La Cooperación Híbrida Global (anteriormente llamada Advanced Hybrid System 2 o AHS2 ) es un conjunto de tecnologías de vehículos híbridos desarrollado conjuntamente por General Motors , Daimler y Chrysler LLC , y BMW se unió en 2005. Utiliza 2 o 3 engranajes planetarios en una transmisión automática : uno en el lado del motor de combustión interna ( división de entrada ) emparejado con una segunda ( división de salida ), formando la división compuesta, y posiblemente un tercer conjunto de engranajes planetarios adicionales para multiplicar el número derelaciones de transmisión (hasta 4). General Motors dejó de usar el nombre "AHS2" a partir de 2006, prefiriendo llamarlo simplemente un "sistema híbrido de dos modos".
Esta tecnología fue nombrada como "Tecnología del año" en 2007 por la revista Automobile . [1]
Mientras Toyota 's Hybrid Synergy Drive puede aparecer similar en que también combina la potencia de un motor de combustión interna (ICE) y un par de eléctricos motogeneradores ; sin embargo, en su forma actual, Toyota usa solo un conjunto de engranajes planetarios que proporciona solo funcionalidad de modo único (es decir, solo división de entrada ) usando una arquitectura en serie / paralelo . Mientras que el Integrated Motor Assist de Honda utiliza un ICE y una transmisión tradicionales en los que el volante se reemplaza por un motor eléctrico: es una arquitectura paralela simple , que requiere la adición de una transmisión mecánica continuamente variable. (es decir, no eléctricamente variable)
Cooperación
La asociación GM / DaimlerChrysler se anunció el 13 de diciembre de 2004 con Dieter Zetsche de DaimlerChrysler uniéndose a Rick Wagoner de GM en el escenario con un prototipo. Sin embargo, el acuerdo no se firmó hasta el mes de agosto siguiente.
Según se informa, GM fue responsable del desarrollo de camiones con tracción trasera y cuatro ruedas y sistemas de automóviles con tracción delantera, mientras que DaimlerChrysler se centró en una aplicación de automóviles de lujo con tracción trasera.
El 7 de septiembre de 2005 se anunció que BMW también se uniría a la alianza, probablemente utilizando el sistema de tracción trasera del entonces archirrival DaimlerChrysler.
Las tres empresas formaron una organización llamada Cooperación Híbrida Global con ingeniería y gestión centrada en GM, DaimlerChrysler y BMW Hybrid Development Center en Troy, Michigan . Informes recientes indican que los tres fabricantes de automóviles gastarán mil millones de dólares estadounidenses en el desarrollo de las transmisiones híbridas de tracción delantera y trasera. [2]
El 1 de marzo de 2007, BMW y DaimlerChrysler anunciaron que estaban expandiendo su asociación y avanzando rápidamente para desarrollar un módulo híbrido suave para autos premium con tracción trasera. Planearon implementar el nuevo sistema dentro de los próximos tres años en los vehículos BMW y Mercedes-Benz producidos. En 2009, Mercedes lanzó el híbrido S400 con una batería de iones de litio .
GM no forma parte de esta asociación ampliada y no ha anunciado planes para desarrollar un sistema RWD híbrido para automóviles. [3]
Sin embargo, en julio de 2009 se informó que después de las próximas presentaciones de las versiones de dos modos del BMW X6 a nivel mundial y la clase Mercedes-Benz M solo en los Estados Unidos, la empresa conjunta se disolvería. Daimler indicó que quiere evitar invertir en posventa y servicio para un vehículo que solo se producirá en pequeñas cantidades, y en su lugar se concentrará en bloques de construcción híbridos modulares con baterías de iones de litio escalables , basados en el propulsor híbrido desarrollado para el S- sedán clase y serie 7 en otra empresa conjunta con BMW y el proveedor de automóviles Continental AG . [4]
Tecnología
La tecnología se conoce como transmisión híbrida de "dos modos" debido a la capacidad de ampliar las capacidades de las rutas de energía eléctrica y mecánica. [5] Los dos modos de funcionamiento son:
- Modo de entrada dividida : la velocidad de rotación del segundo motor (M / G 2) es siempre proporcional al eje de salida, mientras que el primer motor (M / G 1) no es proporcional al eje de entrada. El segundo motor eléctrico impulsa directamente la salida y es posible conducir el vehículo sin motor de combustión. El flujo de energía se divide solo en la entrada, por eso se llama Input-split . A bajas velocidades, el vehículo puede moverse con el motor / generadores eléctricos, el motor de combustión interna o ambos, lo que lo convierte en el llamado híbrido completo. Todos los accesorios seguirán funcionando con energía eléctrica y el motor puede reiniciarse instantáneamente si es necesario. En este modo, uno de los motores / generadores (M / G 1) actúa como generador, mientras que el otro funciona como motor (M / G 2). Este modo es operativo para los dos rangos continuamente variables ( división de entrada y división compuesta ) de la transmisión.
- Modo de división compuesta : la velocidad de rotación del segundo motor (M / G 2) no es proporcional al eje de salida, como el primer motor (M / G 1) no es proporcional al eje de entrada. El flujo de potencia se divide en la entrada y en la salida, por eso se llama Compound-split . Es imposible conducir el vehículo sin motor de combustión.
Este modo comienza en el punto donde uno de los motores / generadores alcanza la velocidad cero; en este punto, algunos embragues dentro del sistema se acoplan mientras que otros se desconectan para alterar la configuración física de la transmisión, y la velocidad es Vshift. Inmediatamente después del cambio, ambas máquinas eléctricas funcionan como motores y se emplea la primera relación de transmisión. A una velocidad dada por encima de Vshift, se emplea la segunda relación de transmisión y M / G 2 comienza a funcionar como un generador, al mismo tiempo que reduce su velocidad angular. [6]
Aunque la transmisión tiene mecánicamente solo cuatro relaciones de transmisión convencionales, los motores eléctricos le permiten funcionar como una transmisión continuamente variable . Esta relación variable funciona además de la multiplicación de par de los engranajes planetarios .
Una transmisión automática especial (designada como 2ML70 por General Motors) incorpora dos motores de imán permanente trifásicos de 82 kW (110 hp pico), [7] tres juegos de engranajes planetarios y cuatro embragues de fricción de acoplamiento selectivo . Este sistema amplifica la salida de los motores eléctricos de forma similar a como una transmisión convencional amplifica el par de un motor de combustión interna. También, cuando es necesario, permite transferir más par del motor a las ruedas, haciendo que la transmisión sea más eficiente incluso sin los motores eléctricos en uso. Por último, todo el sistema encaja en el espacio de una transmisión automática convencional Allison modelo 1000 , y de hecho aparece como ésta.
Una batería de 300 voltios se encuentra en otra parte del vehículo para almacenar energía.
Cómo funciona
Operación de la transmisión Allison (AHS-2), o híbrida de dos modos , de la Cooperación Híbrida Global. Esta transmisión está montada en el BMW ActiveHybrid y el Mercedes-Benz ML450 BlueHybrid. [8]
Primer modo de división de potencia , también conocido como entrada dividida :
(embragues C1 acoplados, C2 + C3 + C4 liberados)
El primer par de engranajes planetarios actúa como una transmisión de potencia dividida de cuatro ejes , y el último juego de engranajes planetarios reduce la velocidad de rotación . La velocidad de rotación del segundo motor-generador (MG-B) es proporcional al eje de transmisión de salida .
Segundo modo de división de potencia , también conocido como compuesto dividido :
(embragues C2 acoplados, C1 + C3 + C4 liberados)
El primer par de engranajes planetarios actúa como una transmisión de potencia dividida de cuatro ejes . Ningún motor-generador está acoplado directamente con entrada o salida.
Primera relación de engranajes fijos :
(embragues C1 + C4 acoplados, C2 + C3 liberados)
El primer par de engranajes planetarios se mantiene en una relación de engranajes fijos síncronos 1: 1 mediante la acción del embrague de derivación C4 , y el último conjunto de engranajes planetarios reduce la velocidad de rotación . Ambos motores-generadores son mutuamente síncronos, ya sea como motores o ambos como generadores. Es el punto medio del primer rango continuamente variable, cuando ambos motores-generadores se unen a la velocidad de rotación.
Relación del segundo engranaje fijo :
(embragues C1 + C2 acoplados, C3 + C4 liberados)
El último conjunto de engranajes planetarios fuerza al primer par a una relación intermedia de engranajes fijos . La velocidad de rotación de ambos motores-generadores es muy asimétrica (1: 9), excluyendo el uso efectivo del primero (MG-A). Es el límite entre ambos rangos continuamente variables. La conmutación de dos modos se produce en este punto, cuando la tercera corona del engranaje planetario alcanza la velocidad de rotación cero , y todos los engranajes portadores del juego de engranajes planetarios alcanzan la misma velocidad de rotación juntos.
Relación del tercer engranaje fijo :
(embragues C2 + C4 acoplados, C1 + C3 liberados)
El primer par de engranajes planetarios tiene una relación de engranajes fijos sincrónicos 1: 1 por acción del embrague C4 y, por cierto, ambos motores-generadores son mutuamente síncronos , ya sea todo como motor, o todo como generador. Es el punto medio del segundo rango continuamente variable, cuando ambos motores-generadores se unen a la velocidad de rotación .
Relación del cuarto engranaje fijo :
(embragues C2 + C3 acoplados, C1 + C4 liberados)
El tercer embrague C3 bloquea el primer engranaje solar planetario y el segundo motor-generador (MG-B) aún está fuera de línea.
Aplicaciones
Autobuses
El sistema se utilizó por primera vez en los autobuses de tránsito New Flyer desplegados en 2001.
- Sistema de autobuses urbanos de Allison Transmission
- Condado de King, Washington Metro del condado de King (361 autobuses New Flyer anunciados desde 2002 hasta el presente) El primer DE60LF, serie 24129
- Albuquerque, Nuevo México ABQ RIDE (112 nuevos autobuses Flyer anunciados desde el 21 de diciembre de 2004 hasta el presente)
- Indianápolis, Indiana IndyGo (dos autobuses anunciados el 24 de enero de 2005)
- Servicio del Parque Nacional del Parque Nacional Yosemite (18 autobuses Gillig anunciados el 25 de abril de 2005)
- Kelowna y Victoria , Columbia Británica (6 autobuses New Flyer anunciados el 5 de mayo de 2005)
- Shreveport, Louisiana SporTran (un autobús anunciado el 9 de junio de 2005)
- Charlotte, Carolina del Norte Charlotte Area Transit System (2 autobuses anunciados el 9 de junio de 2005)
- Springfield, Massachusetts Pioneer Valley Transit Authority (un autobús anunciado el 14 de octubre de 2005)
- Aspen, Colorado Roaring Fork Transportation Authority (siete autobuses anunciados el 9 de diciembre de 2005)
- Consorcio (dirigido por San Joaquin RTD ) de 10 agencias de tránsito en California y Nevada (se anunciaron 157 autobuses Gillig el 20 de marzo de 2006).
- Nota: ABQ RIDE de Albuquerque, Nuevo México era anteriormente miembro de este consorcio, pero en su lugar eligió pedir los autobuses New Flyer por su cuenta.
- Madison, Wisconsin Madison Metro (5 autobuses Gillig anunciados el 11 de septiembre de 2007, con 10 más planeados para comprar en los próximos años)
Camión / SUV RWD / 4WD
El sistema longitudinal para camiones ligeros de General Motors será fabricado en Baltimore Transmission por la división PowerTrain de GM . Las baterías de hidruro metálico de níquel serán fabricadas por Panasonic EV de Japón.
El sistema se introdujo para el año modelo 2008 en los SUV Chevrolet Tahoe y GMC Yukon de tamaño completo como un modelo híbrido de 2 modos específico.
- Los camiones ligeros con tracción trasera y tracción en las cuatro ruedas que utilizan el sistema híbrido de 2 modos incluyen:
- Concepto de SUV híbrido GMC Graphyte (mostrado en el NAIAS 2005 )
- 2008 Chevrolet Tahoe Híbrido
- 2008 GMC Yukon Híbrido
- 2009 Dodge Durango híbrido
- 2009 Chrysler Aspen Híbrido
- 2009 Cadillac Escalade Híbrido
- 2009 Chevrolet Silverado Hybrid (también conocido como GMT900 )
- 2009 GMC Sierra Hybrid (también conocido como GMT900 )
- 2009/2010 BMW X6 ActiveHybrid [4] [9]
- 2009/2010 Mercedes ML 450 híbrido [4]
FWD
- Sistema de coche con tracción delantera
- Concepto híbrido Opel Astra Diesel (mostrado en el NAIAS 2005 )
- Saab 9-3 BioPower Hybrid Concept (mostrado en el British International Motorshow de 2006) [10]
- SUV híbrido enchufable de 2 modos Saturn Vue 2010 , 45% de mejora con respecto a la versión híbrida suave según GM [11] (originalmente diseñado para el MY 2009, se retrasó y finalmente se canceló debido a la desaparición de Saturn como una división de GM, nunca entró en producción)
- Producto de GM no revelado de 2011 (posiblemente un nuevo Buick "crossover" utilitario o un sedán Cadillac AWD) [12] [13]
Otros híbridos GM
- BAS Hybrid ( híbrido suave GM )
- Tren motriz GM Voltec
- Auto Hibrido
- Lista de vehículos híbridos
Notas
- ^ " CARACTERÍSTICAS: Tecnología del año: sistema híbrido de dos modos de GM ", Don Sherman, Automobile Magazine , 27 de diciembre de 2007
- ^ "Gasto para volverse verde" . AutoWeek . Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2007 . Consultado el 11 de agosto de 2006 .
- ^ BMW y DaimlerChrysler aceleran el desarrollo de automóviles híbridos premium Archivado el 30 de septiembre de 2007 en la Wayback Machine.
- ^ a b c " BMW, Daimler, alianza híbrida de GM se acerca al final ", Matthias Krust, Automotive News , 14 de julio de 2009
- ^ "Sistema híbrido global" . Wiki.epfl.ch. 2006-11-13 . Consultado el 21 de mayo de 2009 .
- ^ Evaluación comparativa de las transmisiones divididas de potencia de vehículos híbridos
- ^ http://www.remyinc.com/docs/HVH250R4.pdf
- ^ Definición de la transmisión híbrida de 2 modos de 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 - Tecnología avanzada GMability: El sistema híbrido de 2 modos y tracción delantera debuta en 2008
- ^ Última actualización: Buick Compact Crossover cancelado, el tren motriz de complemento de 2 modos sigue vivo>
- ^ Gural, Natasha (13 de enero de 2010). "GM presenta planes para un nuevo híbrido, de nuevo" . Forbes .
Referencias
- David Talbot. "Híbridos devoradores de gas" . Technology Review (abril de 2005).
- "Chevrolet Tahoe con híbrido completo de dos modos aprovecha el ahorro de combustible, el placer de conducción de SUV y el rendimiento" . Comunicado de prensa de General Motors . Archivado desde el original el 14 de agosto de 2007 . Consultado el 9 de enero de 2006 .
- "Alianza global para el desarrollo de unidades híbridas: cooperación entre BMW, DaimlerChrysler y GM" . Comunicado de prensa de General Motors . Archivado desde el original el 14 de agosto de 2007 . Consultado el 9 de septiembre de 2005 .
- Grewe, TM, BM Conlon y AG Holmes. "Definición de la transmisión híbrida de 2 modos de General Motors" (PDF) . Serie de documentos técnicos SAE (SAE 2007–01–0273).CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- Kim, N., Carlson, R., Jehlik, F. y A. Rousseau. "Desarrollo del modelo Tahoe HEV en PSAT" . Serie de documentos técnicos SAE (SAE 2009–01–1307).CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
enlaces externos
- Simulación híbrida de modo dual | MATLAB
- Evaluación comparativa de las transmisiones divididas de potencia de vehículos híbridos
- Transmisión eléctricamente variable que tiene dos juegos de engranajes planetarios con una interconexión fija, solicitud de patente de EE. UU. 2006/0111213 A1