Tecnica della prima ibrida diesel: Peugeot 3008 HYbrid4

[LoreBBB]

dallas, la mia era una domanda retorica :lol2)

cosa manca alle ibride?

Se prendi la Prius,l'Auris e le Lexus, ad esempio, manca il cambio. Ed ecco che, mentre "carico" un motore elettrico di trazione, un inverter e una batteria (questi ultimi sono proprio delle sciocchezze in termini di peso), non ho più un cambio. Sostituito da un motore elettrico e un sistena di ruotismi che, in maniera geniale, adegua la velocità dei 2 motori (termico ed elettrico di trazione) alle esigenze del veicolo e del conducente

orrore! ma come fa una macchina a viaggiare senza cambio siamo seri! sotto ti spiego il perchè...

funzionando inoltre come motorino d'avviamento e generatore di alta tensione in frenata.

ok :nod)

Su Toyota, invece, manca anche la frizione: se serve che funzioni il termico, l'accrocchio elettrico che funge da cambio annulla la rotazione alle ruote lasciandolo in funzione ai regimi di miglior funzionamento, poichè non funziona a ciclo Otto ma a ciclo Atkinson.

non oso immaginare cosa intendi per "accrocchio elettrico che funge da cambio ecc. ecc."... di quello che hai scritto non ho capito molto, ma la prius monta un CVT un pò evoluto, che si riduce il peso, ma non è nè una novità nè un accrocchio elettrico :ka)

e la frizione c'è, eccome, altrimenti come fa il motore a trasmettere il moto rotatorio! solo che non è una comune frizione, funziona con ruote epicicloidali, in tutto 6, di cui un sole centrale che trasmette il moto a 4 satelliti, i quali a loro volta trasmettono la coppia a una corona esterna a dentatura interna... i 4 satelliti sono fissati su una raggiera, che funziona sia da cambio che da frizione... non è che la macchina non li ha! se la raggiera è solidale alla corona non si ha trasmissione di coppia, se gira in un verso si "riduce" il rapporto, se gira nell'altro si "aumenta" il rapporto... ho usato le virgolette perchè in realtà non si cambia rapporto ma si modifica solo una velocità angolare, in maniera elettronica...

Dimentichi il funzionamento EV, la partenza del veicolo, il funzionamento dello stesso fino a 50 km/h, il Pulse&Glide che permette di arrivare a quasi 80 km/h in solo elettrico.... è davvero un altro mondo! E l'energia elettrica ci deve essere, ma il modo in cui viene prodotta è indipendente dalla volontà dle conducente, lo sceglie l'elettronica del veicolo. Pensiamo alle altre innovazioni presenti su questi veicoli: ad esempio cito il condizionatore a comando elettrico (con funzionamento del ventilatore a comando solare con veicolo spento in sosta) e i freni "by wire" (visto che in parecchi casi non c'è depressione e non c'è un moto rotatorio che la può creare)... non sono mica delle sciocchezze!

ok tutta roba molto carina e simpatica... ma noi stiamo parlando dell'autostrada... gente che si fa 100 km di autostrada con tutti questi accorgimenti continuerà a fare i 13 km/l a 120 all'ora! :ka)

che sia super conveniente in città non lo metto in dubbio! sono d'accordissimo!

...arriveremo ad avere ibridi sullo stile dell'opel ampera, dove il motore termico funzionerà solo da generatore e sarà a diesel...

Questo è uno schema ibrido parallelo, meno efficiente di un full hybrid come quello di Toyota. Di solito viene impegato nei veicoli pesanti, in cui è necessaria una grandissima potenza elettrica e si usa un motogeneratore, messo a ruotare al punto di minor consumo specifico, per ridurre consumi ed inquinamento. L'Ampera sarà la versione europea della Chevrolet Volt, che in teoria è puramente elettrica... questo ibrido è solo un ripiego alla scarsa autonomia dell'elettrico puro.

stai scherzando vero?

 

[DriftSK]

gente che si fa 100 km di autostrada con tutti questi accorgimenti continuerà a fare i 13 km/l a 120 all'ora

Spinto dalla curiosità innescata da questa discussione mi son preso la briga di osservare la statistica più valida che io conosca, quella di SpritMonitor, relativamente ai consumi medi delle Prius dal 2009 in avanti che abbiano percorso almeno 30.000 Km. I risultati sono - onestamente - ben al di sopra delle mie aspettative:

http://www.spritmonitor.de/en/overview/ ... owerunit=2

In sintesi il consumo medio delle 16 vetture elencate è di 5,27 litri/100Km, equivalenti ad un dignitosissimo 18,9 Km/l. Evidentemente il CVT rende parecchio a velocità costante.

 

[LoreBBB]

certo che rende! e rende tanto anche il sistema di recupero dell'energia in frenata! :nod)

io infatti mi riferivo ad un caso particolare, il mio nella fattispecie :lol2) chi fa il 90% di austostrada e strada extraurbana, non frenando non ha energia da recuperare, e non ricarica le batterie tramite l'energia che in una macchina normale va sprecata, ma bensì lo fa col motore termico, consumando carburante... per questo a me - sottolineo a me - un ibrido come quello della prius non conviene!

mentre invece tutt'altra cosa potrebbe essere quello dell'ampera o della volt... e penso che si possa ottimizzare ancora unendo all'elettrico, un'unità generatrice a diesel! :nod)

 

[dallas140cv]

...non oso immaginare cosa intendi per "accrocchio elettrico che funge da cambio ecc. ecc."... di quello che hai scritto non ho capito molto, ma la prius monta un CVT un pò evoluto, che si riduce il peso, ma non è nè una novità nè un accrocchio elettrico :ka)

e la frizione c'è, eccome, altrimenti come fa il motore a trasmettere il moto rotatorio! solo che non è una comune frizione, funziona con ruote epicicloidali, in tutto 6, di cui un sole centrale che trasmette il moto a 4 satelliti, i quali a loro volta trasmettono la coppia a una corona esterna a dentatura interna... i 4 satelliti sono fissati su una raggiera, che funziona sia da cambio che da frizione... non è che la macchina non li ha! se la raggiera è solidale alla corona non si ha trasmissione di coppia, se gira in un verso si "riduce" il rapporto, se gira nell'altro si "aumenta" il rapporto... ho usato le virgolette perchè in realtà non si cambia rapporto ma si modifica solo una velocità angolare, in maniera elettronica...

Tutto giusto.... anche se il PSD (così si chiama la trasmissione a variazione continua delle Toyota ibride) funge contemporaneamente da cambio, frizione (secondo il tuo modo di vederla, per me non lo è in quanto non interrompe fisicamente la trasmissione del moto), motorino di avviamento per il termico e alternatore ad alta tensione. Riesce anche ad assolvere a più funzioni contemporaneamente, vista la sua struttura. Tra l'altro è oggetto di brevetto. Honda, invece, usa un più classico CVT. E quando dicevo che non c'è il cambio, intendevo che non c'è una classica scatola cambio di velocità, con almeno 2 alberi etc etc... Un solo componente (con evidente risparmio di peso) assolve a queste funzioni, con poco peso, poco ingombro e (a quanto pare) buona efficienza.

Quanto alla Ampera/Volt o all'ibrido parallelo, se cerchi un po' di teoria sull'ibrido vedrai che ha dei limiti... il full hybrid è più performante. Per questo lo giudico un ripiego, quando (come in una vettura) ricorrere a questo schema di un motogeneratore che supplisce alla mancanza di energia delle batterie non è la miglior soluzione. In questo modo, infatti, rimani legato alla massima potenza del motore elettrico, mentre nel full hybrid hai a disposizione un motore termico che affianca l'elettrico e fornisce (nella maggior parte dei casi) la gran parte della potenza necessaria all'avanzamento. Ma in un ibrido parallelo non hai la riserva di potenza che puoi avere con lo schema full, ecco il perchè questo si sta affermando tra le vetture, aumentandone la somiglianza ad una vettura con motore termico.

La prossima frontiera è costituita dalle versioni "plug-in", che consentono la ricarica tramite rete delle batterie aventi capacità molto superiori a quelle fin qui impiegate (unitamente alla nuova tecnologia al litio, per Toyota), aumentando di parecchio l'autonomia in modalità elettrica (fino a 20 km con 1.5 h di carica, nel caso della Prius, o 60 km con 3h di ricarica per la Ampera/Volt). Il settore è quindi in espansione, e di certo la comparsa di questa Peugeot darà un'altra "scossa", visto che affianca il diesel all'elettrico.

 

[overboost20v]

la futura generazione di Prius sarà plug-in.

cmq io uso spesso per lavoro una Lexus Gs 450 hybrid.....dire che è qualcosa di fenomenale è poco.
L'accelerazione con il motore elettrico è fulminea.

 

[denny1977]

Per chi conoscesse il francese, ho trovato un video in cui presentano la 3008 HYbrid4.
[youtube]HfXKsXSCGK0[/youtube]

 

[dallas140cv]

Dentro l'HYbrid4 del Gruppo PSA

Le nuove auto hanno componenti che, anche se non nuovi in assoluto, sono specificamente studiati per loro. Vediamo più in dettaglio il riduttore usato dal sistema Hybrid 4 del gruppo PSA.
Il gruppo in questione ingloba il riduttore a ingranaggi, il differenziale e una frizione (o meglio, un innesto) a comando elettromeccanico. Il produttore è GKN Driveline, una multinazionale molto attiva nel settore delle trasmissioni ma con forti interessi anche nel campo dei materiali sinterizzati e nell’aerospaziale.
Un fornitore più che qualificato, quindi, in grado di produrre sistemi completi per tutti i player del combattutissimo settore automotive: secondo le informazioni rilasciate da GKN oltre il 60 % delle novità presentate nello scorso Salone di Parigi erano equipaggiate con componenti del Gruppo.
Questo sistema è stato studiato specificatamente per un impiego innovativo: si tratta infatti di una parte importante del sistema Hybrid 4, che equipaggerà diverse vetture del gruppo PSA. La prima applicazione che verrà immessa sul mercato, nella primavera del prossimo anno, è la Peugeot 3008 Hybrid 4, già presentata su Autoblog anche dal punto di vista tecnico, e altre ne seguiranno.
Ricordiamo come lo schema Hybrid 4 sia un ibrido parallelo che prevede una precisa suddivisione - non soltanto dei ruoli – fra il motore termico e quello elettrico. Essi infatti si spartiscono, per così dire, anche gli assali: al Diesel va quello anteriore mentre l’elettrico agisce sulle ruote posteriori.

Uno schema abbastanza nuovo, che rinuncia a qualsiasi collegamento meccanico fra i due propulsori in favore di una gestione totalmente elettronica e che permette anche l’uso in modalità ZEV (Zero Emissions Vehicle) completamente elettrica e l’implementazione della trazione integrale e di quella ibrida, con l’elettrico che interviene se e quando serve.

Il compito probabilmente più importante è quello di disconnettere il motore elettrico quando non è in funzione, in modo da non trascinarlo a spese di quello termico. Questo “parassitismo” è invece ben accetto e, anzi, desiderato durante i rallentamenti e le frenate, quando la rotazione passiva del motore elettrico permette di generare energia utile per ricaricare le batterie.
Il gruppo GKN ha uno speciale innesto a “dente di cane” (Dog Tooth Clutch, che corrisponde grossomodo ai nostri “innesti frontali”) che permette di collegare o scollegare velocemente il motore elettrico a seconda delle necessità. Questa connessione sfrutta l’esperienza che il produttore ha maturato nello sviluppo di differenziali bloccabili per tutti gli impieghi.

Il disinnesto del motore elettrico, un Bosch sincrono a magneti permanenti, è necessario anche per controllarne il regime di rotazione. Le velocità consentite dal motore Diesel ed il rapporto di riduzione fisso porterebbero infatti al superamento dei pur elevati (i motori elettrici, con i loro organi interni ben bilanciati che si muovono di puro moto rotatorio, possono girare molto in “alto”) regimi massimi ammessi. La soglia di velocità oltre la quale il motore elettrico è comunque disconnesso è fissata a 120 km/h.
Al gruppo GKN non è però richiesto soltanto il puro inserimento/disinserimento del motore elettrico: l’operazione dev’essere infatti il più possibile soft e inavvertibile per i passeggeri. Per riuscire nell’operazione il motore elettrico deve essere prima portato al giusto regime: solo a questo punto l’innesto potrà avvenire, in un tempo minore di mezzo secondo.
L’elettronica di controllo del motore dovrà quindi conoscere la velocità del veicolo e, sempre che essa non sia superiore al consentito, pilotare il motore elettrico in modo che il suo regime corrisponda a questa velocità.
Questa “conoscenza” richiede perciò un sensore, tipicamente ad effetto Hall, che converte variazioni di campo magnetico in variazioni di tensione. Il suo principio di funzionamento lo rende però sensibile al campo generato dall’elettromagnete che aziona l’innesto, l’influsso del quale potrebbe alterare i dati.
I tecnici di GKN hanno risolto il problema con un modellamento preciso dei campi magnetici e ripetute prove volte a dimensionare correttamente il sensore e la bobina di azionamento. Anche il consumo energetico del meccanismo d’innesto dev’essere basso, per non vanificare, seppur parzialmente, i benefici della tecnologia ibrida.
Come spiegato da Robert Genway-Haden, Product Technology Director di GKN, quando avviene l’innesto si rileva un picco nell’assorbimento della corrente mentre il consumo per mantenere l’accoppiamento è molto ridotto. L’unità consente da trasmettere coppie fino a 1.500 Nm e potrà essere perciò usata anche con motori elettrici più prestanti.
GKN ha già lavorato, con Mazda e Nissan, a sistemi simili fin dal 2002 ma in condizioni molto diverse. I motori erano meno potenti (3 – 5 kW contro i 27 di quello dell’HYbrid 4), i rapporti di riduzione più alti, le velocità del veicolo all’atto dell’innesto/disinnesto più basse e si era usata una frizione in bagno d’olio.
Ultima annotazione: il gruppo è prodotto in Italia, nello stabilimento GKN di Brunico.