Los vehículos híbridos hidráulicos , o HHV, utilizan una fuente de energía de fluido presurizado, junto con un motor de combustión interna convencional (ICE), para lograr una mejor economía de combustible y reducciones de emisiones nocivas . Capturan y reutilizan del 70 al 80% de la energía de frenado / desaceleración del vehículo [1] en comparación con el 55% de los híbridos eléctricos. [2] Para camiones y autobuses, esto también puede ser menos costoso que los sistemas eléctricos, debido al precio de las baterías requeridas para estos últimos. Los sistemas de vehículos híbridos hidráulicos también pueden pesar menos que los sistemas eléctricos, debido al alto peso de las baterías. Esto puede conducir a un menor impacto en la capacidad de carga útil, especialmente para cargas pesadas.clases de vehículos .
Principio de funcionamiento
Los sistemas de vehículos híbridos hidráulicos constan de cuatro componentes principales: el fluido de trabajo, el depósito , la bomba / motor (en sistema híbrido en paralelo) o los motores y bombas en las ruedas (en sistema híbrido en serie) y el acumulador . En algunos sistemas, también se instala un transformador hidráulico para convertir el flujo de salida a cualquier presión con una pérdida de potencia muy baja. [3] En un sistema híbrido eléctrico , la energía se almacena en la batería y se envía al motor eléctrico para alimentar el vehículo. Durante el frenado, la energía cinética del vehículo se utiliza para cargar la batería a través del frenado regenerativo . En el sistema híbrido hidráulico, la bomba / motor extrae la energía cinética durante el frenado para bombear el fluido de trabajo desde el depósito al acumulador . El fluido de trabajo se presuriza así, lo que conduce al almacenamiento de energía . Cuando el vehículo acelera, este fluido de trabajo presurizado proporciona energía a la bomba / motor para impulsar el vehículo. [4] Para un sistema híbrido paralelo, las ganancias de eficiencia de combustible y las reducciones de emisiones son el resultado de una carga mecánica reducida en el motor de combustión interna debido al par proporcionado por el sistema híbrido.
Ganancias de eficiencia
La EPA de EE. UU. Afirma que, en pruebas de laboratorio, la economía de combustible en la ciudad de un camión de reparto urbano aumentó entre un 60% y un 70% en millas por galón en comparación con un camión de combustión interna similar de propulsión convencional. [1] Se afirmó que las emisiones de CO 2 del mismo camión de reparto de demostración eran más de un 40% más bajas, y la producción de hidrocarburos y partículas también era mucho menor (50% y 60% respectivamente). [1]
Según los cálculos de la EPA para este vehículo de prueba, la tecnología híbrida agregó un costo de aproximadamente US $ 7,000 sobre un camión convencional comparable, mientras que el ahorro de combustible de por vida durante 20 años se estimó por encima de los $ 50,000. [1]
Tipos de vehículos híbridos hidráulicos
Al igual que el sistema híbrido eléctrico , existen varias arquitecturas de transmisión posibles.
En vehículos híbridos hidráulicos en paralelo, la bomba / motor se instala típicamente entre el motor y la caja de cambios, o entre la caja de cambios y la caja de transmisión diferencial . La función de la bomba / motor es proporcionar asistencia al motor durante la aceleración y recuperar la energía al frenar que de otro modo se perdería en forma de calor en los frenos convencionales. Al igual que con los híbridos eléctricos, la bomba / motor puede o no poder conducir el vehículo solo con el motor apagado.
En un vehículo híbrido hidráulico en serie, la bomba / motor se conecta directamente al eje de transmisión, [5] o los motores en las ruedas proporcionan el par motor directamente a la rueda. El motor de combustión interna solo está conectado a una bomba y está configurado para operar en su rango de potencia más eficiente para mantener la presión hidráulica óptima en el acumulador. [3] El motor de tracción debe suministrar todo el par necesario para propulsar el vehículo, lo que significa que el rendimiento máximo de aceleración está disponible con el motor en marcha o parado. Su principal desventaja es la navegación en régimen permanente, donde la doble conversión de energía introduce pérdidas adicionales.
Ventajas y desventajas
En algunos casos, los sistemas híbridos hidráulicos pueden ser más rentables que los sistemas híbridos eléctricos porque no se utilizan materiales complicados o costosos (como los necesarios para las baterías ). Sin embargo, en la mayoría de los diseños, los tanques de presión de los acumuladores están hechos de fibra de carbono, lo que hace que los tanques de presión sean algo caros, pero se prevé que el precio de la fibra de carbono disminuya a medida que las economías de escala y la eficiencia energética de fabricación se reducen en un 60%, según Oak. Ridge National Laboratory puede reducir el costo de fabricación de los tanques. [6]
Los híbridos hidráulicos recuperan, o recolectan, la energía cinética del vehículo durante el frenado y la desaceleración de manera significativamente más eficiente que los sistemas eléctricos; Los híbridos hidráulicos pueden recuperar hasta un 70–80% de la energía cinética del vehículo en comparación con el 55% de los híbridos eléctricos. [7] [2] [8]
Reducción del costo, la complejidad y el peso de los dispositivos de toma de fuerza adicionales , como bombas de agua, elevadores hidráulicos y cabrestantes.
Los desafíos técnicos con los vehículos híbridos hidráulicos incluyen ruido, tamaño y complejidad. Los avances técnicos, como los motores hidráulicos de muy gran diámetro y formato plano (LDFF), que producen un par muy alto en un espacio de transmisión limitado, permiten equipar vehículos pesados como camiones de basura y autobuses urbanos con sistemas híbridos hidráulicos. El software de control sofisticado da como resultado vehículos híbridos hidráulicos que son seguros, manejables, confiables y eficientes.
Ver también
Referencias
- ^ a b c d Vehículos híbridos hidráulicos , EPA de EE. UU.
- ^ a b "Lo aprendido: eficiencia de frenado regenerativo" . www.proev.com . Consultado el 24 de noviembre de 2018 .
- ^ a b Folleto de HyDrid Archivado el 24 de octubre de 2009 en Wayback Machine , Innas BV
- ^ Cómo funcionan los híbridos hidráulicos , Jamie Page Deaton, HowStuffWorks
- ^ Serie híbrida hidráulica , Eaton Corporation
- ^ "ORNL la búsqueda de fabricantes estadounidenses para licenciar proceso de fibra de carbono de bajo costo | ORNL" . www.ornl.gov . Consultado el 24 de noviembre de 2018 .
- ^ EPA, EE. UU. "Investigación de híbridos hidráulicos | Tecnología automotriz limpia | Transporte y calidad del aire | EPA de EE . UU . " . archive.epa.gov . Consultado el 24 de noviembre de 2018 .
- ^ "Vehículos híbridos hidráulicos" . EPA de EE . UU . Consultado el 24 de noviembre de 2018 .
enlaces externos
- Prueba de flota y Evaluación de Proyectos - híbrido hidráulico inspección de vehículos de flota ( National Renewable Energy Laboratory )
- Vehículos híbridos hidráulicos: investigación , página de investigación de híbridos hidráulicos de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos
- Tecnología híbrida hidráulica: un enfoque probado , Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, marzo de 2004
- El ERS (sistema de recuperación de energía) , híbridos Lightning
- ¿Qué son las baterías mecánicas? , Híbridos Lightning
- Prueba de emisiones Resultados: híbrido hidráulico ofrece importantes reducciones de emisiones , Rayo Híbridos
- Video de asistencia de lanzamiento hidráulico (HLA) , Eaton Corporation (requiere el complemento QuickTime para ver)
- https://www.innas.com/hydrid.html , Innas BV
- La EPA innova el sistema híbrido hidráulico , autoMedia.com
- Actualizaciones híbridas hidráulicas KersTech Vehicle Systems
- "Eaton desarrollará un sistema de accionamiento híbrido hidráulico digital para vehículos del ejército de EE. UU . " . Eaton Corporation (Comunicado de prensa). 21 de diciembre de 2007.
- IFPE High Efficiency Hydraulic Hybrid Drive System [ enlace muerto permanente ] , NRG Dynamix (anteriormente Hybra-Drive Systems LLC), 12 de diciembre de 2007
- Sitio web de NRG Dynamix