NAPDY HYBRYDOWE W MOTORYZACJI Opracowa na podstawie materiaw

NAPĘDY HYBRYDOWE W MOTORYZACJI Opracował na podstawie materiałów TMC Mgr inż. Stanisław Kucharski Toyota Motor Marketing Europe

Historia 1899 – pierwszy samochód z napędem hybrydowym - F. Porsche. Silnik spalinowy napędzał generator, który zasilał silniki elektryczne umieszczone w bębnach przednich kół. Toyota Motor Marketing Europe

Historia 1997 - wprowadzenie do sprzedaży pierwszych seryjnie produkowanych samochodów z napędem hybrydowym Toyota Prius. Toyota Motor Marketing Europe

Historia 2004 - pierwszy Lexus z napędem hybrydowym • Toyota Motor Marketing Europe

Rodzaje napędów hybrydowych Równoległy hybrydowy układ napędowy Akumu. Przet. Silnik Skrzynia biegów Silnik elektryczny / prądnica Silnik spalinowy Toyota Motor Marketing Europe Sprzęgło/ skrzynia biegów Silnik elektryczny Koła samochodu

Rodzaje napędów hybrydowych Szeregowy hybrydowy układ napędowy Akum. Przet. Silnik Prądnica Silnik spalinowy Prądnica Toyota Motor Marketing Europe Silnik elektryczny Koła samochodu

Rodzaje napędów hybrydowych Hybrydowy układ napędowy Toyoty (szeregowy/równoległy/szeregowo-równoległy) Prądnica Silnik spalinowy Silnik elektryczny Prądnica Koła samochodu Toyota Motor Marketing Europe Silnik elektryczny

Prius Toyota Motor Marketing Europe

Napędy hybrydowe Hybrydowy układ Toyoty - Prius Zespół akumulatorów HV Prądnica Przetwornik napięcia Silnik spalinowy Przekładnia planetarna Silnik elektryczny Toyota Motor Marketing Europe

THS II Basic components • MG 2 (Wheel Drive Motor / Generator) Motor Toyota Motor Marketing Europe – Drives vehicle – Performs regenerative braking – Max. Output: 50 k. W – Max. Torque: 400 Nm ! (wide maximum torque distribution range)

RX 400 h Toyota Motor Marketing Europe

Układ napędowy – RX 400 h Podstawowe elementy THS-II Planetarny zespół rozdzielający MG 1 MGR Silnik HV Zespół akumulatorów Przetwornik Planetarny zespół redukujący prędkość Toyota Motor Marketing Europe MG 2

Dane MG 2 Synchroniczny, wzbudzenie od magnesów trwałych Typ Napęd przednich kół, Generator Funkcja Napięcie V Mak. Moc k. W / rpm Mak. Moment N·m / rpm Toyota Motor Marketing Europe Mak. AC 650 123 / 4, 500 335 / 0 ~ 1, 500 Mak. obroty 12, 400 Układ chłodzenia Wodny

GS 450 h Toyota Motor Marketing Europe

Układ napędowy – GS 450 h Przetwornik MG 1 MG 2 Silnik Planetarny zespół rozdzielający Toyota Motor Marketing Europe 2 biegowa skrzynia redukująca HV Zespół akumulatorów

LS 600 h Toyota Motor Marketing Europe

Układ napędowy – GS 600 h Przetwornik MG 1 MG 2 Silnik Planetarny zespół rozdzielający Toyota Motor Marketing Europe 2 biegowa skrzynia redukująca HV Zespół akumulatorów

MG (Silnik/Prądnica) *: Moment jest podnoszony 3. 90 razy przy niskim przełożeniu i 1. 90 razy przy wysokim przełożeniu. Dane MG 1 i MG 2 MG (Silnik prądnica) LS 600 h. L / LS 600 h MG 1 MG 2 Typ Napięcie znamionowe Type Max. Output [k. W (HP] Max. Torque Napięcie znamionowe Układ chłodzenia MG 1 Toyota Motor Marketing Europe GS 450 h Wirnik z magnesami trwałymi AC 650 V Wirnik z magnesami trwałymi 165 k. W (221 HP) 300 N m (221 ft lbf) 147 k. W (197 HP) 275 N m AC 650 V Chłodzenie cieczą MG 2

L 110 F HYBRID TRANSMISSION 2 -stage Motor Speed Reduction Device – Realize high speed and high torque by compact MG 2 Torque NOTE: These are fundamental charts. Range of Hi Gear Drive (for high speed) NORMAL DRIVING EXAMPLE Gear Position Range of Lo Gear Drive (for high torque) Hi Lo For -A 42. 3 (26. 3) 73. 0 (45. 3) For -W 49. 3 (30. 6) 85. 2 (52. 9) Vehicle Speed [km (mph)] Toyota Motor Marketing Europe Vehicle Speed

Przetwornik napięcia Schemat układu HV ECU Moduł akumulatorów HV Battery Modules SMR Przetwornik MG ECU Boost Converter (DC 288 V DC 650 V [max. ]) Przetwornik (DC AC) dla MG 1 dla. MG 2 DC/DC Przetwornik [Akumulator pomocniczy] (DC 288 V DC 12 V) Akumulator pomocniczy Toyota Motor Marketing Europe MG 1 MG 2 Sprężarka klimatryzacji Zespół hybrydowy

Przetwornik Schemat układu Przetwornik Wzmacniacz (DC) IGBT IPM Przetwornik (AC) IGBT IPM Reactor Zespół akumulatorów (DC) MG 1 MG 2 Toyota Motor Marketing Europe

LS 600 h Toyota Motor Marketing Europe

Chassis Steering Motor (brushless type) – concentric with rack shaft, – consists of rotation angle sensor, stator and rotor Rotation Angle Sensor Coil Stator Motor Magnet Rack Shaft Toyota Motor Marketing Europe Rotor

STEERING System Diagram Steering Control ECU Steering Gear Unit Tor que Loc Sen k sor Sole Mot noid or Rotatio n Angle Sensor VGRS Actuator DLC 3 AC 33 – 46 V Parking Assist ECU Power Steering ECU DC 33 – 46 V DC/DC Converter [EPS /Active Stabilizer Suspension] Combination Meter DC 12 V Auxiliary Battery Skid Control ECU Speed Sensors Steering Angle Sensor Toyota Motor Marketing Europe EPS Motor Rotation Angle Sensor HV ECU DC 288 V HV Battery Yaw Rate Sensor Deceleration Sensor Suspension Control ECU Driving Support ECU

System aktywnej stabilizacji zawieszenia To decrease rolling angle during cornering : Stabilizer bar effect : Active stabilizer suspension system effect Toyota Motor Marketing Europe

ACTIVE STABILIZER SUSPENSION SYSTEM Active Stabilizer Actuator – DC brushless motor and reduction gear twist stabilizer bar on both sides Stator Coil Rotor Gear Reduction Mechanism (Strain Wave Gearing Mechanism) NOTE: Active stabilizer actuator is non-disassemble parts Front Stabilizer Bar (LH) Front Stabilizer Bar (RH) Brushless Motor Rotation Sensor (3 Hall ICs) Toyota Motor Marketing Europe Front

ACTIVE STABILIZER SUSPENSION SYSTEM Active Stabilizer Actuator – Reduction mechanism • Both stabilizer bar shifts 2 teeth per wave generation 1 rotation Front Stabilizer Bar (RH) 400 teeth Rotor Gear Toyota Motor Marketing Europe Wave Generator Flexible Gear 402 teeth Front Stabilizer Bar (LH) Circular Gear Ratio : 1/200

REFERENCE (ACTIVE STABILIZER SUSPENSION SYSTEM) Reduction Mechanism – Construction Stator Gear Flexible Gear Wave Generator Ball Bearing is between flexible gear and wave generator Meshing Not meshing Toyota Motor Marketing Europe View from stator gear side (Steering wheel side) NOTE: Indicate this is the reduction mechanism as VGRS system for GS 430 example

REFERENCE (ACTIVE STABILIZER SUSPENSION SYSTEM) Reduction Mechanism – Operation of strain wave gearing Flexible Gear (100 teeth) Motor Shaft Wave Generator Stator Gear (102 teeth) Toyota Motor Marketing Europe Ball Bearing (Between flexible gear and wave generator)

REFERENCE (ACTIVE STABILIZER SUSPENSION SYSTEM) Reduction Mechanism – Operation of strain wave gearing Stator gear fixed Toyota Motor Marketing Europe View from stator gear side (Steering wheel side)

Wyposażenie Equipment Items for Exterior Object Recognition Camera • for Pre-crash Safety System • for Dynamic Radar Cruise Control System (Full-speed Following Function) Enhanced Safety and Comfort Systems • Pre-crash Safety System • Dynamic Radar Cruise Control System World First • LED Headlight (Lobeam) Toyota Motor Marketing Europe

Wyposażenie Equipment Items for Exterior Power Trunk Lid Parking Assist / Monitoring • Intelligent Parking Assist • Rear View Monitor • LEXUS Parking Assist-sensor Rear Pre-crash Safety System Toyota Motor Marketing Europe LED Type Tail and Stoplight

Wyposażenie [Rear Pre-crash Safety System] Equipment Items for Safety – Enhanced Pre-collision Safety System [Pre-crash Safety System (Front)] Obstacle Detection Cooperative Control [VGRS / Air Suspension Control] Pre-crash Intelligent Headrest [Object Recognition Camera / Millimeter Wave Radar Sensor] Brake Operation [Operation / Assist Standby] Toyota Motor Marketing Europe Driver Monitor Camera

Napęd hybrydowy - Toyota Highlander Hybrid 50 231 samochodów (od 2005 roku) Camry Hybrid 25 959 samochodów (w 2006 roku) Prius 605 600 samochodów (od 1997 roku, w 2005 roku 175 157 samochodów) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy - Lexus RX 400 h 63 710 samochodów (od 2005 roku) GS 450 h 5 330 samochodów (w 2006 roku) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Honda INSIGHT Honda ACCORD Honda CIVIC Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Saab - Bio. Power Hybrid (model studyjny) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci BMW X 3 Efficient Dynamic (od 2010 roku) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Audi Q 7 hybrid (od 2008 roku na rynek US) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Mercedes F 500 MIND S-Class (pojazd studyjny) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Hybrydowy Ford Escape (tylko na rynek US) Sprzedaż - 12 927 samochodów w 2006 roku Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Volvo Truck FM z napędem hybrydowym (w fazie badań) Toyota Motor Marketing Europe

Napęd hybrydowy – pozostali producenci Solaris Urbino z napędem hybrydowym (premiera 2006) Toyota Motor Marketing Europe

Zużycie paliwa RX 300 RX 400 h GS 460 GS 450 h LS 460 LS 600 h Wielkość emisji CO 2 (w ruchu miejskim) [g/km] 383 215 388 265 Wielkość emisji w CO 2 (w ruchu poza miejskim) 186 168 187 188 Zużycie paliwa (w ruchu miejskim) [l/100 km] 9, 1 16, 3 9, 1 16, 5 11, 3 Zużycie paliwa (w ruchu poza miejskim) [l/100 km] 7, 6 7, 9 7, 1 7, 9 8, 0 Toyota Motor Marketing Europe