Assessment of parameters of the hybrid drive system in vehicles in urban traffic conditions

Continuously increasing share of the hybrid and electric vehicles in the global automotive market justifies the need for detailed analysis of the operational effectiveness of these drive systems. The aim of the study was to assess the operational conditions of the combustion engines and electric motors in hybrid drive systems – full hybrid – of the motor vehicles in urban traffic conditions. Variety of designs of such drive systems is related to the high voltage batteries used and the way of charging them. The road tests were conducted in Warsaw (urban traffic conditions) by recording the operational parameters of three vehicles and their driving systems. The conditions of operation of the combustion engine and electric motors along with the values of their high voltage battery charge level were related to the test routes. The analysis of the relative shares of engine and motor operation time in the total time of vehicle operation in urban traffic conditions was conducted. The scope of operation of the hybrid drive system utilizing only electric propulsion system was determined. The relations between the operational indexes of the hybrid propulsion (combustion engine and electric motor) in real traffic conditions and the charge level of batteries, current speeds and accelerations were shown.

Zwiększająca się liczba pojazdów hybrydowych oraz elektrycznych w światowym rynku motoryzacyjnym wskazuje na celowość szczegółowej analizy efektywności pracy tych napędów. Celem badań opisanych w artykule była ocena warunków pracy silników spalinowych i elektrycznych w układach napędu hybrydowego – full hybrid pojazdów samochodowych w warunkach ruchu miejskiego. Różnorodność konstrukcji takich napędów jest związana z zastosowanymi akumulatorami wysokonapięciowymi oraz sposobem ładowania tych akumulatorów. Badania drogowe prowadzono na terenie Warszawy (warunki miejskie), rejestrując parametry ruchu trzech pojazdów i ich układów napędowych. Warunki pracy silników spalinowych i elektrycznych wraz z wartościami stopnia naładowania akumulatorów wysokonapięciowych odniesiono do tras przejazdu. Dokonano analizy względnych udziałów czasu pracy silników (spalinowego i elektrycznego) w całkowitym czasie eksploatacji w warunkach ruchu miejskiego. Określono zakresy pracy układu napędowego hybrydowego wykorzystującego tylko układ napędu elektrycznego. Wykazano zależność wskaźników pracy napędu hybrydowego (silników spalinowego i elektrycznego) podczas rzeczywistych warunków ruchu od stopnia naładowania akumulatorów oraz od aktualnych prędkości i przyspieszeń pojazdu.