает его так называемым полным гибридом. Все аксессуары по-прежнему будут работать от электроэнергии, и двигатель может быть перезапущен мгновенно, если это необходимо. В этом режиме один из двигателей / генераторов (M / G 1) действует как генератор, а другой - как двигатель (M / G 2). Этот режим работает для двух бесступенчатых диапазонов трансмиссии ( разделение входного сигнала и составное разделение ).
- Составно-разделенный режим - скорость вращения 2-го двигателя (M / G 2) не пропорциональна выходному валу, как и 1-й двигатель (M / G 1) не пропорциональна входному валу. Поток мощности разделяется на входе и выходе, поэтому он называется Compound-split . Без двигателя внутреннего сгорания невозможно управлять автомобилем.
Этот режим начинается в точке, где один из двигателей / генераторов достигает нулевой скорости; в этот момент некоторые муфты в системе включаются, в то время как другие отключаются, чтобы изменить физическую конфигурацию трансмиссии, и скорость равна Vshift. Сразу после переключения обе электрические машины работают как двигатели, и используется первое передаточное число. При заданной скорости выше Vshift используется второе передаточное число, и M / G 2 начинает работать как генератор, одновременно снижая свою угловую скорость. [6]
Хотя трансмиссия механически имеет только четыре обычных передаточных числа, электродвигатели позволяют ей работать как бесступенчатая трансмиссия . Это переменное передаточное число действует в дополнение к увеличению крутящего момента планетарных шестерен .
Специальная автоматическая трансмиссия (обозначенная General Motors как 2ML70) включает в себя два трехфазных двигателя с постоянными магнитами мощностью 82 кВт (пиковая 110 л.с.), [7] три планетарных редуктора и четыре фрикционных муфты с выборочным включением . Эта система усиливает мощность электродвигателей аналогично тому, как обычная трансмиссия усиливает крутящий момент двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, при необходимости он позволяет передавать большую часть крутящего момента двигателя на колеса, делая трансмиссию более эффективной даже без используемых электродвигателей. Наконец, вся система умещается в пространстве и действительно выглядит как обычная автоматическая коробка передач Allison модели 1000.
Аккумуляторная батарея на 300 вольт размещается в другом месте автомобиля для хранения энергии.
Как это работает
Работа трансмиссии Allison (AHS-2) или двухрежимной гибридной передачи от Global Hybrid кооперации. Эта трансмиссия устанавливается на BMW ActiveHybrid и Mercedes-Benz ML450 BlueHybrid. [8]
Первый режим разделения мощности , также известный как Input-Split :
(сцепления C1 включены , C2 + C3 + C4 отключены )
Первая пара планетарной передачи действует как передача с разделением мощности с четырьмя карданными валами , а последняя планетарная передача снижает скорость вращения . Второй мотор-генератор (MG-B) , скорость вращения пропорциональна выходной приводной вал .
Второй режим разделения мощности , также известный как Compound-Split :
(сцепления C2 включены , C1 + C3 + C4 отключены )
Первая пара планетарной передачи действует как трансмиссия с разделением мощности с четырьмя карданными валами . Никакой мотор-генератор не связан напрямую с входом или выходом.
Передаточное отношение первой фиксированной передачи :
(сцепления C1 + C4 включены , C2 + C3 отключены )
. Первая пара планетарной передачи поддерживается в синхронном фиксированном передаточном числе 1: 1 за счет действия шунтирующей муфты C4 , а последняя планетарная передача снижает скорость вращения . Оба двигателя-генератора синхронизированы друг с другом, либо оба как двигатели, либо оба как генераторы. Это середина первого бесступенчатого диапазона, когда соединяются скорости вращения обоих двигателей-генераторов .
Передаточное число второй фиксированной передачи :
(сцепления C1 + C2 включены , C3 + C4 отключены )
Последняя планетарная передача переводит первую пару в промежуточное фиксированное передаточное число . Скорость вращения обоих мотор-генераторов очень асимметрична (1: 9), что исключает эффективное использование первого (MG-A). Это граница между обоими непрерывно изменяемыми диапазонами. Переключение двух режимов происходит в этот момент, когда коронная шестерня третьей планетарной передачи достигает нулевой скорости вращения , а все шестерни водила планетарной передачи вместе достигают одной и той же скорости вращения .
Третья фиксированная передача :
(сцепления C2 + C4 включены , C1 + C3 отпущены)
Первая пара планетарной передачи находится в синхронном фиксированном передаточном числе 1: 1 за счет действия сцепления C4 , и, кстати, оба двигателя-генератора являются взаимно синхронными. , либо все как двигатель, либо все как генератор. Это середина второго бесступенчатого диапазона, когда соединяются скорости вращения обоих двигателей-генераторов .
Передаточное число четвертой фиксированной передачи :
(сцепления C2 + C3 включены , C1 + C4 отпущены)
Третье сцепление C3 блокирует солнечную шестерню первой планетарной передачи, а второй мотор-генератор (MG-B) все еще находится в отключенном состоянии.
Приложения
автобусов
Впервые система была использована в транзитных автобусах New Flyer, выпущенных в 2001 году.
- Система городских автобусов от Allison Transmission
- Округ Кинг, Вашингтон Метро округа Кинг ( с 2002 г. по настоящее время анонсирован 361 автобус New Flyer ) Первый DE60LF, серийный номер 24129
- Альбукерке, Нью-Мексико ABQ RIDE (112 автобусов New Flyer объявлено с 21 декабря 2004 г. по настоящее время)
- Индианаполис, Индиана IndyGo (два автобуса объявлены 24 января 2005 г.)
- Служба национальных парков национального парка Йосемити (18 автобусов Gillig анонсированы 25 апреля 2005 г.)
- Келоуна и Виктория , Британская Колумбия (6 автобусов New Flyer анонсированы 5 мая 2005 г.)
- Шривпорт, Луизиана SporTran (один автобус объявлен 9 июня 2005 г.)
- Шарлотт, Северная Каролина Система транзита Шарлотты (2 автобуса объявлены 9 июня 2005 г.)
- Спрингфилд, Массачусетс, Управление транзита Пайонир-Вэлли (один автобус объявлен 14 октября 2005 г.)
- Аспен, Управление Транспортировки Ревущих Вилок Колорадо (семь автобусов объявлено 9 декабря 2005 г.)
- Консорциум (возглавляемый San Joaquin RTD ) из 10 транспортных агентств в Калифорнии и Неваде (157 автобусов Gillig объявлено 20 марта 2006 г.).
- Примечание. ABQ RIDE из Альбукерке, штат Нью-Мексико, ранее входила в этот консорциум, но вместо этого предпочла заказать автобусы New Flyer самостоятельно.
- Мэдисон, Висконсин Мэдисон Метро (5 автобусов Gillig анонсированы 11 сентября 2007 г., еще 10 планируется приобрести в ближайшие несколько лет)
RWD / 4WD Грузовик / Внедорожник
Продольная система для легких грузовиков General Motors будет производиться на заводе Baltimore Transmission подразделением GM PowerTrain . В никель-металл - гидридных батарей будут изготовлены Panasonic EV Японии.
Система была представлена в 2008 модельном году на полноразмерных внедорожниках Chevrolet Tahoe и GMC Yukon в качестве конкретной гибридной модели с 2 режимами.
- Заднеприводные и полноприводные малотоннажные грузовики, использующие 2-режимную гибридную систему, включают:
- Концепт гибридного внедорожника GMC Graphyte (показан на выставке NAIAS 2005 г. )
- Chevrolet Tahoe Hybrid 2008 года выпуска
- GMC Yukon Hybrid 2008 года выпуска
- Dodge Durango Hybrid 2009 года выпуска
- Chrysler Aspen Hybrid 2009 года выпуска
- Cadillac Escalade Hybrid 2009 года выпуска
- 2009 Chevrolet Silverado Hybrid (он же GMT900 )
- 2009 GMC Sierra Hybrid (он же GMT900 )
- 2009/2010 BMW X6 ActiveHybrid [4] [9]
- 2009/2010 Mercedes ML 450 гибрид [4]
ВПЕРЕД
- Переднеприводная автомобильная система
- Гибридный концепт Opel Astra Diesel (показан на выставке NAIAS 2005 г. )
- Saab 9-3 BioPower Hybrid Concept (показан на Британском международном автосалоне 2006 г.) [10]
- Подключаемый гибридный внедорожник Saturn Vue с 2 режимами 2010 года , улучшение на 45% по сравнению с мягкой гибридной версией в соответствии с GM [11] (изначально предназначалось для 2009 г., но было отложено и в конечном итоге отменено из-за прекращения существования Saturn как подразделения GM, никогда не производился)
- Продукт GM 2011 года не разглашается (возможно, новый «кроссовер» Buick или седан Cadillac AWD) [12] [13]
Другие ГМ-гибриды
- BAS Hybrid ( мягкий гибрид GM )
- Силовой агрегат GM Voltec
- Гибридный автомобиль
- Список гибридных автомобилей
Заметки
- ^ « ОСОБЕННОСТИ: Технология года: двухрежимная гибридная система GM », Дон Шерман, Автомобильный журнал , 27 декабря 2007 г.
- ^ «Расходы на экологичность» . AutoWeek . Архивировано из оригинального 29 сентября 2007 года . Проверено 11 августа 2006 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ↑ BMW и DaimlerChrysler Rev Up: разработка гибридных автомобилей премиум-класса. Архивировано 30 сентября 2007 г. на Wayback Machine.
- ^ a b c « Гибридный альянс BMW, Daimler и GM близится к концу », Маттиас Краст, Automotive News , 14 июля 2009 г.
- ^ «Глобальная гибридная система» . Wiki.epfl.ch. 2006-11-13 . Проверено 21 мая 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Сравнительная оценка трансмиссий с разделением мощности гибридного транспортного средства
- ^ http://www.remyinc.com/docs/HVH250R4.pdf
- ^ Определение двухрежимной гибридной трансмиссии General Motors
- ^ http://green.autoblog.com/2008/04/10/bmw-x6-two-mode-hybrid-coming-in-2009/1#c27075759
- ^ http://www.motortrend.com/auto_news/112_news060802_saab_biopower_hybrid_concept/index.html
- ^ GM - GMability Advanced Technology: передний привод, гибридная система с 2 режимами дебютирует в 2008 году.
- ^ Нарушение: Buick Compact Crossover отменен, 2-режимная трансмиссия с подключаемым модулем все еще работает>
- ^ Гураль, Наташа (13 января 2010 г.). «GM снова раскрывает планы по выпуску нового гибрида» . Forbes .
Рекомендации
- Дэвид Талбот. «Гибриды, пожирающие газ» . Обзор технологий (апрель 2005 г.).
- «Chevrolet Tahoe с двухрежимным полным гибридом использует экономию топлива, удовольствие от вождения внедорожника и производительность» . Пресс-релиз General Motors . Архивировано из оригинала на 2007-08-14 . Проверено 9 января 2006 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- «Глобальный альянс по развитию гибридных приводов: сотрудничество между BMW, DaimlerChrysler и GM» . Пресс-релиз General Motors . Архивировано из оригинала на 2007-08-14 . Проверено 9 сентября 2005 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- Греве, Т.М., Б.М. Конлон и А.Г. Холмс. «Определение двухрежимной гибридной трансмиссии General Motors» (PDF) . Серия технических документов SAE (SAE 2007–01–0273).CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Ким, Н., Карлсон, Р., Джелик, Ф., и А. Руссо. «Разработка модели Tahoe HEV в PSAT» . Серия технических документов SAE (SAE 2009–01–1307).CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
- Двухрежимное гибридное моделирование | MATLAB
- Сравнительная оценка трансмиссий с разделением мощности на гибридных транспортных средствах
- Трансмиссия с электроприводом, имеющая две планетарные передачи с одним фиксированным межсоединением, заявка на патент США 2006/0111213 A1