Tuolla eri Lexus-sivuilla on keskusteltu paljon Toyota/Lexus hybridijärjestelmän (Hybrid Synergy Drive, HSD) toiminnasta eri ajotilanteissa. Tänne olisi kuitenkin hyvä kerätä kootummin tuota teknistä pohdintaa.
Aloitan omalta osaltani lyhyellä yhteenvedolla ja netistä löytämilläni teknisillä perustiedoilla. Eniten tietoa ja kokemuksia löytyy Priuksen perusjärjestelmästä. Se onkin eri HSD-toteutuksista yksinkertaisin ja soveltuu siksi hyvin toiminnallisten pohdintojen kohteeksi.
Koko HSD-hybridikäytön perustana on planeettapyörästö (josta käytetään lyhennystä PSD), jota ohjataan sähköisesti yhden siinä mukana olevan komponentin (MG1) avulla. Täällä on erinomainen kuvaus PSD:n toiminnasta sekä siihen liittyvä simulaattori:
http://eahart.com/prius/psd/
HSD-hybridikäytön peruskomponentit ovat polttomoottori (ICE), ajosähkömoottori (MG2), generaattori MG1 sekä akusto.
Näillä komponenteilla on useampia tehtäviä. Polttomoottori tuottaa kaiken HSD:hen syötetyn energian ja osallistuu pääosin auton liikuttamiseen. Ajosähkömoottori MG2 liikuttaa autoa pienillä nopeuksilla ja liikkeellelähdössä sekä antaa kiihdytystilanteissa lisätehoa järjestelmään. Lisäksi MG2 toimii generaattorina ja regeneroi auton jarrutuksessa syntyvää energiaa sähköksi, joka varastoidaan akkuihin.
Generaattori/sähkömoottori MG1:llä on monta tehtävää. Se säätää omalla pyörimisnopeudellaan planeettapyörästön välityssuhten ja siten myös auton nopeuden. Lisäksi se käynnistää polttomoottorin ja tuottaa sähköä polttomoottorin käydessä sekä ajomoottori MG2:lle, että akuille.
Akusto on eri HSD-sovellutuksissa kapasiteetiltaan noin 1,2 -3,0 kWh suuruusluokkaa. Prius III:ssa se on 1,31 kWh (NiMH). Akusta käytetään normaalisti vain 40 % - 80% täydestä latauksesta sen pitkän käyttöiän turvaamiseksi. Prius III:lla se tarkoittaa siis noin 500 Wh.
Pääkomponenttien suoritusarvoja (Prius III) on esitetty oheisissa kuvissa 1-3. Ne ovat Prius III:lle. MG1:n perusarvot olivat vähän kiven takana, mutta tämmöiset tiedot Priukselle löytyi (kuva 4).
Tässäpä nuo pääkomponentit lyhyesti esiteltynä ovatkin. Seuraavaksi voikin sitten pohdiskella, miten ne eri ajotiloissa osallistuvat auton liikuttamiseen.