Perché gli ibridi usano ancora la trasmissione meccanica?

Uno dei commenti su questa domanda mi ha ricordato qualcosa che mi chiedevo da un po '. Dato che i motori ottengono la migliore efficienza alla coppia massima, perché la maggior parte delle auto ibride utilizza ancora una trasmissione meccanica (che richiede al motore di cambiare velocità con la velocità della strada, come in un'auto convenzionale), piuttosto che elettrica, con il motore acceso costante valuta come un generatore?

Si tratta semplicemente di dare alle persone ciò a cui sono abituati? tenendo presente che le auto puramente elettriche hanno ovviamente una trasmissione elettrica ...

I treni utilizzano la trasmissione diesel-elettrica almeno dagli anni '50, quindi non è esattamente un nuovo concetto ...

Dipende dal tipo di auto ibrida di cui stai parlando. In un tipo di ibrido, ci sarà un motore a benzina e almeno un motore elettrico in grado di guidare le ruote. In questo caso, il motore a benzina deve comunque utilizzare una trasmissione perché non può essere regolata troppo in alto senza causare gravi danni o durata. Una possibile soluzione a questo problema di trasmissione sarebbe quella di utilizzare una trasmissione a variazione continua (CVT), che può essere più costosa da produrre ma mantiene il motore al massimo dell'efficienza.

L'altro tipo di ibrido, in cui le ruote sono azionate interamente da motori elettrici (e ha un generatore di benzina per caricare la batteria) non richiede una trasmissione perché i motori elettrici hanno una gamma molto ampia di RPM accettabili. Inoltre, i motori elettrici hanno una curva di coppia relativamente piatta e la coppia massima è immediatamente disponibile. Devo notare che questo tipo di auto "ibrida" è generalmente chiamata solo un veicolo elettrico (EV) poiché il motore a benzina viene utilizzato per caricare solo la batteria e non guida le ruote.

Stavo per commentare questo, ma non ho la reputazione: la trasmissione diesel-elettrica a cui hai fatto riferimento è più strettamente correlata ai veicoli elettrici di oggi in quanto un motore diesel carica batterie, che a loro volta alimentano motori elettrici alle ruote. Le trasmissioni nei treni sono poco pratiche per diversi motivi (come la necessità di alimentare fino a quattro assi e il numero di marce che sarebbero necessarie per mantenerlo al massimo dell'efficienza) e questo elimina la necessità di una vera trasmissione.

Non credo che la risposta accettata risponda in modo accettabile a questa domanda. Il motivo per cui i veicoli ibridi hanno un percorso di trasferimento di potenza meccanico è che il trasferimento di potenza meccanico ha un'efficienza superiore rispetto al trasferimento di energia elettrica.

Ho letto da qualche parte (ma non riesco a trovare la fonte in questo momento) che il percorso di trasferimento di energia elettrica è circa il 70% efficiente in Toyota Prius. Per comprendere questa bassa efficienza, considera che ha un motore-generatore che funziona come generatore, componenti elettronici di potenza, cavi e un motore-generatore che funziona come motore. Abbastanza molti componenti. Questa efficienza è notevolmente inferiore all'efficienza del percorso di trasferimento meccanico della potenza.

In realtà, Toyota Prius ha percorsi di trasferimento di energia sia meccanici che elettrici. Ha un cambio con una velocità e rapporto costante ma tre assi, due dei quali hanno motori elettrici. La modifica della quantità di potenza trasferita attraverso il percorso elettrico modifica le velocità relative degli assi di ingresso e di uscita e quindi funziona come una trasmissione elettrica a variazione continua (eCVT).

Il motivo del percorso meccanico è la maggiore efficienza. Il motivo del percorso elettrico è che consente il funzionamento CVT con un costo dei componenti molto basso e una maggiore affidabilità rispetto ai CVT tradizionali. E, anche per fornire frenata rigenerativa e aumento di potenza al motore a combustione interna da una batteria.

Hai visto il raffreddamento ad acqua in una trasmissione manuale convenzionale? Probabilmente no. Tuttavia, gli inverter di Prius sono raffreddati ad acqua a causa dell'elevata quantità di calore di scarto prodotto. Ciò dimostra che gli inverter sono meno efficienti delle trasmissioni meccaniche.