हाइब्रिड कारें अधिक ईंधन दक्षता कैसे प्राप्त करती हैं?


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इस सवाल में मैं फ्यूल-ओनली वाहनों के साथ गैर-प्लग-इन हाइब्रिड ईंधन / इलेक्ट्रिक वाहनों की तुलना कर रहा हूं। इसके अलावा, मैं यह विवादित नहीं हूं कि हाइब्रिड कारें अधिक ईंधन कुशल हैं, मैं बस यह समझने की कोशिश कर रहा हूं कि कैसे।

अगर मुझे हाई स्कूल भौतिकी की दो बातें याद हैं, तो यह है:

  1. कुछ भी नहीं से ऊर्जा बनाना कानून के खिलाफ है।
  2. काइनेटिक से संचित ऊर्जा में ऊर्जा वापस लाना और फिर से वापस करना हमेशा कम होता है जो कि 100% कुशल है - आप कम गतिज ऊर्जा के साथ समाप्त होते हैं, जितना कि आप अंदर डालते हैं, बाकी गर्मी या जो भी हो, पर्यावरण में "खो" जाता है।

एक ईंधन-केवल कार और एक हाइब्रिड ईंधन से अपनी सभी लोकोमोटिव ऊर्जा प्राप्त करते हैं (ठीक है, और गुरुत्वाकर्षण, यदि आप डाउनहिल जा रहे हैं, लेकिन आइए इसे अनदेखा करें)। लेकिन हाइब्रिड में रास्ते में संग्रहीत ऊर्जा से / के लिए एक अतिरिक्त रूपांतरण शामिल है, अर्थात बैटरी को चार्ज करना और निर्वहन करना, जो ऊपर दिए गए दूसरे सिद्धांत के अनुसार इसे कम कुशल बनाना चाहिए।

इसके अलावा, बैटरी अतिरिक्त द्रव्यमान में प्रवेश करती है, जो, यदि यह मृत वजन था, तो कार की शक्ति / वजन अनुपात को कम कर देगा, दक्षता कम कर देगा।

इसलिए अधिक दक्षता हासिल करने के लिए, हाइब्रिड इंजन को किसी तरह ऊर्जा का उपयोग करना चाहिए जो आमतौर पर ईंधन-केवल कार के इंजन में खो जाएगा। ईंधन-केवल इंजन की तुलना में अधिक ईंधन कुशल होने के लिए हाइब्रिड के लिए, इसे इस तरह से करने की आवश्यकता है जो उपरोक्त अक्षमताओं को खत्म कर देता है और फिर कुछ।

तो मेरा प्रश्न यह है कि इसे प्राप्त करने के लिए कौन सी व्यापक भौतिक / यांत्रिक तकनीक एक हाइब्रिड इंजन का उपयोग करती है, और (किसी न किसी संख्या में) विभिन्न तकनीकों से दक्षता दक्षता कितनी आती है?

मुझे पता है कि पुनर्योजी ब्रेकिंग है, लेकिन व्यवहार में यह कितना कुशल है? यानी कार की गतिज ऊर्जा का कितना हिस्सा जो अन्यथा ब्रेकिंग के माध्यम से खो जाएगा वास्तव में कैप्चर किया गया है और लोकोमोटिव ऊर्जा के रूप में फिर से उपयोग किया जाता है? और क्या यह मूल रूप से है, या अन्य तकनीकें हैं जो हाइब्रिड की दक्षता में महत्वपूर्ण योगदान देती हैं?


जब वे उपयोग किए गए ईंधन की गणना करते हैं - क्या यह कुल या सिर्फ गैसोलीन है यानी वे मानते हैं कि बिजली की गिनती नहीं होती है ...
सौर माइक

@SolarMike हाइब्रिड इंजन के प्रकार के बारे में पूछ रहा हूँ, बैटरी इंजन द्वारा चार्ज की जाती है। कोई बाहरी शक्ति स्रोत नहीं है (इसलिए एक तरफ गुरुत्वाकर्षण) कार को चलाने के लिए सभी ऊर्जा अंततः गैसोलीन / डीजल ईंधन से आती है। तो यह दो प्रकार के इंजन के गैसोलीन / डीजल उपयोग की सीधे तुलना करने के लिए प्रासंगिक है।
मैटबेकर 82

लेकिन तब आपने वास्तविक ऊर्जा की खपत को प्राप्त करने के लिए गुरुत्वाकर्षण को शामिल नहीं किया है ... एक ऊर्जा संतुलन में सभी शब्दों को शामिल किया जाना चाहिए ...
सोलर माइक

@SolarMike यदि आप फ्लैट पर गाड़ी चला रहे हैं, तो गुरुत्वाकर्षण उसमें नहीं आता है। लेकिन भले ही आप नहीं हैं, मुझे नहीं लगता कि दो अलग-अलग प्रकार की कारों की ईंधन दक्षता पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का एक बड़ा अंतर होगा। दो प्रणालियों के लिए गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा और गतिज ऊर्जा के बीच रूपांतरण अनिवार्य रूप से समान है। यहां तक ​​कि बैटरी के अतिरिक्त द्रव्यमान से भी यहां कोई फर्क नहीं पड़ता क्योंकि यह रद्द हो जाता है (वस्तुएं गैलीलियो के समान द्रव्यमान के बिना समान दर पर गिरती हैं)।
मैटबेकर 82

1
मैं जो समझता हूं (ध्यान में रखिए कि मैं कोई मैकेनिक नहीं हूं) हाइब्रिड कार आवश्यक पाव में भिन्नता को संभालने के लिए इलेक्ट्रिक इंजन का उपयोग करती है, जिससे आंतरिक दहन इंजन को लगातार अपने 'आदर्श' आउटपुट रेंज में संचालित करने की अनुमति मिलती है, जो काफी अधिक कुशल है कि आंतरिक दहन इंजन से बाहर उप इष्टतम प्रदर्शन मजबूर कर रहा है।
उम्मद उद्योग

जवाबों:


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अंतर पुनर्योजी ब्रेकिंग है। यह एक कार को तेज करने के लिए उतनी ही तेजी से काम करता है। मैं वास्तविक दक्षता नहीं जानता, लेकिन यहां तक ​​कि 50% भी बहुत सारी ऊर्जा वसूल करता है जो ब्रेक हीट और ब्रेक डस्ट के रूप में खो जाती थी।

गैसोलीन इंजन को एक सीमा में संचालित करने के लिए इलेक्ट्रिक असिस्ट कंट्रोल को भी ट्यून किया जाता है जहां यह सबसे अधिक कुशल होता है।

इस लिंक के अनुसार डीओई 60% की दक्षता रखता है।


यह दूसरा बिंदु शायद अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि यह भी है कि बड़ी मशीनों (जहाजों) में डीजल इलेक्ट्रिक प्रणोदन प्रमुख विकल्प क्यों है। आईसी इंजन अपनी सीमा के एक संकीर्ण बैंड में काफी अधिक कुशल हैं।
एल सेल्टर

@ लेस्लर एक कार के मामले में मैं सहमत नहीं हूं
paparazzo

टेस्ला और डीओई उद्धरण लगभग 64% (टर्न-अराउंड पावर, न केवल जनरेटर से खींची गई शक्ति) पर दक्षता हासिल करता है। संशय का दावा है कि वास्तविक दुनिया की दक्षता आधी है; मैं व्यक्तिगत रूप से डीओई में कुछ विश्वास
रखता हूं

@CarlWitthoft अभी भी आधा है जो अभी भी बहुत अधिक ऊर्जा प्राप्त कर रहा है।
पापाराज़ो

वहाँ कोई तर्क नहीं! मुझे अपनी ऊर्जा / किमी मीटर लंबी डाउनहिल के दौरान हरे रंग को देखना पसंद है।
कार्ल विटथॉफ्ट

5

Paparazzo ने इसे बहुत पसंद किया, लेकिन मैं कुछ चीजें जोड़ना चाहूंगा।

पुनर्योजी ब्रेकिंग निश्चित रूप से इसका एक बड़ा हिस्सा है, लेकिन एक ऑटोमोबाइल में कई इंजनों का उपयोग करते समय अन्य तालमेल भी होते हैं।

  • कम बिजली के कम त्वरण की घटनाओं के दौरान इलेक्ट्रिक मोटर ICE की मदद करता है, क्योंकि ICE पीक पावर के बजाय सामान्य ऑपरेशन के लिए जितना आवश्यक है, उससे छोटा और आकार में हो सकता है
  • इलेक्ट्रिक मोटर वाहन को कम गति पर ले जाता है जहां आईसीई कम कुशल है, खासकर जब एक गतिरोध से तेज होता है
  • इलेक्ट्रिक मोटर वाहन को उस गति से आगे बढ़ने में मदद करता है जिस पर ICE को अपने सबसे इष्टतम बिंदु से दूर संचालित करना होगा, ICE को उसकी अधिकतम सीमा के भीतर रखने में मदद करता है।
  • आईडीई को निष्क्रिय करने के दौरान बंद किया जा सकता है। इसे स्टॉप स्टार्ट कहा जाता है और यह हाइब्रिड तक सीमित नहीं है
  • ICE को इसकी संकरी परिचालन सीमा के भीतर और अधिक कुशल बनाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है क्योंकि इसमें सभी ट्रेडों का मास्टर होना आवश्यक नहीं है
  • बैटरी और इलेक्ट्रिक ड्राइव पुनर्योजी ब्रेकिंग के लिए अनुमति देते हैं जो सामान्य ऑपरेशन के दौरान खो जाने वाली कुछ ऊर्जा को फिर से भरने में मदद करता है

जियोटैब से इस सूची के अलावा, यहां एक ऑटोमोबाइल के आसपास ऊर्जा संतुलन के लिए कुछ और अंतर्दृष्टि दी गई हैं:

  • कुछ हाइब्रिड सेटअपों में (इन-द-रोड सेटअपों के विपरीत) मोटर निष्क्रिय होने के दौरान बैटरी को चार्ज कर सकता है, मोटर के लिए सबसे अच्छा लोड / गति का उपयोग करता है।
  • ICE को कम करने में सक्षम होना स्वाभाविक रूप से थर्मोडायनामिक दक्षता (जियोटैब पॉइंट # 1 के समान) के लिए फायदेमंद है। उच्च भार के तहत ICE का संचालन सबसे अच्छा है। एर्गो, यदि आप मोटर को कम कर सकते हैं और इसे लगातार उच्च भार के नीचे रखने के लिए मजबूर कर सकते हैं, तो इलेक्ट्रिक मोटर को किक करें जब पीक लोड आईसीई की क्षमताओं से अधिक हो। यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

अन्य विचार: मेरे पास इसके लिए कोई डेटा नहीं है और फिलहाल इसके शोध के लिए समय नहीं है, लेकिन मुझे लगता है कि आसानी से विचार करने के लिए एक मानव कारक भी हो सकता है। मैंने कई व्यक्तियों के साथ काम किया है, और मुझे नहीं लगता कि कोई भी यह तर्क देगा कि विभिन्न लोगों की ड्राइविंग शैली अलग-अलग होती है। यह देखते हुए कि कुछ लोग धीरे-धीरे तेज होते हैं, जबकि अन्य कठिन और ब्रेक को तेज करते हैं। हाइब्रिड इलेक्ट्रिक-आईसीई पावर ट्रेन की सहक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए, यह संभव है कि हाइब्रिड पावर ट्रेन दो अलग-अलग ड्राइवरों को समान रूप से कुशल परिस्थितियों में अधिक मजबूती से सेवा दे सके। विचार करें कि आक्रामक चालक ब्रेकिंग सिस्टम में पर्याप्त ऊर्जा खो देगा - और त्वरण प्राप्त करने के लिए उन्हें एक बड़ा आईसीई (बड़ा वी 8 लगता है) की आवश्यकता होगी। वे पीक लोड के तहत अधिक समय नहीं बिताएंगे, जो एक आईसीई कुशल होने की जरूरत है। हाइब्रिड ड्राइव ट्रेन अपनी वांछित गति प्रदान करेगी, जबकि थर्मल दक्षता को अधिकतम करती है और उपरोक्त उद्धृत 60% दक्षता पर खर्च की गई ऊर्जा को पुन: प्राप्त करती है।

ICE और इलेक्ट्रिक ड्राइव ट्रेनों के पावर घटता है

फिर कल्पना करें कि धीमी गति से ड्राइविंग करने वाला व्यक्ति उसी वाहन में मिलता है; इसी तरह वे एक बड़े आईसीई में धीमी गति से ड्राइविंग के लिए दंडित किया जाएगा। हाइब्रिड ड्राइवट्रेन को ध्यान में रखते हुए, इस व्यक्ति को अब अपने टैम ड्राइविंग की आदतों के लिए दंडित नहीं किया जाएगा। संक्षेप में, हाइब्रिड ड्राइव ट्रेन ड्राइविंग स्टाइल में बेहतर चरम सीमाओं को बेहतर सेवा दे सकती है, और ऊर्जा दक्षता के मामले में अधिक मजबूत है।

सिर्फ एक विचार :)

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