Por que os híbridos ainda usam transmissão mecânica?

Um dos comentários sobre essa pergunta me lembrou algo que eu venho pensando há algum tempo. Dado que os motores obtêm a melhor eficiência no pico de torque, por que a maioria dos carros híbridos ainda usa uma transmissão mecânica (que exige que o motor altere a velocidade com a velocidade da estrada, como em um carro convencional), e não elétrico, com o motor funcionando a uma constante taxa como um gerador?

É simplesmente um caso de dar às pessoas o que elas estão acostumadas? tendo em mente que carros com eletricidade pura obviamente possuem transmissão elétrica ...

Os trens usam transmissão diesel-elétrica desde pelo menos a década de 1950, por isso não é exatamente um novo conceito ...

Depende do tipo de carro híbrido que você está falando. Em um tipo de híbrido, haverá um motor a gasolina e pelo menos um motor elétrico capaz de dirigir as rodas. Nesse caso, o motor a gasolina ainda deve usar uma transmissão porque não pode ser acelerada demais sem causar grandes danos ou vida útil reduzida. Uma solução possível para esse problema de transmissão seria usar uma transmissão continuamente variável (CVT), que pode ser mais cara de fabricar, mas mantém o motor com a máxima eficiência.

O outro tipo de híbrido, no qual as rodas são acionadas inteiramente por motores elétricos (e possui um gerador de gasolina para carregar a bateria) não requer transmissão, porque os motores elétricos possuem uma faixa muito ampla de RPM aceitável. Além disso, os motores elétricos têm uma curva de torque relativamente plana e o torque máximo está disponível instantaneamente. Devo observar que esse tipo de carro "híbrido" geralmente é chamado de veículo elétrico (EV), pois o motor a gasolina é usado para carregar apenas a bateria e não aciona as rodas.

Eu ia comentar isso, mas não tenho a reputação: a transmissão diesel-elétrica a que você se refere está mais intimamente relacionada aos veículos elétricos de hoje, pois um motor diesel carrega baterias, que por sua vez acionam motores elétricos nas rodas. As transmissões nos trens são impraticáveis ​​por várias razões (como a necessidade de alimentar até quatro eixos e o número de marchas necessárias para mantê-lo com eficiência máxima) e isso elimina a necessidade de uma transmissão verdadeira.

Não acho que a resposta aceita responda a essa pergunta de maneira aceitável. A razão para veículos híbridos terem um caminho de transferência de energia mecânica é que a transferência de energia mecânica tem uma eficiência mais alta que a transferência de energia elétrica.

Li em algum lugar (mas não consigo encontrar a fonte agora) que o caminho de transferência de energia elétrica é aproximadamente 70% eficiente no Toyota Prius. Para entender essa baixa eficiência, considere que ele possui um gerador gerador operando como gerador, componentes eletrônicos de potência, cabos e um gerador gerador operando como motor. Muitos componentes. Essa eficiência é consideravelmente menor que a eficiência da via de transferência de potência mecânica.

Na verdade, o Toyota Prius possui vias de transferência de energia mecânica e elétrica. Possui uma caixa de velocidades com uma velocidade e relação constante, mas com três eixos, dois dos quais com motores elétricos. A alteração da quantidade de energia transferida pelo caminho elétrico altera as velocidades relativas dos eixos de entrada e saída e, portanto, funciona como uma transmissão elétrica continuamente variável (eCVT).

A razão para o percurso mecânico é a maior eficiência. O motivo do percurso elétrico é que ele permite a operação de CVT com custo muito baixo de componentes e maior confiabilidade do que os CVTs tradicionais. E também para fornecer frenagem regenerativa e aumento de potência ao motor de combustão interna a partir de uma bateria.

Você já viu o resfriamento de água em uma transmissão manual convencional? Provavelmente não. No entanto, os inversores em Prius são resfriados a água devido à alta quantidade de calor residual produzido. Isso ilustra que os inversores são menos eficientes que as transmissões mecânicas.