Come funzionano gli ibridi TFSIe (E-Tron e GTE)
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Nota: nel 2019, l'E-Tron ha lasciato il posto al nome TFSIe.... Per ora, la GTE rimane una nomenclatura VW, ma potrebbe cambiare.
I dispositivi ibridi, sempre più democratizzati, non funzionano tutti allo stesso modo. Diamo un'occhiata in questo articolo ai sistemi Volkswagen, ovvero E-Tron e GTE, ibridi plug-in che consentono di guidare completamente a corrente elettrica per distanze molto discrete, dai 30 ai 50 km.
E-Tron e GTE come funzionano?
Prima di spiegare come funziona questa tecnologia, va notato che esistono due tipi di architetture E-Tron a seconda della posizione del motore nell'auto, e questo cambia anche alcuni parametri a livello dell'architettura della frizione e del cambio, ma senza cambiare la logica di ibridazione.
Esistono quindi versioni trasversali adatte, ad esempio, alla A3, Golf e ad altre Passat, motivo per cui questo sistema utilizza un motore elettrico che ravviva la vettura tramite una doppia frizione. Per quanto riguarda il dispositivo E-Tron delle vetture più prestigiose, ovvero la Q7 e altre Audi A6, l'architettura è longitudinale con convertitore di coppia al posto della doppia frizione nelle versioni trasversali.
Ma indipendentemente dal tipo di architettura, il principio di questa soluzione (come la maggior parte delle altre) è quello di adattare la termomeccanica già esistente negli ibridi apportando il minor numero possibile di modifiche per evitare anni di sviluppo ed essere in grado di produrre dispositivi sul mercato domestico mercato oggi. Le parti meccaniche che sono state utilizzate per secoli sono così usurate che l'obiettivo del gioco è risparmiare il più possibile. Eccoci, per usare un eufemismo, a inserire un motore elettrico tra il motore e la frizione. Ma diamo un'occhiata più da vicino...
GTE e E-Tron trasversale: funzionamento
La disposizione trasversale qui non cambia nulla, ma poiché quest'ultima differisce dalla versione longitudinale per la doppia frizione, hanno dovuto essere allontanati. Nonostante tutto, il principio rimane lo stesso, cambia solo la tecnologia del cambio e della frizione: ingranaggi paralleli e doppia frizione per ingranaggi trasversali e planetari e convertitore di coppia per ingranaggi longitudinali.
Caratteristiche di A3 e-Tron:
- Capacità della batteria: 8.8 kWh
- Potenza elettrica: 102 h
- Autonomia elettrica: 50 km
Che si tratti della A3 e-Tron o della Golf GTE, stiamo parlando della stessa cosa.
Quindi eccoci finalmente alle prese con una semplice vettura della S-Tronic/DSG, alla quale abbiamo aggiunto un cavalletto elettrico. Per essere più precisi, il motore elettrico è posto tra il motore e le due frizioni, sapendo che quest'ultima è ancora collegata alla scatola, ma può, invece, staccarsi dal motore.
Pertanto, il motore elettrico è costituito da un rotore e uno statore, il rotore (al centro) è collegato al motore da una frizione a lamelle e lo statore (attorno al rotore) rimane fermo. Il motore elettrico qui è circondato da liquido di raffreddamento perché si riscalda velocemente (se troppo, la bobina si scioglie e il motore si guasta...). Chi ha detto che i motori elettrici hanno l'efficienza ideale? C'è infatti l'effetto Joule e le dispersioni termiche, che riducono quindi l'efficienza all'80-90% (anche meno se si considerano le perdite di carica e le perdite nei cavi dell'auto, e non dimentichiamo che diventa davvero nella media se si teniamo conto dell'uscita dell'elettricità generata, che immettiamo nel serbatoio, quindi dalla centrale).
Quindi ora diamo un'occhiata alle diverse modalità di guida per vederle più chiaramente...
Questa ibridazione si trova, ad esempio, sulla Golf e sulla A3.
Modalità di ricarica
O guidi e il motore elettrico si collega al generatore (la batteria non lo alimenta più), oppure colleghi l'auto alla rete elettrica.
Nel primo caso, è il movimento del rotore nello statore che crea la corrente nello statore. Quest'ultimo viene poi inviato alla batteria, che assorbe l'energia che può, perché limitata dal livello di capacità di assorbimento. Se c'è un eccesso di energia, quest'ultima viene indirizzata a speciali resistori che si scaldano (in pratica ci liberiamo della corrente in eccesso il più possibile...).
Modalità 100% elettrica
Qui il motore è spento e idealmente non dovrebbe interferire con la catena cinematica della trasmissione ... Quindi per questo abbiamo integrato una frizione (multidisco, ma questa è, dopotutto, una parte), controllata da un computer, che consente il motore da spegnere. dal resto della trasmissione. In effetti, ci sarebbero molte perdite se il motore rimanesse collegato, poiché la compressione di quest'ultimo rallenterebbe notevolmente l'ardore del motore elettrico, senza dimenticare la notevole inerzia di tutte le parti in movimento... Insomma, era non praticabile e quindi era meglio dell'assistente ibrido sul lato della puleggia dell'ammortizzatore.
Quindi, per riassumere, la batteria invia corrente allo statore, che quindi induce un campo elettromagnetico attorno a quella bobina. Questo campo magnetico interagirà con il rotore, anch'esso dotato di un campo magnetico che lo farà muovere (come mettere due magneti uno di fronte all'altro, si respingono o si attraggono a seconda della direzione). Il movimento del rotore viene trasmesso alle ruote attraverso una scatola.
Quindi, il motore termico viene spento e il motore elettrico aziona le ruote attraverso una doppia frizione (quindi il rotore è collegato all'albero del semiriduttore 1 o del semicarter 2, a seconda del rapporto di trasmissione) e il cambio. In breve, questo piccolo motore elettrico non aziona direttamente le ruote con un semplice rapporto di trasmissione, ma passa attraverso il cambio. Possiamo anche ascoltare leggermente le relazioni in corso se abbiamo un'udienza.
Modalità combinata termica + elettrica
Il funzionamento è lo stesso di cui sopra, tranne per il fatto che il motore termico è accoppiato a quello elettrico tramite una frizione a lamelle. Di conseguenza, entrambe le frizioni ricevono contemporaneamente coppia da entrambi i motori, il che consente di combinare la potenza di entrambi i motori sullo stesso asse.
La potenza massima prodotta non è la somma delle due potenze del motore, perché ciascuna non raggiunge la sua potenza massima alla stessa velocità, ma anche perché i motori elettrici non possono essere completamente riempiti a causa del flusso elettrico troppo basso proveniente dai tamburi.
Recupero di energia
Il motore elettrico è collegato alle ruote tramite frizioni e cambio, quindi potrà ruotare (il rotore) e generare elettricità grazie alla naturale reversibilità dei motori elettrici. La modalità di recupero viene attivata dall'inverter, che inizia quindi a recuperare energia dalle bobine, anziché iniettarla al suo interno per avviare il motore. Attenzione però, come detto sopra, la batteria non può sopportare troppa corrente, e quindi è necessaria una sorta di valvola di sicurezza per scaricare questo eccesso (sui resistori previsti per accogliere il succo e dissiparlo in calore per effetto Joule) .
E-Tron longitudinale
Il sistema e il principio sono gli stessi della croce, tranne per il fatto che qui stiamo lavorando con un materiale diverso. Il cambio parallelo a doppia frizione è qui sostituito da un cambio epicicloidale automatico. Anche le frizioni sono state sostituite con un convertitore di coppia tipico dei cambi automatici epicicloidali.
Prendiamo come esempio principale l'e-Tron Q7, che è abbinato a un 2.0 TSI o 3.0 TDI.
Se la frizione scollega il motore elettrico dalla scatola, in realtà non lo è (l'ordine qui è davvero fuorviante e devi vedere il meccanismo interno per capire meglio)
Per semplificare la spiegazione ho evitato di specificare il differenziale centrale, che riporta il boom al differenziale anteriore, ingombra lo schema per non portare nulla a livello di comprensione.
Modalità elettrica
Qui, la batteria alimenta il succo allo statore, che quindi fa muovere il rotore a causa di forze elettromagnetiche che interferiscono tra loro: le forze del magnete permanente del rotore e le bobine di ottone che lo emettono quando vengono elettrificate. Il convertitore riceve potenza, che viene inviata alle ruote attraverso il cambio e vari convertitori (motivo per cui ce ne sono parecchi sul Quattro ...).
Modalità combinata
Come sopra, tranne per il fatto che anche il rotore riceve energia dal motore termico, quindi la potenza viene aumentata di dieci volte.
Modalità di recupero energetico
Se smetto di fornire il mio motore elettrico, diventerà un generatore se riceve una coppia meccanica. E rallentando o addirittura girando il motore, faccio muovere il rotore, che poi provoca una corrente nell'avvolgimento dello statore. Raccolgo questa energia e la mando alla batteria al litio.
Troviamo, ad esempio, questa ibridazione sulle Q7 e A6, ma non dimentichiamoci delle Cayenne II e III, che fanno parte della famiglia Audi/VW.
Fogli Audi
Tutti i commenti e le reazioni
Dernier commento pubblicato:
MOHAMMED KHALIL (Data: 2019, 09:05:11)
Grazie mille per le delucidazioni, voglio sapere perchè lasciamo la frizione multidisco inserita in modalità recupero energia come la versione trasversale? Non sarebbe questo un limite che ridurrà l'energia recuperata?
il io. 1 reazione (i) a questo commento:
- amministratore AMMINISTRATORE DEL SITO (2019-09-05 16:51:17): Domanda ragionevole ...
Di solito, se non sto dicendo una sciocchezza, si spegne in modalità elettrica forzata al 100% e rimane accesa in modalità termica forzata (per mantenere la sensazione della termica e del suo freno motore).
(Il tuo post sarà visibile sotto il commento dopo la verifica)
Estensione 2 Commenti :
Autore (Data: 2019 marzo 03 alle 25:08:33) |
La spiegazione non è del tutto chiara sull'acquisto di un'auto con questa tecnica non c'è possibilità il io. 2 reazione (i) a questo commento:
(Il tuo post sarà visibile sotto il commento) |
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