Hybrid Power Swap

Når det kommer til hybridbiler, har elektronik og batterier en tendens til at få mest opmærksomhed. Men det er elegant maskinteknik, der etablerede sig Toyota som markedsleder inden for hybrider. Nu General Motors , DaimlerChrysler , og BMW anvender maskinteknik for at komme efter. De tre producenter er gået sammen om at udvikle transmissionsteknologi, der kan slå Toyotas system - i hvert fald på motorvejen.

GM, DaimlerChrysler og BMW regner med, at deres dual-mode hybridtransmissioner (vist her) vil indhente Toyota. (Kredit: GM)

Toyotas patenter for deres hybridkøretøj fokuserer på styresystemerne og den sofistikerede transmission, der bruges til at skifte og dele kraften mellem motor, elektriske motorer og hjul. Der er en masse mekanik i systemet, siger David Hermance, executive engineer for environment engineering ved Toyotas Gardena, CA, Technical Center. Selvom du laver væsentlige forbedringer på den elektriske side, hvis du ikke gør et godt stykke arbejde på den mekaniske side, opnår du ikke så meget effektivitet, og du søger at forbedre effektiviteten alle steder, du kan.

De første hybrider fra GM og DaimlerChrysler var såkaldte lette hybrider, der gav et relativt lille effektivitetsløft. (BMW har endnu ikke frigivet en hybrid.)

Toyotas hybridsystem er bemærkelsesværdigt anderledes på grund af dets kraftopdelingstransmission. Til dato har konkurrenter som Honda integreret elektrisk kraft ved at tilføje motorer til mere konventionelle transmissioner. Som følge heraf skal en hybrids motor være i drift, for at køretøjet kan bevæge sig. I modsætning hertil gør Toyotas transmission det muligt for hybrider som Prius sedan og Highlander SUV'en at starte i al-elektrisk tilstand, hvilket efterlader motoren slukket under lavhastigheds- og højmomentregimet, hvor den mekaniske kraft fra motoren er mindst effektiv. Motoren tænder kun, når føreren anmoder om mere strøm, end elmotorerne kan levere, eller for at genoplade køretøjets batteri.

Toyotas transmission anvender også sin elektriske køretøjstilstand (EV) til at køre sine hybrider i bakgear, så der er ingen grund til at indbygge dedikerede bakgear, som findes i konventionelle transmissioner.

Omkring 500 ingeniører hos GM, DaimlerChrysler og BMW er ved at udvikle et nyt transmissionssystem, der leverer EV-drift ligesom Toyota. Transmissionen vil tilføje endnu et trick: Systemet kan også tage den elektriske side af drivlinjen ud af løkken og køre i kun motortilstand. Deres to-mode hybrid transmission, patenteret i 1999 af GM og i øjeblikket brugt i dets hybridbusser, udskifter motorerne med et sæt faste gear, der låser motoren til drivakslen. De elektriske motorer hjælper med at gøre kontakten problemfri ved at synkronisere hastigheden af ​​de to sæt gear, men når først skiftet er udført, er motorerne ude af billedet. Motorerne laver alle finjusteringerne, og koblingerne kører bare rundt. Det er den store revolution med to-mode, siger Tim Grewe, GM's chefingeniør for to-mode hybrid drivlinje.

At tage de elektriske motorer ud af drivlinjen giver to fordele. Når man flytter tunge byrder med et stabilt klip, er de elektriske motorer ineffektive, fordi de faktisk repræsenterer et træk på motoren. At tage de elektriske motorer helt offline i sådanne scenarier gør bilens samlede drift mere effektiv. Den større fordel, siger Grewe, kommer i emballering af transmissionen. Ved at udskifte motorerne under højeffektdrift klarer alliancepartnerne sig med mindre motorer. Resultatet er en hybrid transmission, der ikke er større end en konventionel transmission. Vi tog koblinger ud, og vi satte elmotorer i, og dermed kunne vi få den til at pakke i et tilsvarende volumen, siger Grewe. Det skulle forenkle de design- og monteringsændringer, der kræves for at tilbyde hybrid som ekstraudstyr på eksisterende køretøjer.

Rich Schaum, tidligere chefingeniør hos Chrysler og den kommende præsident for Warrendale, PA-baserede Society of Automotive Engineers , siger GM har en meget robust patentposition for to-mode transmission, og det giver alliancepartnerne mulighed for at gå deres egen vej med en bedre teknologi. Arkitekturen af ​​dual-mode-teknologien, der forfølges af GM, DaimlerChrysler og BMW, er overlegen i forhold til, hvad der i øjeblikket er på gaden fra andre producenter, siger Schaum.

Selvfølgelig, advarer Schaum, skal man ikke gå ud fra, at Toyota vil stå stille. Toyotas hybridingeniør Hermance vil ikke forpligte sig til, om Toyota vil overveje et to-mode-system. For det første, siger Hermance, er det ikke klart, om chauffører faktisk krydser nok til at levere en væsentlig fordel. Spørgsmålet bliver, hvilken brøkdel af den samlede drift er i det steady-state regime? Indtil vi ser faktiske cyklustestdata for deres system, er det svært at vurdere, hvilken slags forbedring de måske eller måske ikke har lavet, siger Hermance.

Ikke desto mindre kalder Hermance to-mode konceptet i princippet en god idé, især i fuld størrelse lastbiler – et markedssegment, hvor Toyota endnu ikke har anvendt sin hybridteknologi.

GM debuterer med to-mode i slutningen af ​​næste år i Chevy Tahoe SUV'en i fuld størrelse, og DaimlerChrysler følger i begyndelsen af ​​2008 med en hybridversion af den lige så kødfulde Dodge Durango. Begge producenter hævder, at to-mode-systemet og mere effektive motorer vil gøre deres SUV'er så meget som 25 procent mindre brændstoftørstige end deres ikke-hybride modstykker - ydeevne, der kunne være store penge værd, hvis det kan vende det seneste kraftige fald i højprofit margin SUV'er forårsaget af høje priser ved pumperne.

/> /> />

skjule