Vzdrževanje električnih in hibridnih vozil - ozs.si in odbori/igor/AS... · •Masa in...

Vzdrževanje električnih in

hibridnih vozil

Andrej Pečjak

Vzdrževanje električnih in

hibridnih vozil - posebnosti

-DC VN baterija

-Električni pogon – kontroler in motor

-DC DC pretvornik namesto alternatorja

-230 V omrežna napeljava z vtičnico

-Napajalnik

-VN pomožne naprave

-Dodatne 12V naprave

Vzdrževanje električnih in

hibridnih vozil – kaj potrebujemo

-Dodatna znanja

-Dodatna oprema

-Želja po novostih

Električna vozila na trgu

• Električni avto

• Hibridno vozilo

• Vtični ali “plug in”

hibrid

• Avto M1

• Kvadricikel L7e

• Kvadricikel L5e

Osnovni podatki EV

• Kapaciteta baterij v

kWh in napetost v V

• Tip in masa baterij

• Moč motorja (trajna in

trenutna)

• Masa in aerodinamika

vozila

• Performanse

Ponudba električnih vozil na trgu

• Nova vozila

• Rabljena serijska vozila

• Predelana vozila

Nova električna vozila

• L7e štirikolesniki: Ligier, Aixam, Tazzari

• Avtomobili: Tesla, Citroen C-Zero, Peugeot

Ion, Mitsubishi Miev, Nissan Leaf ... 35 k€

Električna vozila

• Mitsubishi Miev

• Citroen C Zero

• Peugeot Ion

• Nissan Leaf

• Stari Peugeoti in Citoeni

• Predelana vozila

• Tazzari Zero

• Aixam elektro

• Smetarska vozilca

• Turistična vozilca

Miev, Ion in C-Zero

• Li Ion baterija 330V

• Domet 70-120 km

• Hitrost do 130 km/h

• Masa 1080 kg

• Motor sinhronski

• 47 kW

• Direktni pogon zadaj preko diferenciala

• Čas polnjenja 7h

Rabljena serijska vozila

• V Franciji so od 1995 do 2003 ozdelali cca 10000 EV, polovico so prodali v Franciji

• AX in peugeot 106 1994

• Saxo 1998-99

• Partner 2000-2001

• Berlingo 2000-2001

•

• Renault express od 1996 do 1998

• Renault clio od 1995 do 1998

• Renault Kangoo electro road (ICE range extender) 2000-2002

• Renault Kangoo electric city (Pure EV) 200-2002

Predelana vozila

Ponudba hibridnih vozil na trgu

• Nova vozila

• Rabljena serijska vozila

Toyota Prius I,II in III ter PHEV, Auris, Honda

Civic in Insight, Lexus h, Peugeot 3008

hybrid, Porsche Cayenne, Opel Ampera

(Volt)

Hibridna vozila

• Hibridno vozilo je vozilo z

dvojnim ali trojnim

pogonom

• Prva taka vozila so bile

podmornice

• Porsche je 1898 naredil

prvi hibridni avto z

motorji v pestu koles!

• Od 1916 do 1919 je

tovarna Woods proizvajala

hibridne elktro- bencinske

avtomobile

Hibridna vozila

• Sodobna hibridna vozila kombinirajo bencinski ali dieselski pogon z električnim pogonom

• Koristijo prednosti obeh pogonov, zato lahko predvsem v mestni in primestni vožnji zelo znižajo porabo

• Mesto-avtocesta?

HV in PHEV

• HV ali hibridna vozila

brez zunanjega

napajanja

• PHEV ali hibridna

vozila z zunanjim

napajanjem

Hibridna vozila

• “Fake hybrid” so klasični avtombili z dodanim elektromotorjem/generatorjem majhne moči na osi motorja. Prihranek na porabi je majhen, pojavljajo se zaradi komercialnih razlogov

• Zaporedni hibrid – motor z notranjim zgorevanjem deluje kot generator, pogon je preko EM

• Paralelni hibrid – motor z notranjim zgorevanjem in elektro motor delujeta hkrati ali vsak posebaj

Fake hybrid

• “Fake hybrid” so klasični avtomobili z

dodanim elektromotorjem/generatorjem

majhne moči (do 10 kW) na osi motorja.

Ta je nek križanec med alternatorjem in

zaganjačem, dodaja moč pri

pospeševanju in generira elektriko pri

zaviranju tep pri optimalni vožnji z mot.z

not.zgor. Ta cenena verzija hibrida se že

pojavlja pri velikih proizvajalcih vozil.

• Start stop NI hibridni sistem, ima pa vsak

hibrid tudi Start-stop

• GM je šel še dlje in je pred tremi leti

predstavil SUV z napisom hibrid. Žal je

bil hibriden le napis. (zgoraj)

Zaporedni hibrid

Zaporedni hibrid – motor z notranjim zgorevanjem deluje kot generator, pogon je preko EM

. Konstrukcija je cenejša, motor in elektromotor sta togo zvezana. Vožnja zgolj z EM ni možna, lahko pa delno regenerira energijo pri zaviranju.

Primer: stari model Honde insight, večina hibridnih avtobusov

Dvojni pogon

Golf Twin drive:

Ima kombinacijo električnega motorja (61 kW/82 KM) in motorja z notranjim izgorevanjem 2,0 TDI (91 kW/122 KM). Na elektriko doseže domet 50 km in max. hitrost 120 km/h

Motorja nista povezana, dizel tudi ne služi za polnjenje baterij

Paralelni hibrid

Paralelni hibrid – motor z

notranjim zgorevanjem in

elektro motor delujeta

hkrati ali vsak posebej

Izdelava je draga, omogoča

pa visoko regeneracijo pri

zaviranju ter vožnjo samo z

EM

Primer: Toyota Prius, Lexus,

Honda Accord

Planetni

delilnik moči

10 kW Elektro

motor /generator

50 kW Elektro

motor /generator

1.5 liter Benc.

motor (57 kW)

Akumulatorji

(NiMH)

82 kW

110 hp

Imenovan: “MG2”

67 hp @ 1200-1540 rpm

300 Nm @ 0-1200 rpm

6,700 rpm maksimalno

500 volt AC

Motor z notranjim

zgorevanjem

76 hp @ 5,000 rpm

82 lb-ft @ 4,200 rpm

5,000 rpm maks.

45 kg

28 celic

6.5 Ah

1,250 W/kg

201.6 volt DC

imenovan: “MG1”

18 kW najv.izh.moč

10,000 rpm

maksimalno

500 volt AC

Diferencial

Inverter & Booster

Kolesa

Popolni paralelni hibrid (delovanje)

Prednosti hibridov

1. Porabi bistveno manj

goriva, v mestu 60%!

2. Velika moč in dobri

pospeški glede na MNZ

3. Ne potrebuje menjalnika,

alternatorja, zaganjača

4. Zelo velik domet

5. Možnost predelave v EV

Slabosti hibridov

1. Visoka cena

2. Kompliciranost

3. Strah pred visoko

napetostjo

4. Življenska doba baterij

5. Neusposobljenost

servisov za vzdrževanje

6. Veliko elektronike

Kaj pa solarni pogon?

Fotovoltaične silicijeve celice:

10 kW – 100m2, 30000 EUR!Uporaba le kot dodatek ali za pogon klimatske naprave

Posebna vozila za doseganje rekordov sicer dosegajo do 140 km/h, vendar so bolj podobna ptičem kot vozilom ter niso uporabna za vsakdanjo vožnjo. Moči motorjev se gibljejo od 1 do 3 kW

Delovanje paralelnega hibrida –

električni način• Pogon v EV načinu,

Stealth načinu ali pri

vzvratni vožnji

• Moč se prenaša iz

baterij na EM2

direktno preko

planetnega gonilnika

na kolesa

Delovanje paralelnega hibrida –

zaviranje s pritiskom na zavoro

• Regerenativno

zaviranje (pritisk na

zavorni pedal)

• Moč se prenaša iz

koles na EM2, ki

deluje kot generator.

Motor je ugasnjen in

izklopljen

Delovanje paralelnega hibrida –

zaviranje z motorjem

• Regerenativno

zaviranje (zaviranje z

motorjem)

• Moč se prenaša iz

koles na EM1, ki

deluje kot generator.

Motor je ugasnjen in

izklopljen

Delovanje paralelnega hibrida –

normalna vožnja po odprti cesti• Vožnja z rahlim

pospeševanjem po lokalnih cestah

• Moč se prenaša iz motorja na kolesa (72%) delno pa na EM1 (28%), ki s to energijo poganja EM2, ki oskrbuje vozilo z dodatno močjo za pospeševanje in vožnjo. Motor deluje z optimalnimi obrati

Delovanje paralelnega hibrida –

mirna avtocestna vožnja

• Enakomerna in umirjena

vožnja po avtocesti

• Moč se prenaša iz

motorja na kolesa preko

planetnega prenosa,

odvečna moč služi

polnjenju akumulatorjev

preko EM1, ki deluje kot

generator

Delovanje paralelnega

hibrida – normalna vožnja

• Bormalna vožnja, kjer je

potreba po energiji za EM2

manjša, kot jo EM1

proizvede

• Del energije gre v polnjenje,

drugi del pa v pogon. Kolesa

poganjata skupaj motor

(večino) in EM2 (zgolj kot

dodatek). Prihranek je zato,

ker motor deluje pod

optimalnimi obrati

Delovanje paralelnega hibrida –

pospeševanje s polno močjo

• Pospeševanje s polno

močjo

• Moč se prenaša iz

motorja in EM2 na

kolesa, EM2 pa črpa

elektriko tako iz

baterij, kot tudi preko

EM1, ki deluje kot

generator

Delovanje paralelnega hibrida

– faza ogrevanja

• Faza ogrevanja

• Motor deluje, da

ogreje sistem in

katalizator. Odvečna

moč se preko EM1, ki

deluje kot generator,

prenaša v

akumulatorje

Honda Civic Hibrid

• Masa: 1'358 + 352 kgHitrost: 185 km/hDomet: 1'090 kmPovpr.poraba: 4,6 Liter Benzin/100 kmEmisije: 109 g CO2/km

Toyota Prius Hibrid

• masa: 1'400 + 325 kgHitrostt: 170 km/hDomet: ca. 1'050 kmporaba: 4,3 Liter Benzin/100 kmEmisije: 104 g CO2/km

Lexus GS 450 h

• Masa: 1'940 + 415 kgHitrost: 250 km/hDomet: ca. 800 kmporaba: 7,9 Liter Benzin/100 kmEmisije Benzin: 185g CO2/km

LEXUS RX 400 h

• masa: 2'000 + 505 kgHitrost: 200 km/hDomet: ca. 800 kmPoraba: 8,1 Liter Benzin/100 kmEmisije : 192g CO2/km

Porsche Cayenne Hybrid

Napetosti

• Slovenski standard SIST EN 50110-1:2007

določa nivoje napetosti:

• zelo nizka napetost od 50V AC in 120V DC;

• nizka napetost do 1000V AC in 1500V DC;

• visoka napetost nad 1000V AC in 1500V DC;

Električna vozila in hibridi:

napetosti

• Do 120 V: Renault Twizzy, vsa smetarska

vozila (Piaggio), Ligier, Aixam – vsi L7e

“štirikolesniki”

• Večina predelanih vozil (Iskra, Curtis)

Pozor na skupno maso!

Serijska el.vozila M1 so večinoma med 120

in 340 V DC

Vzdrževanje hibridov in EV

• Redno vzdrževanje ima posebnosti, sicer je podobno kot pri klasičnih vozilih

• Olje za pogon hibridov je vedno najboljše zaradi čim manjšega trenja in hitrega doseganja delovne temperature. Tipično se uporablja 5W 30 ali 0W 30 !

• Pozor pri delu z visoko napetostjo! Vsi VN kabli so oranžni, pred posegi je potrebno izklopiti glavno varovalko ter počakati vsaj 5 minut!

• Glavna varovalka

Vzdrževanje hibridov in EV

• Pozor zaradi obločnega plamena, posebej nad 200V !

• Ni povezave med maso vozila (-12V) in – polom VN baterije!

• Prazna 12V baterija ne omogoča zagona čeprav je VN baterija polna!

• Ko je vozilo priključeno na omrežje pri polnjenju je pogon blokiran – možnost okvar!

• Pri vodnem hlajenju je hladilna tekočina tudi za hlajenje elektromotorja in kontrolerja!

· Vse posege naj izvajajo samo usposobljeni in izobraženi

mehaniki - samo ti lahko posegajo v električno instalacijo vozila

Če niste ustrezno usposobljeni, ne smete vstopiti v območje avta

v popravilu

Vzdrževanje hibridov in EV

Vzdrževanje hibridov in EV

Uporabljajte zaščitno obleko – posebno pri delu s

karamboliranimi vozili !

Pri nobenem posegu ni dovoljeno nositi kovinskih predmetov,

prevodnikov električnega toka (prstan, ura, zaponke pasov…);

Vzdrževanje hibridov in EV

Na poškodovanem vozilu morate izvesti kontrolo preboja

napetosti s pomočjo naprave za merjenje napetosti;

· prepovedano je izvajati popravila ali električne kontrole na

električnem sistemu vozila pod napetostjo;

· pred vsakim posegom na vozilu odklopite napajalne kable;

Vzdrževanje hibridov in EV

temperatura kabine za barvanje ne sme preseči 70 °C;

Vzdrževanje hibridov in EV

Izolirne vrečke

Izolirne vrečke preprečujejo direkten stik z elementom, ki ima

pomanjkljivo izolacijo oziroma je brez izolacije.

Servisni način pri Priusu• Toyota Prius je hibridno vozilo, ki pri

mirovanju samodejno ugasne motor z notranjim zgorivanjem, zato na njem ni možno izmeriti izpušnih plinov ali opravljati posegov, kjer mora biti motor prižgan.

• Motor mora biti ogret na delovno temperaturo (to je takrat, ko pri mirovanju samodejno ugasne)

• Ugasnite vozilo ter ga ponovno vkjlopite z dvakratnim pritiskom na gumb »Start«. Zavore ne pritiskate

• Dvakrat počasi pohodite stopalko za plin do konca (položaj ročice sveti P)

• Pritisnete zavoro , prestavite ročico v N in dvakrat počasi pritisnete stopalko plina do konca

• Pritisnete gumb P, spustite zavoro in dvakrat pritisnete stopalko za plin do konca

• Na zg.leve vogalu zaslona se prikaže rdeč kontrolni signal (glej sliko)

• Vozilo je v servisnem stanju, motor ne bo ugasnil. Če želite prenehati servisno stanje, preprosto pritisnete gumb start, da motor ugasne. Ponovno se bo vklopil v normalnem stanju

• Visokonapetostni sistem

• Toyota Prius je popolni hibrid, zato zahteva pri rokovanju določene postopke, ki pri drugih vozilih niso potrebni.

• Na Priusu najdemo tri električne sisteme:

• nizkonapetostni 12V sistem

• visokonapetostni sistem 201V iz akumulatorjev do razsmernika

• visokonapetostni sistem 500 V iz razsmernika do motorjev/generatorjev in klimatske naprave

• Pri rokovanju z visokonapetostnim sistemom je potrebna posebna previdnost oz. pri vsakem delu na avtu, ki posega v ali zraven VN kontaktov oz.vodov moramo odklopiti glavno varovalko v prtljažniku vozila (izhod iz akumulatorja). Po tem moramo počakati še vsaj 5 min. , da se kondenzatorji izpraznijo! VN varovalko je potrebno izklopiti tudi v primeru karambola! V kolikor zadnji del vozila ni dostopen, lahko snamemo vtikač , ki gre v razsmernik v motornem prostoru. Vsi VN kabli in pokrovi kontaktov so oranžne barve !

Posebnosti Toyote Prius

Kako naprej???

• Čaka nas gospodarska kriza

• Več starih vozil na cesti

• Več neplačevanja

• Zahteve po vgradnji nekvalitetnih delov

• Novi pogoni

• Več elektronike

• Vozila predelana na elektriko

• Če bo kriza še hujša, bomo pa popravljali...