2010 Honda Insight EX: Hybrid System Walkaround
November 06, 2009
Czy zastanawiałeś się kiedyś, co trzeba zrobić, żeby zbudować hybrydę? Cóż, to zależy od tego, o jakiej hybrydzie mówisz.
Hybrydy, które Toyota i Ford wprowadzają są złożone (i skuteczne) szeregowo-równoległe hybrydy, co oznacza, że mogą one działać na gaz, energię elektryczną, bezpośrednie równoległe mieszanie dwóch lub szeregowy tryb piggyback, w którym silnik gazowy generuje energię elektryczną dla baterii, podczas gdy silnik elektryczny wykorzystuje tę energię do napędzania samochodu. Aby to osiągnąć, potrzebne są dwa potężne silniki elektryczne zintegrowane w skomplikowanym (ale mechanicznie dość prostym) planetarnym układzie CVT. Potężne oprogramowanie sterujące nieustannie przełącza się między tymi trybami, więc nie musisz o tym myśleć.
Ale nasza Honda Insight z 2010 roku oparta jest na prostszej konfiguracji równoległej, w której silnik i skrzynia biegów są oddzielone od siebie tak, aby cienki silnik elektryczny wielkości koła zamachowego (nieco ponad 2 cale grubości) mógł być wsunięty między nie. Ten silnik elektryczny idzie przez nazwę Integrated Motor Assist lub IMA, w skrócie.
To jest w zasadzie ułożone w ten sposób:
Silnik –> IMA –> Skrzynia biegów
Przyjrzyjmy się, zaczynając od tyłu samochodu.
Powyższe ujęcie z mojej serii spacer po zawieszeniu pokazuje, dlaczego prosta konfiguracja zawieszenia belki skrętnej została użyta tutaj: pozostawia dużo miejsca między kołami dla głębokiej centralnej studni, która mieści oponę zapasową i zestaw baterii.
Jest tu nawet miejsce na kilka zakamarków do przechowywania. Opcjonalna sprężynowa zwijana osłona ładunku faktycznie mieści się w szczelinie u dołu zdjęcia.
Teraz wyciągnijmy stamtąd na chwilę ten styropian.
Widzę zapas. Ale tam pod spodem jest coś jeszcze.
Eureka! To jest ten akumulator. Ale muszę przyznać, że nie jest on zbyt duży. Szczególnie jeśli weźmiemy pod uwagę, że elektronika konwertująca napięcie i monitorująca ładowanie również się tutaj znajduje.
Akumulatory same w sobie składają się z ogniw niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH), typu używanego w prawie wszystkich obecnie produkowanych hybrydach i samochodach elektrycznych.
Łącznie tworzą pakiet o napięciu 100,8 V, który ma pojemność 5,75 amperogodzin. To dla ciebie greka? Pomnóżmy wolty z amperogodzinami (i podzielmy przez 1,000), aby spojrzeć na to w kilowatogodzinach (kWh), elektrycznym odpowiedniku liczby galonów w zbiorniku gazu.
Zbiornik elektryczny Insighta jest zatem skąpy 0.58 kWh, i to, między innymi, czyni go łagodną hybrydą. Prius, bardziej „pełna” hybryda, ma akumulator o pojemności około 1,3 kWh.
Przejście do hybrydy typu plug-in, jak w przypadku Chevy Volt, a pojemność akumulatora zaczyna się od 9 kWh, aby zapewnić nieco zwiększony zasięg elektryczny dzięki uprzejmości gniazdka ściennego. W przypadku Mini E z 2009 r., samochodu w pełni elektrycznego, który jest uzależniony od soku we wszystkim, co robi, znajdziemy baterię o pojemności użytkowej 28 kWh. Od tego momentu pojemność akumulatorów elektrycznych będzie bez wątpienia wzrastać.
Jak Insight radzi sobie z 0,58 kWh? Cóż, silnik elektryczny-generator (który za chwilę zobaczymy) nie jest zbyt duży, więc ani nie zużywa, ani nie regeneruje zbyt wiele energii elektrycznej. Standardowe baterie hybrydowe czerpią WSZYSTKO z hamowania regeneracyjnego, a ilość, jaką mogą przyjąć, jest ściśle uzależniona od wielkości silnika elektrycznego-generatora.
Bateria Insighta zasadniczo przechowuje wystarczająco dużo, aby odzyskać energię z przystanków w mieście do natychmiastowego wykorzystania, gdy wyjeżdżasz z przystanku i do ponownego uruchomienia silnika za każdym razem, gdy wyłącza się podczas „biegu jałowego” na światłach. Zasięg w pełni elektrycznego samochodu nie jest zbyt duży. Mówimy sekundy, nie minuty w czasie w większości sytuacji.
Jak wszystkie baterie hybrydowe, są one uważane za część systemu emisji samochodu, ponieważ jeśli nie uda się samochód będzie działać na benzynie więcej czasu i emitować więcej zanieczyszczeń.
An to oznacza, że prawdopodobnie nigdy nie będziesz musiał się martwić o koszt wymiany baterii lub wpływ wysypisk śmieci zużytych baterii hybrydowych, becuase muszą trwać przez Kalifornii rygorystyczne emisji gwarancji żywotność 10 lat lub 150.000 mil.
Jak to możliwe? Nigdy nie pozwalając baterii spuścić do 0% i nigdy nie ładując jej do 100%. Kluczem do utrzymania długiej żywotności akumulatora jest staranne zarządzanie jego stanem naładowania lub SOC. Hybrydy i samochody elektryczne traktują ten aspekt znacznie poważniej niż system ładowania pistoletu do śrub Makita lub innej domowej elektroniki wielokrotnego ładowania.
Typowa bateria hybrydowa NiMH będzie, w bardzo przybliżonych warunkach hipotetycznych, wykorzystywać tylko cienki kawałek SOC od, powiedzmy, 30% do 70% SOC. Ludzie są podekscytowani bateriami litowymi, ponieważ, dla porównania, można wykorzystać szerszy zakres SOC, np. od 25% do 75% lub od 20% do 80% SOC. A to oznacza, że więcej energii elektrycznej może być przechowywane w baterii litowo-jonowej tej samej wielkości.
Moc przepływa między akumulatorem a silnikiem-generatorem (w obu kierunkach) przez ten pomarańczowy kabel.
Otrzymaj moc, jaką jest 1,3-litrowy, 4-cylindrowy silnik, który sam z siebie wytwarza 85 koni mechanicznych! IMA może dostarczyć kolejne 13 KM (10kW) w razie potrzeby, podnosząc maksymalną moc do 98 kucyków.
Clearly, to nie jest powerhouse zbudowany zapalić świat w ogniu, jak Insight osiąga swoją oszczędność paliwa poprzez nowoczesną adaptację starej zasady Honda ustanowione w ich przeszłości „HF” benzyny tylko modele: Lekka waga, niewielki układ napędowy, mały przekrój pojazdu z dobrą aerodynamiką i chude opony o niskim oporze toczenia.
Formuła ta obejmuje zazwyczaj manualną skrzynię biegów, ale tutaj zastosowano wydajną przekładnię CVT. Jest to jednak „normalna” przekładnia CVT, a nie egzotyczna elektromechaniczna przekładnia CVT widoczna w Priusie. Ta iteracja Insight może równie dobrze korzystać z ręcznej skrzyni biegów, jak pierwszy Insight zrobił, ponieważ silnik elektryczny-generator jest bardziej wspomaganie niż cokolwiek innego.
Spójrz wewnątrz okręgu, aby zobaczyć silnik-generator IMA, gdzie siedzi umieszczony pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów. Co powiesz na bliższe spojrzenie?
Zielony = silnik, pomarańczowy = przekładnia CVT i żółty = IMA, mięso w kanapce.
Ten silnik nigdy nie jest całkowicie odłączony od IMA, ponieważ nie ma sprzęgła między nimi. IMA może mimo wszystko zasilać samochód sam przez pierwsze sekundy po tym, jak odtoczyć się od przystanku z silnikiem off, ale wał korbowy będzie nadal obracać i tłoki nadal pompować w górę iw dół.
Pompowanie powietrza w ten sposób przez otwarte zawory tworzy dużo oporu, który rujnuje wydajność, więc Honda używa ich VTEC cam-switching systemu, aby zapewnić ulgę. Jedna krzywka ma standardowy profil, że silnik używa zawsze, gdy jest uruchomiony, ale drugi profil krzywki jest całkowicie okrągły tak, że zawory wlotowe i wylotowe nigdy nie otwierają się jak tłoki latać o bez wtrysku paliwa.
Na początku wydaje się, że to byłoby gorzej, jak to wymaga mocy do kompresji surowego powietrza w cylindrze. Ale prawie cała ta moc jest zwracana, ponieważ tłok jest odpychany do tyłu po osiągnięciu górnego martwego punktu dzięki efektowi sprężyny powietrznej. I ten ruch jest wygładzony przez fakt, że 4 tłoki robią to w różnych częściach cyklu, więc siły kompresji w jednym cylindrze są kompensowane przez siły rozszerzenia w innym.
UWAGA: Zobacz, dlaczego zawieszenie walkarounds są tak dużo łatwiejsze niż te z układu napędowego???
Prawdopodobnie najważniejszą rolą IMA jest hamowanie regeneracyjne. Kiedy zdejmujesz przepustnicę, komputer odwraca polaryzację wewnątrz, aby przekształcić IMA z silnika do generatora. Wygenerowana w ten sposób energia elektryczna wraca do akumulatora, a proces jej generowania wytwarza niewielką siłę hamowania, gdy magnesy w generatorze wykonują swoje zadania.
Siła ta jest niewielka w tym przypadku ze względu na mały rozmiar układu IMA i akumulatora: można wygenerować i zmagazynować tylko tyle przy tak łagodnym układzie. W rezultacie, siła hamowania regeneracyjnego nie jest bardziej znacząca niż zwykłe hamowanie silnikiem na najwyższym biegu w samochodzie benzynowym. Nadal musisz używać pedału hamulca i konwencjonalnego tarczowego/bębnowego układu hamulcowego do większości zadań związanych ze spowalnianiem i zatrzymywaniem. To powiedziawszy, delikatne użycie pedału hamulca i stopniowe zwalnianie na długim dystansie pozwala systemowi regen przejąć tak wiele, jak to tylko możliwe.
To nie jest przypadek w naszym całkowicie elektrycznym Mini E, gdzie ogromna bateria (50 razy większa) i duży silnik-generator (jedyny prime mover w samochodzie) mogą (i muszą) połknąć tyle soku, ile tylko mogą. Samochody elektryczne muszą odzyskać każdy złom, aby osiągnąć ich reklamowany zasięg.
I tak Mini E jeździ jak samochód slotowy, ze znacznymi siłami hamowania regeneracyjnego, które występują jedynie poprzez podniesienie stopy z pedału „gazu”. Są one tak silne, że przez 70% czasu możesz obejść się bez użycia pedału hamulca; tak silne, że światła hamowania są zaprogramowane tak, aby włączały się komputerowo, aby samochód jadący z tyłu nie najechał na Ciebie.
Skinny 175/65R15 opony zmniejszają opór toczenia w tradycji Civic i CRX „HF”. Ostateczny wynik zużycia paliwa EPA to 40 miasto/43 autostrada/41 kombinacja.
Honda Insight zaimponował i podekscytowany nas, kiedy po raz pierwszy zobaczyłem i jechałem go na premierze prasowej, ale to było, gdy młyn plotek miał cenę w 17,000 dolarów do 18,000 zakresu i gaz był ponad 4 dolary za galon.
Ale Insight skończyło się zaczynając od ponad 20k dolarów (z miejscem przeznaczenia). Dla tego dostajesz niskiej mocy Honda w tradycyjnym oszczędny Honda „HF” sensie, że dostaje trochę wydajności i gospodarki impuls z uproszczonego systemu hybrydowego mild. Przy umiarkowanych cenach paliwa, ta cena wydaje się nieco stroma.
Dan Edmunds, dyrektor ds. testowania pojazdów
.