Hvordan avanserte hybridsystemer fungerer

Bildegalleri: Hybridbiler Hybridteknologi blir bedre og bedre, og tvinger tradisjonelle hybrider til å gjøre plass for mer avanserte hybridsystemer. Se flere bilder av hybridbiler. AP Photo / Pat Wellenbach

Hybridbiler er ganske vanlig på veiene nå, og mange bilprodusenter har flere linjer med biler som inkluderer en hybridversjon. Bare i 2009, selv under en økonomisk nedtur, ble mer enn 290 000 nye hybridbiler solgt i USA [kilde: Hybrid Cars]. Etterspørselen etter hybrider ser ikke ut til å slippe, og etter hvert som flere produsenter bygger hybrider, blir teknologien bedre og bedre, og tvinger tradisjonelle hybrider til å gjøre plass for mer avanserte hybridsystemer.

Avanserte hybridsystemer tar fortsatt sikte på å oppnå den beste gass kjørelengden og få forbedret effektivitet ut av kjøretøyet, men de gjør det ved å inkorporere nye eller forbedrede teknologier som tradisjonelle hybrider ennå ikke har utnyttet. Avanserte hybrider bruker mer elektroteknisk innsats og bringer hybrider enda et skritt unna bensinmotoren og bare litt nærmere et altelektrisk kjøretøy.

Du kan tenke på hybridsystemer som matematikklasse. Først må du lære det grunnleggende som addisjon, subtraksjon, deling og multiplikasjon. Deretter går du videre til mer avansert matematikk som algebra, geometri, trigonometri og kalkulus. Akkurat som i matte bygger hybrider på den nåværende informasjonen og beveger seg deretter inn i mer avanserte områder. For avanserte hybrider er fordelene kraftigere batterier, lengre rekkevidde uten bensin, nye måter å lade batteriene på og til og med nye måter å utnytte kraften på.

Hybrider som akkurat kommer på markedet nå ser kanskje ikke så veldig annerledes ut enn tidligere versjoner, men de inkluderer fremskritt som er blitt muliggjort de siste årene med masseprodusert hybridteknologi..

På neste side skal vi se på noen av de nye og forbedrede teknologiene i avanserte hybridsystemer og se hvordan de endrer vår nåværende definisjon av et hybridbil.

Litium-ion (Li-ion) kan lagre mer strøm i mindre pakker, og bilbedriftene begynner å bruke dem som et mer avansert elektrisk lagringssystem for hybridene sine. AP Photo / Mark Humphrey

Avanserte hybridsystemer fungerer som mange vanlige hybridbiler, noe som betyr at de fremdeles bruker en liten forbrenningsmotor, en elektrisk motor og i de fleste tilfeller et sett med batterier. Men avanserte hybridsystemer går et skritt videre og integrerer nyere teknologier i kjøretøyene.

Et eksempel på dette ville være bruk av litium-ion (Li-ion) -batterier i motsetning til nikkel-metall-hydridbatterier (NiMH). Litium-ion kan lagre mer strøm i mindre batteripakker, og bilfirmaene begynner å bruke dem som et mer avansert elektrisk lagringssystem for hybridene sine. Li-ion koster for tiden mer å produsere, men de har flere fordeler som NiMH-batterier gjør. Faktisk har mange selskaper investert mye penger for å utvikle sofistikert Li-ion-batteriteknologi. Så siden prisen på teknologien har begynt å synke, ser produsenter på Li-on som den dominerende elektriske lagringen for hybrider. Selv om Li-ion-batterier er i ferd med å bli ønsket batterilagring, bruker noen avanserte hybrider ikke batteriteknologi i det hele tatt. I stedet bruker de et svinghjul for å lagre strøm til bruk senere. (Vi kommer nærmere inn på dette emnet litt senere i artikkelen.)

En annen stor teknologiforskjell mellom tradisjonelle hybrider og avanserte hybridsystemer er mengden strøm som brukes til kjøretøyets kraft. Ja, alle hybrider bruker en slags elektrisk motor for å hjelpe forbrenningsmotoren, men avanserte hybrider bruker den elektriske motoren på måter som gir et alternativ til bensinmotoren mens du pendler, i stedet for bare hjelp til motoren. I noen avanserte hybrider, som Porsche 911 GT3 R, er det to elektriske motorer som driver bilen i stedet bare en [kilde: Abuelsamid].

I tillegg til litium-ion-batterier og bruk av flere elektriske motorer, kan avanserte hybridsystemer også inkludere plug-in-teknologi for lading av batterier. Ikke alle avanserte hybrider er plugins, men noen, som Toyota Prius plug-in, integrerer teknologien i kjøretøyet for å gi et alternativt middel til å lade batteriene i motsetning til bare å lade dem gjennom kjøring og bremsing.

På neste side skal vi se på noen eksempler på hvordan disse teknologiene blir brukt.

Porsche 911 GT3 R Hybrid GT Race Car PRNyheterFoto / Porsche Cars Nord-Amerika, Inc.

På den siste siden nevnte vi flere forskjellige typer teknologier som blir brukt i avanserte hybridsystemer som ligner tradisjonelle hybrider, men likevel bygger på nåværende teknologier og tar dem et skritt videre. Så hvorfor bygge videre på dagens teknologi? Hva er de praktiske bruksområdene til et avansert hybridsystem? Vel, akkurat som med en tradisjonell hybrid, er drivstoffeffektivitet et hovedmål, men avanserte hybrider har enda større bruksområder.

La oss starte med lagringskapasitet. Vi nevnte på siste side at avanserte hybrider vil bruke (og noen allerede bruker) Li-on-batterier, som gjør det mulig for kjøretøyet å ha en mer effektiv batteritid enn tidligere batterityper. Den praktiske anvendelsen av dette resulterer i at sjåførene kan gå lengre distanser på elektrisitet alene. For eksempel vil Chevrolet Volt kunne kjøre opptil 80 miles (80,5 kilometer) på strøm alene, og plug-in Toyota Prius vil ha en elektrisk rekkevidde på omtrent 21 kilometer (kilde: Thomas og Toyota].

Den andre applikasjonen er kundenes bekvemmelighet. Noen avanserte hybridbiler, som Volt og neste generasjon Prius, har muligheten til å lade batteriene ved å være koblet til en elektrisk kilde. I stedet for å måtte bruke bilen selv for å lade batteriene, klarer noen avanserte hybrider å lade mens du sitter i garasjen. Så ikke bare varer batteriladet lenger og kan brukes til elektrisk kjøring, men det kan også lades hjemme på slutten av dagen og være klar til å gå neste morgen.

En av de siste store bruksområdene for avanserte hybrider er deres evne til å skape mer kraft og bruke den på bedre måter enn forgjengerne. Som vi nevnte på siste side, bruker Porsche 911 GT3 R hybrid to elektriske motorer til å følge med motoren. Disse motorene fanger opp kinetisk energi under bremsing, konverterer den til elektrisitet og lagrer deretter strømmen i et elektromekanisk svinghjul som skal brukes etter ønske. De to motorene brukes til forhjulene og gir føreren automatisk kraft til hjulene under normale kjøreforhold, eller de kan brukes som et utbrudd av kraft til hjulene ved å trykke på en spesiell akselerasjonsknapp [kilde: Abuelsamid].

Denne formen for avansert hybridsystem kan brukes til strøm på forespørsel når det er behov.

Så du kan se at avanserte hybridsystemer bygger på gjeldende teknologier for tradisjonelle hybridbiler, men ta det et skritt videre ved å forbedre ikke bare batterikraften og drivstoffeffektiviteten, men også kjøretøyets ytelse og førerens bekvemmelighet også.

For mer informasjon om avanserte hybridsystemer og andre relaterte emner, følg lenkene på neste side.

relaterte artikler

• 5 Tips for hybridkjøp
• 5 måter hybridbatteripakker forbedres
• Hvordan hybridbiler fungerer
• Slik fungerer CVT-er
• Kan hybridmotorer skape mer kraft?
• Er hybridbiler dyrere å forsikre? 
• Som designet og bygde den første hybridbilen?
• Hva er de forskjellige typene hybridbiler?
• Hvordan hjelper bilbildesign seg med drivstoffeffektivitet?

kilder

• Abuelsamid, Sam. "Porsche 911 GT3R å kjøre på Petit Le Mans." 21. juli 2010. (4. november 2010) http://green.autoblog.com/2009/04/24/fiat-working-on-new-hybrid-system-for-small-cars-to-share- med-c /
• Hybridbiler. "Desember 2009 Dashboard: Year-End Tally." 20. januar 2010. (4. november 2010) http://www.hybridcars.com/hybrid-sales-dashboard/december-2009-dashboard.html
• Chevrolet. "Chevy Volt." (1. november 2010) http://www.chevrolet.com/volt/
• Hybridbiler. "Hondas lavkost-hybridstrategi: litiumionbatterier." 18. mars 2010. (5. november 2010) http://www.hybridcars.com/news/honda-low-cost-hybrid-strategy-lithium-ion-batteries-27544.html
• Hybridbiler. "Lithium Ion Hybrid Batteries." 3. april 2006. (5. nov. 2010) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
• Thomas, David. "GM hever Chevy Volt's Electric Range." 23. september 2010. (4. november 2010) http://blogs.cars.com/kickingtires/2010/09/gm-revises-chevy-volts-electric-range.html
• Toyota. "Prius Plug-in Hybrid." (1. november 2010) http://www.toyota.com/upcoming-vehicles/prius-plug-in/