글로벌 하이브리드 협력

Global Hybrid Cooperation

글로벌 하이브리드 협력체(Global Hybrid System 2 또는 AHS2)는 제너럴 모터스, 다임러, 크라이슬러 LLC가 공동 개발한 하이브리드 차량 기술 세트로서, 2005년에 BMW가 합류했다. 자동 변속기에는 2개 또는 3개의 유성 기어 세트를 사용한다. 하나는 내연 엔진 측(입력 분할)에 1초(출력 분할)와 페어링되어 복합 분할을 형성하며, 3분의 1의 추가 유성 기어 세트를 사용하여 고정 기어비(최대 4개)를 곱한다. General Motors는 2006년 현재 "AHS2" 명칭을 사용하는 것을 중지했으며, 단순히 "2-모드 하이브리드 시스템"이라고 부르는 것을 선호했다.

이 기술은 자동차 매거진이 2007년 올해의 기술로 선정했다.[1]

도요타의 하이브리드 시너지 드라이브는 내연기관(ICE)과 전기 모터-제너레이터 쌍의 동력까지 결합한다는 점에서 유사하게 보일 수 있지만, 현재의 형태에서는 도요타가 직렬/병렬 아키텍처를 사용하는 단일 모드 기능(즉, 입력 분할 전용)만을 제공하는 유성 기어셋 하나만 사용한다. Honda의 Integrated Motor Assist는 플라이휠을 전기 모터로 대체하는 전통적인 ICE와 변속기를 사용한다. 그것은 단순한 병렬 아키텍처로, 기계적 연속 가변 변속기를 추가해야 한다. (즉, 전기적 가변이 아님)


협력

GM/다이머크라이슬러 파트너십은 2004년 12월 13일 다임러크라이슬러의 디터 제체(Dieter Zetsche)가 GM의 릭 마차너(Rick Waganger)와 시제품을 들고 무대에 합류하면서 발표되었다. 그러나 이 협정은 이듬해 8월에야 체결됐다.

다임러크라이슬러가 후륜구동 고급차 응용에 주력한 반면 GM은 후륜구동 트럭과 전륜구동차 시스템 개발을 담당한 것으로 알려졌다.

2005년 9월 7일 BMW도 당시 적수였던 다임러크라이슬러의 후륜구동 시스템을 사용했을 가능성이 높은 제휴에 동참할 것이라고 발표하였다.

세 회사는 미시간주 트로이의 GM, 다임러크라이슬러, BMW 하이브리드 개발센터를 중심으로 엔지니어링과 경영을 중심으로 글로벌 하이브리드 협력이라는 조직을 결성했다. 최근 보도에 따르면 세 자동차 회사가 전후륜 구동 하이브리드 변속기의 개발에 10억 달러(약 10조 원)를 투입할 것이라고 한다.[2]

2007년 3월 1일 BMW와 다임러크라이슬러는 제휴를 확대하고 후륜구동 프리미엄 자동차용 마일드 하이브리드 모듈을 개발하기 위해 발빠르게 움직이고 있다고 발표했다. 그들은 BMW와 메르세데스-벤츠 생산 차량에 대해 향후 3년 이내에 새로운 시스템을 출시할 계획이었다. 2009년 메르세데스는 리튬이온 배터리를 이용한 S400 하이브리드를 출시했다.

GM은 이러한 확장된 파트너십의 일부가 아니며, 자동차용 하이브리드 RWD 시스템을 개발하겠다는 계획을 발표하지 않았다.[3]

그러나 2009년 7월 BMW X6와 메르세데스-벤츠 M클래스의 2모드 버전이 미국에서만 소개되면 합작법인이 해체될 것이라고 보고되었다. 다임러는 BMW와 또 다른 합작법인에서 S클래스와 7시리즈 세단을 위해 개발된 하이브리드 드라이브를 기반으로 소량만 생산되는 차량에 대한 애프터세일즈 및 서비스 투자를 피하고 대신 확장 가능한 리튬이온 배터리를 탑재한 모듈형 하이브리드 빌딩 블록에 집중하겠다는 뜻을 밝혔다. 자동차 공급업체인 콘티넨탈 AG.[4]

기술

이 기술은 전력의 전기적 경로와 기계적 경로 모두의 능력을 확장하는 능력 때문에 "2-모드" 하이브리드 전송이라고 불린다.[5] 두 가지 작동 모드는 다음과 같다.

  1. 입력-분할 모드 — 2차 모터(M/G 2)의 회전 속도는 항상 출력축에 비례하는 반면, 1차 모터(M/G 1)는 입력축에 비례하지 않는다. 두 번째 전기 모터는 출력을 직접 구동하며, 연소 엔진 없이도 차량 주행이 가능하다. 전력 흐름은 입력에서만 분할되므로 입력 분할이라고 한다. 저속에서는 전기 모터/제너레이터, 내연기관 또는 둘 다로 차량을 움직일 수 있어 이른바 풀 하이브리드(full hybrid)가 된다. 모든 부속품은 여전히 전력에서 작동하며, 필요할 경우 엔진이 즉시 재시동할 수 있다. 이 모드에서 모터/제너레이터(M/G 1) 중 하나는 제너레이터 역할을 하고, 다른 하나는 모터(M/G 2)로 작동한다. 이 모드는 변속기의 두 연속 가변 범위(입력 분할 및 복합 분할)에 대해 작동한다.
  2. 복합 분할 모드 — 2차 모터(M/G 2)의 회전 속도가 1차 모터(M/G 1)가 입력축에 비례하지 않는 것처럼 출력축에 비례하지 않는다. 전력 흐름은 입력과 출력에서 분할되므로 복합 분할이라고 한다. 연소 엔진이 없으면 차량을 운전하는 것은 불가능하다.

이 모드는 모터/제너레이터 중 하나가 0 속도에 도달하는 지점에서 시작된다. 이 시점에서 시스템 내의 일부 클러치가 체결되어 다른 클러치가 해제되어 변속기의 물리적 구성을 변경하며 속도는 Vshift이다. 변속 직후 두 전기기기는 모두 모터로 작동하며 1단 기어비를 채용한다. Vshift 이상의 주어진 속도에서는 2단 기어비가 채용되고 M/G 2가 발전기로 작동하기 시작하는 동시에 각속도 느려진다.[6]


변속기는 기계적으로 4개의 기존 기어비만 가지고 있지만, 전기 모터로 인해 연속 가변 변속기로 기능할 수 있다. 이 가변비는 유성 기어의 토크 곱셈에 더하여 기능한다.

특수 자동 변속기(General Motors에 의해 2ML70으로 지정됨)는 2개의 82kW(110 hp peak)의 3상 영구 자석 모터,[7] 3개의 유성 기어 세트 및 4개의 선택적으로 결합되는 마찰 클러치를 통합한다. 이 시스템은 기존의 변속기가 내연기관 토크를 증폭하는 방식과 유사하게 전기 모터의 출력을 증폭시킨다. 또한 필요할 때 엔진의 토크를 휠로 더 많이 전달하여 전기 모터를 사용하지 않아도 변속기의 효율을 높일 수 있다. 마지막으로, 전체 시스템은 기존의 앨리슨 모델 1000 자동 트랜스미션의 공간에 적합하고 실제로 나타난다.

300V 배터리 팩은 에너지를 저장하기 위해 차량 내 다른 곳에 내장되어 있다.

작동 방식

글로벌 하이브리드 협력사의 앨리슨 트랜스미션(AHS-2) 또는 투모드 하이브리드 운영 이 변속기는 BMW 액티브하이브리드와 메르세데스-벤츠 ML450 블루하이브리드에 장착된다. [8]

입력-분할 및 복합-분할 EVT 모드를 포함한 2-모드 하이브리드 다이어그램
2-모드 하이브리드 변속기 개략도


첫 번째 전력 분할 모드(입력 분할이라고도 함):
(클러치 C1 체결, C2+C3+C4 해제)
첫 번째 유성 기어 세트 쌍은 4구동 구동축 동력 분할 트랜스미션 역할을 하며 마지막 유성 기어 세트는 회전 속도를 줄인다. 두 번째 모터-제너레이터(MG-B) 회전 속도는 출력 구동축에 비례한다.

두 번째 전력 분할 모드, 일명 복합 분할 모드:
(클러치 C2 체결, C1+C3+C4 해제)
첫 번째 유성 기어 세트 쌍은 4구동 구동축 동력 분할 트랜스미션의 역할을 한다. 어떤 모터-제너레이터도 입력 또는 출력과 직접 결합되지 않는다.

첫 번째 고정 기어비:
(클러치 C1+C4 체결, C2+C3 해제)
첫 번째 유성 기어 세트 쌍은 션트 C4 클러치 작용에 의해 동기식 1:1 고정 기어비로 유지되며, 마지막 유성 기어 세트는 회전 속도를 감소시킨다. 두 모터 제너레이터는 모터로서 또는 발전기로서 상호 동기식이다. 두 모터 제너레이터의 회전 속도가 결합되는 첫 번째 연속 가변 범위의 중간 지점이다.

두 번째 고정 기어비:
(클러치 C1+C2 체결, C3+C4 해제)
마지막 유성 기어 세트는 첫 번째 쌍을 중간 고정 기어비로 강제한다. 두 모터 제너레이터의 회전 속도는 첫 번째 모터(MG-A)의 유효 사용을 제외하고 매우 비대칭적이다(1:9). 그것은 두 연속 가변 범위 사이의 경계선이다. 2-모드 스위칭은 이 시점에서 발생하는데, 이때 세 번째 유성 기어 세트 링 기어가 제로 회전 속도에 도달하고, 모든 유성 기어 세트 캐리어 기어가 함께 동일한 회전 속도에 도달한다.

세 번째 고정 기어비:
(클러치 C2+C4 체결, C1+C3 해제)
첫 번째 유성 기어 세트 쌍은 C4 클러치 작용에 의한 동기식 1:1 고정 기어비로 되어 있으며, 참고로 두 모터 제너레이터는 모두 모터 또는 제너레이터로서 상호 동기식이다. 이것은 두 번째 연속 가변 범위의 중간점이며, 두 모터-제너레이터 회전 속도가 결합된다.

네 번째 고정 기어비:
(클러치 C2+C3 체결, C1+C4 해제)
세 번째 C3 클러치는 첫 번째 유성 기어셋 선 기어를 차단하고 두 번째 모터-제너레이터(MG-B)는 여전히 오프라인 상태임.

적용들

버스

이 시스템은 2001년에 배치된 뉴 플라이어 환승 버스에서 처음 사용되었다.

RWD/4WD 트럭/SUV

제너럴모터스(GM)의 경트럭용 종방향 시스템은 GM 파워트레인 사업부에 의해 볼티모어 트랜스미션에서 제작될 예정이다. 니켈금속 하이드라이드 배터리는 일본 파나소닉 EV가 제조한다.

이 시스템은 특정 2-모드 하이브리드 모델로 풀사이즈 쉐보레 타호, GMC 유콘 SUV에 2008년형 모델로 도입됐다.

FWD

기타 GM 하이브리드

메모들

  1. ^ "Awards: 올해의 기술: GM의 2-Mode 하이브리드 시스템", 2007년 12월 27일 자동차 잡지 돈 셔먼
  2. ^ "Spending to Go Green". AutoWeek. Archived from the original on September 29, 2007. Retrieved August 11, 2006.
  3. ^ BMW와 DaimlerChriisler Rev Up 개발, 웨이백머신에 2007-09-30 보관
  4. ^ a b c "BMW, 다임러, GM 하이브리드 얼라이언스가 거의 끝나간다" 2009년 7월 14일 자동차 뉴스 마티아스 크러스트
  5. ^ "Global Hybrid System". Wiki.epfl.ch. 2006-11-13. Retrieved 2009-05-21.
  6. ^ 하이브리드 차량 동력 분할 트랜스미션 비교 평가
  7. ^ "Com Laude" (PDF).
  8. ^ General Motors 2-Mode 하이브리드 변속기 정의
  9. ^ "Autoblog Sitemap".
  10. ^ "Saab BioPower Hybrid Concept Adds Two-Mode Hybrid Transmission - Auto News - Motor Trend". Archived from the original on 2011-06-22.
  11. ^ GM - GMability Advanced Technology: 전륜 구동, 2008년 2-Mode 하이브리드 시스템 출시
  12. ^ 끊기: Buick Compact Crossover 취소됨, 2-Mode Plugin Drivetrain 여전히 켜져 있음 >
  13. ^ Gural, Natasha (January 13, 2010). "GM Unveils Plans for New Hybrid, Again". Forbes.

참조

외부 링크