Принцип действия гибридного автомобиля: Принцип работы гибридных автомобилей

Принцип работы гибридных автомобилей

Несмотря на то, что гибридный транспорт или HEV (гибридное электрическое транспортное средство) сейчас – объект пристального внимания, а количество таких транспортных средств стремительно растет, не все понимают что значит гибридный автомобиль. Гибридный автомобиль – это транспортное средство, которое оснащено гибридным двигателем. Он представляет собой комбинацию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электромотора. Работать ДВС и электромотор могут вместе и автономного (по отдельности в независимых циклах).
Многие считают, что появление гибрида произошло в 21-м веке, но на самом деле гибриды существуют с самого начала машиностроения. Ещё в начале 20-го века гибридные авто сконструировали инженеры Генри Пайперу, Фердинанд Порше. Конструкция была очень перспективная, но дорогостоящая. В силу того, что в это же время Генри Форд поставил на конвейерный поток выпуск машин с топливным баком, интерес на рынке к машинам с гибридным мотором было сложно поддержать.
На некоторое время интерес к конструкции был утерян, но в начале 70-х годов интерес к гибридам снова возвратился. Стимулом стало повышение требований к экологическим характеристикам транспорта. Особенно активно над конструированием, выпуском автомобилей с гибридной установкой стали думать в Германии, Японии. 
И первый массовый выпуск автомобилей c агрегатом, который сейчас и принято называть устройством гибрида, был сделан в Японии. Но произошло это не в семидесятых, а уже в девяностых годах прошлого века. Первым транспортным средством, представляющим автомобили с гибридным двигателем, стала легковая машина Toyota Prius.  Определённая аудитория с настороженностью отнеслась к тому, что бензиновый двигатель транспортного средства имел ограниченный диапазон оборотов. Однако по факту проблемой это не стало. Ведь при необходимости автомобилист получил возможность подключать электродвигатель для тяги. А вот батареи с низкой ёмкостью оказались проблемой, впрочем, как  и стимулом для дальнейшего развития.

Теперь, когда на рынке авто присутствует уже 4 поколения гибридных авто, те же Toyota Prius с гибридной установкой оснащаются емкими эффективными никель-металлогидридными батареями.

Устройство и принцип работы

Стандартный гибрид составляют:

ДВС. Его вес и объём традиционно меньше, чем у классических авто с топливной системой. Дефорсирована (уменьшена) и мощность. Большинство моделей работает не по традиционному циклу Отто, а по мягкому циклу Аткинсона или Миллера. У ДВС с мягким циклом эффективно сжигается топливо, улучшен газообмен в цилиндрах, уменьшено детонационное сгорание в режиме полной нагрузки, уменьшено разрежение (соответственно, меньше насосные потери). Цикл Миллера популярен у двигателей Volkswagen.  Цикл Аткинсона активно используют концерн Toyota, Mazda, Lexus. Если  в цикле Отто впускной клапан закрывается почти сразу, то в мягких циклах Аткинсона и Миллера клапан закрывается на половине пути при направлении к верхней мертвой точке. Сжатие происходит значительно позже нежели чем при цикле Отто у традиционных ДВС. Это благоприятно сказывается на экологических нормах.  Казалось бы, почему тогда мягкий цикл не хотят использовать не на гибридах. Дело в том, что  этот цикл плохо подходит при работе двигателя на малых оборотах. ДВС может элементарно заглохнуть. Для обычного – не гибридного транспортного средства это недопустимо. Но у гибридов два мотора. И легко подстраховаться.

Электромотор. Не просто способен запустить машину, а открывает возможности для того, чтобы получить электроэнергию, которая будет использоваться для подзарядки АКБ. Может быть выполнен встроенным в силовую установку или размещаться автономно.

Трансмиссия. Передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.  Компоненты такие же,  как у иного автомобиля: главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал для распределения крутящего момента, сцепление, коробка передач. Конкретное количество элементов трансмиссии зависит от схемы гибридной установки. Например, у решения с последовательной схемой не полностью отсутствует сцепление и коробка передач. Если же  коробка передач – в наличии, то в  трансмиссии  гибрида может быть механического, автоматического, гибридного исполнения. Последний вариант распространен, например, у машин Toyota. В этом случае есть полное разветвление потоков мощности. Благодаря трансмиссии с такой коробкой нагрузки на двигатель снижаются, расход топлива ДВС – меньше. Если вам нужен практический опыт по работе с трансмиссией, то на базе LCMS есть специальный полезный модуль “Анализ ситуации: гибридная и электрическая трансмиссия”.

Топливный бак . На небольших легковых гибридах стоят баки с объёмом до 50 л, на кроссоверах и бизнес-седанах – 60- 70 мл.

Аккумулятор. На транспортное средство монтируется высоковольтная и обычная батарея на 12 (В) для питания бортовой сети. До запуска всех систем транспортного средства питание идет от 12-Вой батареи, и только потом в работу включается высоковольтная батарея (она может функционировать только при создании условий полного охлаждения).

Генератор. Вырабатывает электроэнергию. Минимизируя нагрузку на ДВС.

Инвертор. Плавно изменяет величину напряжения.  Используется для распределения энергии, для выработки высоковольтной батареей трехфазного тока.

Принцип работы гибридного автомобиля

При отсутствии бензина машина способна работать только от электромотора, при разрядке – от ДВС, но в обычном режиме задействованы оба двигателя. Работа осуществляется за счет синхронной работы бензинового и электрического двигателей. При совместной работе топливный двигатель выполняет основную работу по созданию вращательного момента, выработке энергии для аккумуляторной батареи, а электромотор снимает с ДВС нагрузки, минимизирует резкие колебания, снижает количество вредных выхлопов, увеличивают запас хода. При одновременной работе ДВС и электромотор помогают работать друг другу.  ДВС заставляет двигаться генератор, за счёт этого электромотор получает дополнительную энергию. Электромотор, в свою очередь, снижает разгонные нагрузки ДВС, позволяя работать без резких разгонных нагрузок.

Особенности гибридных автомобилей

Одна из главных особенностей гибридов – компромиссность. Автомобилисты отмечают эффективное объединение преимуществ автомобилей с ДВС и транспортных средств с мотором. Транспортные средства помогают сэкономить на топливе. Сильно экономия ощутима при езде в условиях интенсивного городского трафика, наличия пробок. Особенно это заметно у транспортных средств с системой рекуперации.  А она есть у большинства современных гибридов. С помощью системы рекуперации можно возвращать энергию. Например, когда авто постоянно тормозит, мотор выполняет функцию генератора, осуществляет зарядку батареи. Пользователи, испытывающие опасение из-за оснащённости транспортного средства высоковольтными батареями, приобретая современные гибридные автомобили могут быть уверены в безопасности: производители оснащают машины многоуровневыми автоматическими системами защиты (от поражения электротоком). Силовые конструкции, крепления транспортных средств делают из композитных материалов (углеродное волокно, карбон), лёгких металлов (магний, алюминий). Снижение общего веса машины благоприятно сказывается на его технических характеристиках, создаются лучшие условия для движения. При ускорении на подъемах затрачивается меньше энергии. Максимальная длина пробега достигается при езде на небольших и постоянных скоростях. В этом случае – наименьшее аэродинамическое сопротивление и наибольшая эффективность расхода топлива.

Типы гибридных агрегатов

• «Умеренные» или мягкие. Постоянно работает ДВС. Электромотор дополняет, поддерживает его. Главная цель – усилить мощность и эффективность двигателя. Примеры – Mercedes S 400 HYBRID, Honda-IMA.
• «Полные». Приводятся в движение электромотором на любом этапе движения: при поддержании стабильной скорости, при ускорении. На электрической тяге транспортное средство способно двигаться на достаточно большое расстояние. Аккумуляторную батарею от сети подзарядить нельзя. Пример – BMW X6 ActiveHybrid.
• Plug-in, передвигается как комбинированно: от ДВС + электротяги, так и только электричества.
  Только на батареях могут ездить, преимущественно, на средние расстояния. Как заряжать гибридный автомобиль такого типа, вопросов не возникает: авто легко подзарядить от розетки, как электрокар, а бензин из топливного бака у Plug-in  активно преобразуется в электричество и сохраняется в батареях. Примеры — Toyota Prius PHV, Mitsubishi Outlander PHEV, Chevrolet Volt, Opel Ampera.

Отдельный тип составляют E-REVS (Extended-Range Electric Vehicles). Это промежуточный вариант между сугубо гибридом и электрокаром. У них есть ДВС и электромотор. Но ДВС используется не для движения, а именно для зарядки. Расход гибридного автомобиля E-REVS наиболее минимальный. Иногда гибриды делят просто на HEV (гибридное электрическое транспортное средство) и PHEV (подключаемое гибридное транспортное средство). Второй вариант от первого отличается наличием дополнительной батареи в первоначальном варианте такого автомобиля. То есть за PHEV стоят гибриды, которые в первой типологии называются  Plug-in, а за термином HEV стоят «умеренные» и «полные» гибриды.

Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

Взаимодействие электромотора и двигателя внутреннего сгорания может быть налажено по последовательной, параллельной и последовательно-параллельной схемам.

Последовательная схема

• Крутящий момент от ДВС передается генератору.
• Генератор вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы.
• Транспортное средство движется на электротяге.

ДВС работает только на генератор, электрический мотор установлен таким способом, что он является главной силой, которая приводит в движение ведущую колёсную пару. Авто с последовательной схемой – это, главным образом, транспортные средства с портом подключения к электросетям.

Коробка передач у транспортных средств с последовательной схемой отсутствует. Батареи ставятся чаще всего никель-металлогидридные. При отключении ДВС авто хватает мощности и заряда для движения самостоятельно.

Схема хорошо подходит для техники, которая требует небольшой скорости передвижения, частого торможения. Это, например, городской транспорт, спецтехника в логистических комплексах. Схема хорошо совместима с  технологией Kinetic energy recovery system (KERS) — системой восстановления кинетической энергии. Во время торможения транспортного средства она накапливается, при необходимости ускорения объекта — расходуется на эту цель. Последовательная схема популярна и у производителей карьерных самосвалов. Для них не принципиальна высокая скорость, но крайне важный большой крутящий момент.
Последовательная схема обеспечивает возможность ДВС стабильно работать на неизменяемых оборотах, не требует от автопроизводителя установки коробки передач и сцепления. Ограничение использования последовательных схем на практике обусловлено тем, что в процессе преобразования – достаточно большие потери энергии. Компоновка создаёт необходимость устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, а аккумуляторные батареи достаточно крупногабаритные и высокие по стоимости. Для легковых автомобилей – это не самое удачное решение. Поэтому в данный момент последовательная схема наиболее интересна производителям большегрузного коммерческого транспорта. Впрочем, у некоторых легковых компактных авто такую схему также можно встретить. Характерный пример — Chevrolet Volt.

Параллельная схема

Эта схема характерна для гибридов, которые ездят с использованием и ДВС, и электромотора (то есть используется на «умеренных» или мягких гибридах). Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается, когда нужна дополнительная мощность (то есть когда ДВС трудно справляться с нагрузкой). Электромотор способен работать в качестве генератора. Блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от ДВС и мотора гибрида.

Компоновка исключает необходимость устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости. ДВС напрямую связан с ведущими колесами, и потери энергии небольшие. Топливная экономичность решения незначительная (в сравнении с транспортными средствами с последовательной и параллельно-последовательной схемой). Когда транспортное средство начинает тормозить, сохраненная энергия торможения запасается в аккумуляторной  батарее. При ускорении энергия аккумулятора уходит на раскрутку электромотора,  при этом расход топлива уменьшается на столько, сколько энергии удаётся аккумулировать  при предыдущих торможениях. Недостаток схемы – отсутствие возможности одновременно осуществлять подзарядку АКБ и приводить в движение колёса посредством мотора с электроприводом. Параллельная схема удачна для транспортных средств, активно движущихся по трассе с малым количеством остановок.
Параллельная схема любима такими производителями как Honda, Hyundai, BMW, Volkswagen.
Взаимодействие электромотора и двигателя внутреннего сгорания может быть налажено по последовательной, параллельной и последовательно-параллельной схемам.

Последовательно-параллельная схема

Если использована последовательно-параллельная (комбинированная) схема, автомобиль при старте и на малых скоростях движется только на электрической тяге. Как и при последовательной схеме ДВС в этом случае работает на генератор. При сильных разгонах, большой скорости крутящий момент на ведущие колеса передается одновременно от электромотора и ДВС. При подъеме транспортного средства электромотор получает от АКБ дополнительное питание и минимизирует генератор от сверхнагрузок.

Часть крутящего момента от ДВС благодаря планетарному механизму передается на колёса. Подачу мощности от ДВС и электромотора регулирует ЭБУ.
Последовательно-параллельная схема обеспечивает отличную топливную экономичность.
Функционально последовательно-параллельная схема одна из наиболее практичных. Но её берут в помощь далеко не все производители (хотя Ford, Nissan, Toyota Prius, Lexus прибегают к этой схеме весьма активно).
Не самая большая популярность к схеме при её отличных достоинствах связана с тем, что при выпуске транспортных средств требуется устанавливать дополнительный генератор. Требуется ёмкая аккумуляторная АКБ. Сложности есть и в электронике (особенно сложен электронный блок управления).

Преимущества использования гибридных автомобилей

Плюсы гибридных автомобилей:

• Независимость. Есть возможность ездить от топлива или электротяги.
• Существенное снижение расхода топлива даже в комбинированном режиме работы мотора.
• Существенно меньше вpeдныx выбpocoв в атмосферу по сравнению с машинами, оснащенными только ДВС.
• Возможность подстраховаться, если электромотор невозможно подзарядить от сети. Машина начинает ездить как обычное транспортное средство, заправленное топливом.
• Высокая эффективность при paбoтe нa xoлocтoм xoду и экономичность. Особенно это ощутимо при передвижении в условиях плотного трафика по городу (при правильном выборе гибрида под эти условия).
• Малошумность. Наиболее низкий уровень шума достигается во время движения на электрической тяге при езде на средней скорости.
• В холодное время года гибридный автомобиль (в отличие от  транспортных средств, которые работают на дизтопливе) при корректном режиме эксплуатации (подробнее о нём — чуть ниже) нечувствительны к температуре окружающей среды.

Недостатки владения гибридными авто

Одна из ключевых проблем – зависимость от АКБ и регулярные нагрузки на неё. Необходимо постоянно помнить о том, что батарея может paзpяжaтьcя дo кpитичecкoгo cocтoяния. Рынок АКБ развивается, но большинство батарей располагает небольшим диапазоном рабочих температур. 
Часто можно услышать, что гибридный автомобиль сложнее в сервисе и ремонте по сравнению с традиционным в обслуживании. Ведь, чтобы  его обслужить нужны знания и автомеханики, и автоэлектрики. С кадрами по обслуживанию гибридов, увы, пока часто возникают проблемы. Впрочем, на практике ряд гибридов благодаря их конструктивным особенностям (например, многокомпонентной  трансмиссии)  сервис может оказаться даже дешевле нежели сервис авто с ДВC

Обслуживание и эксплуатация гибрида

Неприятных сюрпризов для автовладельца не будет, если они обратятся на сервис, который специализируется именно на СТО, где гибриды – не случайные, а постоянные объекты обслуживания. Такие станции техобслуживания целенаправленно оснащаются их сканерами, тестерами, газоанализаторами, максимально подходящими для гибридов, проводят обучение персонала, в том числе посредством симуляторов типичных неисправностей.
Распространенные проблемы, с которыми на СТО обращаются владельцы гибрида:
• Автомобиль плохо или вообще не заводится.
• Есть проблемы с разгоном.
• Ощутимы плавающие обороты, «троение» двигателя.
• Растёт расход топлива.
• Замечено превышение уровня СО.
• Сломаны рулевые рейки.
• Вышли из строя турбины.
Для поддержания гибридного авто в полном порядке рекомендуется выполнять техническое обслуживание. Экспресс-диагностика гибрида включает:
• Проверку состояния высоковольтной батареи.
• Проверку параметров ДВС.
• Выявление ошибок посредством компьютерной диагностики.
При этом даже если неисправностей нет через определённый промежуток эксплуатации рекомендованы следующие замены:
• циркуляционный насос системы охлаждения инвертора (помпы) — каждые 120 тыс. км пробега;
• антифриз — каждые 2 года.
Регулярно требуется визуальный осмотр радиатора охлаждения инвертора. В случае его засорения требуется немедленная чистка, так как это достаточно уязвимая деталь. Если авто долго простаивает, периодически необходимо производить запуск мотора. Хотя бы на 15 минут 1 раз в месяц.
Стоимость ремонта зависит от объёма работ. Наиболее дорогостоящий ремонт получается, если из строя выходит электроника. Наиболее дорогостоящая запасная часть — аккумуляторная батарея. Отдельного внимания заслуживает эксплуатация гибрида автовладельцами в зимний период. Использование авто в холода не запрещено, но нужна подготовка: перед зимним сезоном обязательно продиагностируйте батарею. Во время эксплуатации поддерживайте зарядку АКБ на уровне не менее 70 процентов.

Каковы перспективы HEV и PHEV?

Развитие гибридных электромобилей – как HEV и PHEV  в настоящий момент нацелено на:
• Снижения веса батареи и автомобиля. Решение вопроса с батареей некоторые производители видят в переходе от  никель-металл-гидридных и биполярных никель-водородных аккумуляторов.
• Увеличение  пробега при работе на электротяге.
• Улучшение уровня поглощения ударных нагрузок.
При этом для автопрома наиболее дешёвый вариант – классический HEV, PHEV  более сложен в производстве. Классический HEV – это гораздо более дешевое решение для производства, чем гибридный автомобиль со штепсельным соединением. Он позволяет очень эффективно снизить расход топлива во время ежедневного вождения, особенно в городских условиях. Эффективность HEV зависит от условий, в которых водитель едет. При обсуждении различий между этими типами автомобилей также важно, как они функционируют в сознании потребителя и как различия в дизайне выражаются в отношении потребителей к этим решениям. Среди производителей, которые активно сосредоточили свои силы на HEV и PHEV  —  Toyota Hyundai, Ford, Subaru, Lexus, Ford, Volvo.
Развитие гибридов, а особенно PHEV, как и электрокаров связано с развитием инфраструктуры. Особенно развитие гибридов и электрокаров актуально для мегаполисов, и курортных районов, где наиболее остра проблема городского шума и требованиям к уровню загазованности.

Устройство и принцип действия гибридного двигателя

Как работает гибридный двигатель?

 

Как работает, рассмотрим на примере Touareg, с гибридным силовым агрегатом.

Что означает понятие «техника гибридного привода»?

Термин «гибрид» берет свое начало от латинского слова hybrida, и означает нечто скрещенное, или смешанное. В технике гибридом называют систему, в которой комбинируются друг с другом две разных технологии. В связи с концепциями привода термин технология гибридного привода применяется для обозначения двух направлений: бивалентный (или двухтопливный) силовой агрегат гибридный силовой агрегат

 

В случае гибридной технологии привода речь идет о комбинации из двух разных силовых агрегатов, работа которых основана на разных принципах действия. В настоящее время под технологией гибридного привода подразумевают комбинацию двигателя внутреннего сгорания и электродвигателягенератора (электромашины). Эта электромашина может использоваться как генератор для выработки электрической энергии, тяговый электродвигатель для движения автомобиля, и стартер для запуска двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от исполнения основной конструкции различают три вида гибридного силового агрегата: т.н. «микрогибридный» силовой агрегат, т.н. «среднегибридный» силовой агрегат, т.н. «полногибридный» силовой агрегат.

 

«Микрогибридный» силовой агрегат

В этой концепции привода электрический компонент (стартер/генератор) служит исключительно для реализации функции Стартстоп. Часть кинетической энергии можно снова использовать в качестве электрической энергии (рекуперация). Привод только от электрической тяги не предусмотрен. Параметры 12 вольтной АКБ со стекловолоконным наполнителем адаптированы к частым запускам двигателя.

«Среднегибридный» привод

Электрический привод поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания. Движение автомобиля только на электрической тяге невозможно. У «среднегибридного» привода большая часть кинетической энергии при торможении регенерируется, и в виде электрической энергии накапливается в высоковольтной батарее. Высоковольтная батарея, а также электрические компоненты сконструированы для более высокого электрического напряжения и, таким образом, более высокой мощности. Благодаря поддержке электродвигателягенератора режим работы теплового двигателя может быть смещен в область максимальной эффективности. Это обозначается как смещение точки нагрузки.

 

«Полногибридный» силовой агрегат

Мощный электродвигательгенератор комбинируется с двигателем внутреннего сгорания. Возможно движение только на электрической тяге. Электродвигательгенератор, если только позволяют условия, поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания. Движение с малой скоростью осуществляется только на электрической тяге. Реализована функция Стартстоп для двигателя внутреннего сгорания. Рекуперация используется для зарядки высоковольтной батареи. Благодаря разделительному сцеплению между двигателем внутреннего сгорания и электродвигателемгенератором можно обеспечить разъединение обеих систем. Двигатель внутреннего сгорания подключается в работу только при необходимости.

 

Основы гибридной техники

Системы полного гибридных силовых агрегатов делятся на три подгруппы: параллельный гибридный силовой агрегат, раздельный силовой агрегат (с разделёнными потоками мощности), последовательный гибридный силовой агрегат.

Параллельный гибридный силовой агрегат

Параллельное исполнение гибридного силового агрегата отличается простотой. Он используется в случае, когда необходимо «гибридизировать» существующий автомобиль. Двигатель внутреннего сгорания, электромоторгенератор и коробка передач располагаются на одной оси. Обычно в системе параллельного гибридного силового агрегата используется один электродвигатель генератор. Сумма единичной мощности двигателя внутреннего сгорания и мощности электродвигателягенератора соответствует полной мощности. Эта концепция обеспечивает высокую степень заимствования узлов и деталей прежнего автомобиля. У полноприводных автомобилей со схемой параллельного гибридного силового агрегата привод всех четырех колёс реализован с помощью дифференциала Torsen и раздаточной коробки.

Раздельный гибридный привод

В системе раздельного гибридного привода помимо двигателя внутреннего сгорания имеется электродвигательгенератор. Оба двигателя располагаются под капотом. Крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, также как и от электродвигателягенератора, через планетарную передачу подаётся на коробку передач автомобиля. В противоположность параллельному гибридному приводу, снять таким образом сумму отдельных мощностей для привода колёс невозможно. Вырабатываемая мощность частично тратится на приведение автомобиля в движение, частично, в виде электрической энергии, накапливается в высоковольтной батарее.

Последовательный гибридный силовой агрегат

Автомобиль оборудован двигателем внутреннего сгорания, генератором и электродвигателем генератором. Однако в отличие от обеих описанных ранее концепций, двигатель внутреннего сгорания не имеет возможности самостоятельно приводить автомобиль в движение валом, или через коробку передач. Мощность от двигателя внутреннего сгорания на колеса не передаётся. Основной привод автомобиля осуществляет электродвигатель генератор. Если ёмкость высоковольтной батареи слишком низкая, запускается двигатель внутреннего сгорания. Через генератор двигатель внутреннего сгорания заряжает высоковольтную батарею. Электродвигательгенератор снова может получать энергию от высоковольтной батареи.

 

Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат

Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат представляет собой смешанную форму двух описанных выше гибридных приводов. Автомобиль оборудован одним двигателем внутреннего сгорания и двумя электродвигателями генераторами. Двигатель внутреннего сгорания и первый электродвигательгенератор размещены под капотом. Второй электродвигательгенератор расположен на задней оси. Эта концепция используется для полноприводных автомобилей. Двигатель внутреннего сгорания и первый электродвигательгенератор через планетарную передачу могут приводить коробку передач автомобиля. И в этом случае действует правило, согласно которому одиночные мощности привода не могут отбираться для привода колёс в виде суммарной мощности. Второй электродвигатель генератор на задней оси активируется при необходимости. В связи с таким конструктивным исполнением привода высоковольтная батарея располагается между обеими осями автомобиля.

 

Другие термины и определения Здесь будут кратко разъяснены другие термины и определения, часто используемые в связи с технологией гибридного привода.

Рекуперация. В общем случае этот термин в технике означает способ возврата энергии. При рекуперации имеющаяся энергия одного вида преобразуется в другой, используемый в последующем вид энергии. Потенциальная химическая энергия топлива преобразуется в трансмиссии в кинетическую энергию. Если автомобиль затормаживается обычным тормозом, то избыточная кинетическая энергия посредством трения тормозов превращается в тепловую энергию. Возникающее тепло рассеивается в окружающем пространстве, и поэтому использовать его в дальнейшем невозможно.

Если же напротив, как при использовании технологии гибридного привода, дополнительно к классическим тормозам генератор используется в качестве моторного тормоза, то часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, и таким образом становится доступной для последующего использования. Энергетический баланс автомобиля улучшается. Этот вид регенеративного торможения называют рекуперативным тормозом.

 

Как только в режиме принудительного холостого хода скорость автомобиля снижается путем торможения нажатием педали тормоза или автомобиль движется накатом или автомобиль движется под уклон cистема гибридного привода включает электродвигатель — генератор, и использует его в режиме генератора.

В этом случае он заряжает высоковольтную батарею. Таким образом в режиме принудительного холостого
хода появляется возможность «заправлять» автомобили с электрическим гибридным приводом электроэнергией.
При движении автомобиля накатом электродвигатель генератор, работающий в режиме генератора,
преобразует из энергии движения в электрическую энергию только такое количество энергии, которое
требуется для работы 12 вольтной бортовой сети.

Электродвигатель-генератор (электромашина)

Термин электродвигатель-генератор, или электромашина, используется вместо терминов генератор, электродвигатель и стартер. В принципе, любой электродвигатель можно применять и в качестве генератора. Если вал электродвигателя приводится от внешнего привода, то электродвигатель, подобно генератору, вырабатывает электрическую энергию. Если к электромашине подводится электрическая энергия, то она работает как электродвигатель. Таким образом, электродвигательгенератор автомобилей с электрическим гибридным приводом заменяет обычный стартер двигателя внутреннего сгорания, а также обычный генератор (осветительный генератор).

 

Электрический ускоритель (E-boost)

По аналогии с функцией Kickdown двигателей внутреннего сгорания, которая делает доступной максимальную мощность двигателя, гибридный привод располагает функцией электрического ускорителя E-Boost. При использовании функции электродвигатель-генератор и двигатель внутреннего сгорания выдают свои максимальные индивидуальные мощности, которые складываются в более высокое значение суммарной мощности. Сумма индивидуальных мощностей обоих видов двигателей соответствует суммарной мощности трансмиссии.

Вследствие потерь мощности в электродвигателе-генераторе, его мощность в режиме генератора ниже, чем в режиме тягового электродвигателя. Мощность электродвигателя-генератора в режиме двигателя составляет 34 кВт. Мощность электродвигателя-генератора в режиме генератора равна 31 кВт. У Touareg с гибридным приводом двигатель внутреннего сгорания имеет мощность 245 кВт, а электродвигатель-генератор мощность 31 кВт. В режиме тягового электродвигателя электродвигатель-генератор выдаёт мощность 34 кВт. Вместе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель-генератор в режиме тягового электродвигателя развивают суммарную мощность 279 кВт.

Функция Старт-стоп

 

Технология гибридного привода позволяет реализовать в этой конструкции автомобиля функцию Стартстоп. В случае обычного автомобиля с системой Стартстоп, для отключения двигателя внутреннего сгорания автомобиль должен остановиться (пример: Passat BlueMotion). Однако автомобиль с полным гибридным приводом может двигаться и на электрической тяге. Эта особенность позволяет системе Стартстоп отключать двигатель внутреннего сгорания на движущемся, или катящемся накатом автомобиле. Двигатель внутреннего сгорания включается в зависимости от потребности. Это может происходить в случае быстрого разгона, при движении на высокой скорости, с высокой нагрузкой, или при высокой степени разряженности высоковольтной батареи. При высокой степени разряженности высоковольтной батареи система гибридного привода может использовать двигатель внутреннего сгорания в сочетании с электродвигателем-генератором, работающим в режиме генератора, для зарядки высоковольтной батареи. В других случаях автомобиль с полным гибридным приводом может двигаться на электрической тяге. Двигатель внутреннего сгорания при этом находится в режиме останова. Это действительно и в случае медленного движения транспортоного потока, остановки на светофоре, при движении в режиме принудительного холостого хода под уклон, или при движении автомобиля накатом. Когда двигатель внутреннего сгорания не работает, он не расходует топливо и не выбрасывает в атмосферу вредные вещества. Интегрированная в систему гибридного привода функция Старт-стоп повышает КПД и экологичность автомобиля. В то время, когда двигатель внутреннего сгорания находится в режиме останова, климатическая установка может продолжать работу. Компрессор климатической установки является элементом высоковольтной системы.

Аргументы в пользу гибридной техники

Почему мы комбинируем электродвигатель-генератор с двигателем внутреннего сгорания? Для отбора крутящего момента частота вращения двигателя внутреннего сгорания должна быть не ниже частоты вращения холостого хода. При остановке двигатель не может отдавать крутящий момент. При увеличении частоты вращения двигателя внутреннего сгорания его крутящий момент увеличивается. Электромоторгенератор с первыми оборотами выдает максимальный крутящий момент. Для него не существует частоты вращения холостого хода. При увеличении частоты вращения его крутящий моментуменьшается. Благодаря работе электродвигателя-генератора у двигателя внутреннего сгорания исключен наиболее сложный режим работы: в диапазоне ниже оборотов холостого хода. Благодаря поддержке электродвигателягенератора двигатель внутреннего сгорания может эксплуатироваться в более эффективных режимах. Это смещение точки нагрузки повышает КПД силового агрегата.

Почему применяется полный гибридный силовой агрегат (привод)?

Полный гибридный агрегат, в отличие от остальных вариантов гибридного привода, объединяет функцию встроенной системы Стартстоп, систему E-Boost, функцию рекуперации и возможность движения только на электродвигателе (режим электрической тяги).

Электродвигатель-генератор

 

Электродвигатель-генератор размещён между двигателем внутреннего сгорания и АКП. Он представляет собой синхронный двигатель трехфазного тока. С помощью силового электронного модуля постоянное напряжение 288 В преобразуется в трёхфазное переменное напряжение. Три фазы напряжение создают в электродвигателегенераторе трёхфазное электромагнитное поле.

Высоковольтная батарея

Доступ к высоковольтной батарее обеспечивается через напольное покрытие багажного отсека. Она выполнена в виде модуля и включает различные компоненты высоковольтной системы Touareg. Модуль высоковольтной батареи имеет массу 85 кг и может заменятьсятолько в сборе.

Высоковольтную батарею нельзя сравнивать с обычной аккумуляторной батареей с напряжением 12 В. В нормальном режиме эксплуатации высоковольтная батарея задействуется в свободном диапазоне уровня зарядки от 20% до 85%. Переносить такие нагрузки в течение длительного времени обычная 12 вольтная АКБ неспособна. Поэтому высоковольтную батарею следует рассматривать как оперативное устройство накопления энергии для электрического привода. Подобно конденсатору она может накапливать и снова отдавать электрическую энергию. В принципе, рекуперацию, регенерацию энергии, можно рассматривать как возможность заправки автомобиля энергией во время движения. Применение высоковольтной батареи в автомобиле с гибридным приводом отличается чередование циклов зарядки (рекуперация) и разрядки (движение на электрическом приводе) высоковольтной батареи.

Пример: Если сравнить энергию высоковольтной батареи с энергией, образующейся при сжигании топлива, то количество энергии, которую может выработать батарея, будет соответствовать примерно 200 мл топлива. Этот пример демонстрирует, что на пути к созданию электромобилей, аккумуляторные батареи, с точки зрения способности накапливать энергию, должны быть существенно модернизированы.

типы, нюансы, характеристики :: Autonews

BMW i3 отметилась опцией под названием range extender, то есть увеличитель запаса хода — ДВС в большинстве случаев бездействует, но готов прийти на помощь, если у вас закончилось электричество. (Фото: BMW)

Но в реальности этот метод приводит к двойным потерям энергии: сначала на преобразование топлива в электричество, а потом на передачу его к колесам. Поэтому в чистом виде такая схема не используется, зато отдельные модели вроде BMW i3 или Chevrolet Volt отметились опциями под названием range extender, то есть увеличитель запаса хода — ДВС в большинстве случаев бездействует, но готов прийти на помощь, если у вас закончилось электричество. Считайте, просто генератор, который всегда с собой.

Последовательно-параллельные гибриды (parallel-series-hybrid)

Особая категория, представленная, по сути, только запатентованными изобретениями компании Toyota и отдельными силовыми установками, сделанными по лицензии. Здесь ДВС и электричество работают как единое целое, постоянно и бесшовно распределяя энергию туда, где она нужна. Самое массовое применение технология нашла на Toyota Prius, где без особых изменений используется уже почти 15 лет.

Называется этот уникальный привод Hybrid Synergy Drive, а примечателен он в первую очередь тем, что лишен обычной трансмиссии — в то время как в большинстве гибридов используются вариаторы, «роботы» или классические «автоматы». Здесь же два электромотора объединены с ДВС через хитрую планетарную передачу, которая вообще стирает границу между двумя мирами для конечного пользователя. Самый яркий пример — бензиновый двигатель здесь может одновременно работать на разгон и заряжать батареи, если вы не требуете от машины максимальной динамики.

Подключаемые гибриды (plug-in hybrid, PHEV)

Главный принцип здесь один: наличие отдельного разъема для зарядки аккумуляторов. При этом сам гибрид может быть как последовательным (тот же BMW i3 или Fisker Karma), так и параллельным (Porsche Cayenne e-Hybrid или Volvo XC60 Recharge). И если с первым случаем все понятно (по сути это электромобили с бензиновыми генераторами), то параллельные подключаемые гибриды интереснее. Идея заключается в том, что емкость батарей у таких автомобилей уже действительно солидная — например, у современного «Кайена» это 18 кВтч, то есть примерно треть от того, что можно найти в среднем электромобиле. Да и электромотор вполне самостоятелен: на многих подключаемых гибридах его мощность превышает 100 лошадиных сил.

Иными словами, при определенных сценариях вы можете ездить на такой машине, как на настоящем электрокаре: запас хода составляет несколько десятков километров, разгоняться можно до сотни с лишним километров в час — но делать надо все плавно. Прикатили по пробкам в центр на работу, вечером вернулись домой, подзарядились от розетки — и никаких выбросов. При этом в вашем распоряжении остается и настоящий бензиновый двигатель — со всей своей мощностью, универсальностью и возможностью заправляться когда угодно и сколько угодно. Нажимаете акселератор посильнее, и он включается в работу.

Гибридная силовая установка — принцип работы

В поисках современных решений существующих проблем производители создают новые виды двигателей, совершенствуют конструкции автомобилей и внедряют улучшенные технологии. Результатом подобной работы стало появление гибридного автомобиля. Сейчас многие с большой уверенностью говорят, что именно так будут выглядеть машины на дорогах в ближайшем будущем.

Термин «гибридный» обозначает автомобиль, который имеет больше одного источника энергии. Мы привыкли к тому, что все автомобили используют двигатель внутреннего сгорания на бензиновом или дизельном топливе. Также раньше были известны так называемые электромобили. Сейчас же производители стараются привлечь покупателей, повышая экономию топлива, поэтому они объединяют двигатель внутреннего сгорания и электромотор в одном автомобиле.

Особенности конструкции

Гибридная силовая установка действительно обладает рядом преимуществ перед традиционными автомобилями.

Главная особенность гибридного двигателя заключается в том, что благодаря ему удается избежать работы двигателя при малых нагрузках, что в сочетании с рекуперацией кинетической энергии заметно повышает эффективность расхода топлива.

Если рассмотреть такой автомобиль более детально, то удастся выделить несколько основных элементов:

• бензиновый мотор;
• электрогенератор;
• гибридная трансмиссия;
• электродвигатель задних и передних колес;
• батарея высокой емкости;
• блок управления силовой системой.

Подобные идеи уже появлялись раньше в том числе в СССР в 70-х годах, часть из них даже находила свое воплощение в различных видах железнодорожного транспорта, карьерной техники и прототипах городских автомобилей. В частности это касается генератора и других. Используя преимущества электромоторов и ДВС гибридный автомобиль способен показать более высокий коэффициент полезного действия, что собственно и является главной целью создания подобных машин. Данные идеи стали особенно актуальны в наше время в условиях повышения цен на топливо.

Подробнее о новинке Российского рынка — автомобиле с гибридной силовой установкой «Ё-мобиль»:

Преимущества и недостатки

Среди основных преимуществ отмечают следующие черты:

• экономичность;
• экологическая чистота;
• улучшенные ходовые характеристики;
• увеличенная дальность пробега;
• возможность повторного использования энергии движения.

В то же время на данный момент имеются свои недостатки. В частности это высокая сложность конструкции, вследствие чего увеличивается себестоимость. Из-за этого многие мировые автомобильные компании отказываются или откладывают на неопределенный срок создание подобных образцов. Также усложняется техническое обслуживание, возникают трудности с утилизацией аккумуляторных батарей и т.д.

Принцип работы

Электромотор используется для того, чтобы тронуться с места и дальнейшей езды на малых скоростях. При первичном разгоне батарея начинает отдавать свою энергию, направляя ее на блок управления электропитанием и затем непосредственно на электрические двигатели.

Во время движения в обычном режиме используется одновременно бензиновый двигатель и электромотор. Нагрузка распределяется между ними равномерно. Генератор производит зарядку батареи во время движения, когда в работу вступает ДВС.

Во время разгона основная нагрузка ложится на бензиновый двигатель. Если требуется улучшить динамику, то в дело вступает электромотор. В этом режиме вновь происходит зарядка батареи за счет энергии движения.

Во время торможения гибридная силовая установка использует кинетическую энергию и преобразует ее в электрическую, которая в свою очередь направляется на блок управления электропитанием. Бензиновый двигатель функционирует в нормальном режиме. За счет преобразования кинетической энергии торможения происходит зарядка высоковольтной батареи.

Отсюда можно понять, что гибридные автомобили гораздо более эффективны в работе, хотя бы за счет того, что используется кинетическая энергия, которая до этого просто расходовалась впустую. Кроме того производители устанавливают на свои машины самые современные двигатели внутреннего сгорания и сложные компьютерные системы.

Используя только электрические моторы, можно проехать порядка 100 километров, что также является одним из преимуществ.

Многие специалисты сейчас достаточно уверенно говорят, что это современная система расходования топлива и энергии, в которой так нуждались автомобили. В ближайшее время гибридные установки будут продолжать развиваться и совершенствоваться. Если удастся устранить существующие недостатки — сложность конструкции и более высокую стоимость — то подобные машины завоюют лидерство буквально за несколько лет. Остается только подождать новых шагов от мировых автомобильных компаний и посмотреть своими глазами, что же у них получится.

Фото

Toyota Yaris Hybrid

Toyota FT-Bh концепт гибрид

Toyota FT-Bh концепт гибрид 2

Салон Toyota FT-Bh на гибридной силовой установке

Концепт автомобиля будущего

Видео

Также вам будет интересно посмотреть следующее видео о гибридной силовой установке:

Принцип работы гибридного автомобиля реферат по транспорту

Принцип работы Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач», то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах. Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства. Суть принципа заключается в том, что двигатель, работающий на обычном топливе, приводит в движение электрогенератор, и через систему управления нужное количество электроэнергии передаётся на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство. Это похоже на электростанцию на электромобиле, вырабатывающую энергию для собственного движения. Суть схемы работы гибридного автомобиля аналогична, но значительно модифицирована, в первую очередь добавлением аккумуляторной батареи, только в отличие от электромобиля менее ёмкой, а следовательно, более лёгкой. Основные причины, стоящие за разработкой гибридной силовой установки — уменьшение количества вредных выбросов в атмосферу, что очень актуально именно для городского транспорта. Эта система позволяет снизить выброс сажи и углеводородов на 90%, оксидов азота — на 50%. При этом экономия топлива достигает 60% по сравнению с обычными автобусами с дизельными двигателями, а ускорение во время начала движения увеличилось на 50%. Такая силовая установка может устанавливаться на различные автомобили, которые выполняю самые разные задачи. Принцип работы гибридной силовой установки заключается в следующем: колеса приводятся в движение электродвигателем, который питается от АКБ, а дизельный двигатель приводит в действие генератор, питающий аккумулятор. К тому же дизель соединен с трансмиссией и часть своей мощности передает на колеса. Благодаря этому во время начала движения достигается максимальное ускорение без лишнего шума, затрат топлива и клубов дыма из выхлопной трубы. Что такое гибридный автомобиль Гибридный автомобиль — высокоэкономичный автомобиль, движимый системой «электродвигатель — двигатель внутреннего сгорания» (далее двигатель), питаемой как горючим, так и зарядом электрического аккумулятора. Главное преимущество гибридного автомобиля — снижение расхода топлива и вредных выхлопов. Это достигается полным автоматическим управлением режима работы системы двигателей с помощью бортового компьютера, начиная от своевременного отключения двигателя во время остановки в транспортном потоке, с возможностью продолжения движения без его запуска, исключительно на энергии аккумуляторной батареи, и заканчивая более сложным механизмом рекуперации — использования электродвигателя как генератора электрического тока для пополнения заряда аккумуляторов. Вообще, гибрид – это организм, полученный в результате скрещивания генетически различающихся родительских форм (видов, пород, линий и др.) (от лат. hibrida – помесь). Генетически различающиеся формы в нашем случае – это двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электромотор. Причем в современной автоселекции гибридизация – это, похоже, единственно возможный вариант их выживания. С одной стороны, цена на нефть берет все новые высоты, что неизбежно приближает закат славной истории ДВС (в том же направлении работают экологические нормативы). С другой – отсутствие способов компактно и долго хранить электрическую энергию ставит под большое сомнение будущее электромобилей в их генетически чистом виде… 3.При работе в нормальном режиме бензиновый двигатель также снабжает энергией генератор. 4.Генератор может направлять излишки энергии на блок управления электропитанием. Торможение: 1.При торможении кинетическая энергия преобразуется в электричество. 2.Электромоторы направляют его на блок управления электропитанием. 3.Блок управления электропитанием возвращает энергию на высоковольтную батарею. Бензиновый двигатель автомобиля работает в обычном режиме. Задачи гибридной силовой установки: 1.Обеспечение высоких эксплуатационных характеристик и набора скорости за счет мгновенной подачи энергии. 2.Сохранение энергии при торможении: часть энергии преобразуется в электричество, остальное – в тепловую энергию (в сравнении с обычным автомобилем, у которого на «тепло» уходят все 100%). 3.Обеспечение автомобиля самой современной системой управления расходом энергии. 4.Снижение массы и размеров компонентов. «В своем желании создать привод, какого никогда не было раньше, мы отразили ключевые элементы защиты окружающей среды, безопасности и удовольствия от вождения автомобиля. Мы также поняли, что наша новая гибридная система хорошо подходит к автомобилям среднего и большого размера. В итоге получился блестящий пример настоящего прорыва в эволюции автомобильного транспорта». 0. Садаката (0. Sadakata), главный инженер Lexus RХ400h Гибридная трансмиссия. Делитель мощности в гибридной трансмиссии направляет поток мощности туда, где она больше всего нужна. Обеспечивая максимально экономное расходование энергии, он не только направляет всю необходимую мощность, но и управляет совместной работой бензинового и электрического двигателей. Бесступенчатая трансмиссия мгновенно откликается, когда водителю нужна большая мощность. Электрический и бензиновый источники энергии Термин «гибридный» подразумевает сочетание бензинового и электрического двигателей, которые приводят в движение RX400h. Эти два источника энергии прекрасно дополняют друг друга. Электродвигатели моментально обеспечивают дополнительную мощность, не расходуя топливо и не загрязняя окружающую среду. Бензиновый двигатель позволяет развить высокую скорость на уровне современных автомобилей. Работа в системе позволяет каждому источнику энергии работать в оптимальном режиме, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества и топливную экономичность. Восстановление энергии Один из источников экономии – снижение потребляемой энергии. Однако гибридные технологии Lexus позволяют возвращать энергию, которая в обычных условиях теряется безвозвратно. В частности, при торможении электродвигатели действуют как генераторы, и с подачи блока управления силовой установкой энергия движения «перекачивается» обратно в батарею высокого напряжения. Большая производительность благодаря двум источникам энергии Гибридная силовая установка использует в своей работе два источника энергии: 6-цилиндровый бензиновый двигатель, соединенный с генератором, и электромотор, обладающий большим крутящим моментом. Высокопроизводительный двигатель В качестве основного источника энергии в гибридной силовой установке используется самый современный двигатель внутреннего сгорания. Сложная компьютерная система осуществляет непрерывное изменение забора воздуха в целях обеспечения оптимальных условий работы двигателя. Это не только обеспечивает двигателю дополнительную мощность, но и способствует значительной экономии топлива и уменьшению выбросов выхлопных газов. При этом не увеличивается уровень шума и не возникает никаких вибраций. Все, что чувствует водитель, – это чутко реагирующий на команды двигатель. Высоковольтный мотор Усовершенствованный электромотор-генератор, соединенный с бензиновым двигателем V6, обеспечивает исключительно плавный разгон, когда вы нажимаете на педаль газа до упора. Высоковольтный электромотор гибридной силовой установки представляет собой сложную и одновременно компактную комбинацию электромотора и электрогенератора. Гибридная технология Немного подробнее о принципах работы гибридной силовой установки. 1. Начало движения При трогании с места и движении на малых скоростях используются лишь электромоторы. 2. Нормальный режим движения На трассе двигатель и электромотор работают вместе; мощность двигателя делится между колесами и электрогенератором, который приводит в движение электромотор. Распределение мощности корректируется для обеспечения максимальной эффективности. При необходимости генератор подзаряжает батарею за счет избыточной мощности двигателя. 3. Разгон Батарея дает энергию, дополняющую мощность двигателя; двигатель и электромоторы обеспечивают плавный разгон. 4. Торможение При торможении электромоторы работают как генераторы. Они преобразуют кинетическую энергию в электрическую, накапливающуюся в батарее. 5. Остановка При остановке двигатель автоматически выключается для экономии топлива и обеспечения максимальной эффективности. модифицированной подвески, специальной электронной системы управления и самой современной системы контроля устойчивости автомобиля и системы интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM). До сегодняшнего дня такие системы активной безопасности, как антиблокировочная система тормозов (АВS), антипробуксовочная система (TRC), система курсовой устойчивости (VCS) и электроусилитель руля (ЕРS), имели тенденцию развиваться отдельно друг от друга, даже если они были установлены в одном и том же автомобиле. По существу их успешная совместная деятельность была ограничена, а оптимальная работоспособность не реализована. Система интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM), установленная в RХ400h, была разработана с целью объединения этих различных систем, что существенно улучшило безопасность и характеристики автомобиля. Более того, поскольку обычные системы безопасности активируются сразу после того, как был достигнут предел технических возможностей автомобиля, VDIM активизируется еще задолго до наступления этого момента. В результате расширяются рамки работы систем активной безопасности, и за счет этого обеспечивается более мягкое и предсказуемое поведение автомобиля, так как эти системы действуют точнее, более мягко и гибко. Располагая полной информацией о текущем состоянии, получаемой с датчиков, расположенных по всему автомобилю, VDIM не только объединяет функции систем АВS, ТRC, VSC и ЕВD с электроусилителем рулевого управления, но и управляет гибридной силовой установкой и системой полного привода. Используя объединенный контроль над всеми элементами, отвечающими за движение автомобиля, включая крутящий момент, тормозное усилие и рулевое управление, VDIM не только оптимизирует работу тормозной системы, системы курсовой устойчивости и антипробуксовочной системы, но и улучшает основные динамические характеристики автомобиля. Новая система управления динамикой не столь «навязчива», как обычные системы контроля устойчивости, но при этом намного более эффективна. С помощью высокоскоростной технологии управления двигателем, тормозами и трансмиссией система управления динамикой контролирует гибридную силовую установку, полный привод на все колеса и систему торможения, одновременно управляя моментом переднего и заднего электромоторов в соответствии с условиями движения, а также стабилизирует поведение автомобиля на дорожном покрытии с низким коэффициентом сцепления. За счет всего этого достигается безопасное и комфортное управление автомобилем. Запуск системы: Система подачи энергии включается, когда электронный ключ дает подтверждение, что водитель находится в салоне. При включении зажигания система осуществляет проверку нормальной работы всех датчиков, двигателя, электромотора, генератора и батареи. После этого переключатели на различных компонентах высоковольтной системы, таких как электромотор, генератор и батарея, включаются – машина готова к поездке. Отключение системы: После отключения зажигания и до того, как водитель покинет салон автомобиля, компоненты высоковольтной системы отключаются, и после подтверждения отключения этих систем компьютер управления гибридной системой также отключается. Управление мощностью двигателя: Система осуществляет контроль за потреблением энергии по всему автомобилю. Она определяет, нужно ли остановить бензиновый двигатель и задействовать вместо него электромотор или продолжать движение автомобиля за счет работы бензинового двигателя. Система принимает эти решения, основываясь на текущем состоянии автомобиля, то есть исходя из потребности в ускорении, а также на сигналах состояния, подаваемых компьютером аккумулятора. При первом запуске автомобиль начинает работать от своего электромотора, но при условии, что температура окружающего воздуха не слишком низкая и заряд аккумулятора достаточен. Для того чтобы привести в движение автомобиль с использованием электроэнергии, двигатель сначала запускается от генератора и одновременно система производит расчет энергии, необходимой для всего автомобиля. Далее система рассчитывает условия движения, при которых будет обеспечена максимальная эффективность, необходимая для выработки этого количества энергии, и направляет двигателю сигнал на установление определенного количества оборотов. В дальнейшем контроль за количеством оборотов двигателя осуществляет генератор. Мощность двигателя контролируется за счет учета мощности, расходуемой непосредственно на движение автомобиля, мощности, производимой электрическими устройствами, и мощности, необходимой для вспомогательного оборудования и подзарядки батареи. За счет оптимизации контроля мощности двигателя обеспечивается повышенная экономичность расхода топлива. Контроль движения: Общая мощность гибридной силовой установки складывается из сочетания мощностей бензинового двигателя и электромоторов. На малых скоростях большее количество энергии поступает от электромоторов. Такая комбинация создает ощущение плавного контроля над мощностью. Даже если бензиновый двигатель используется не постоянно, особенно в условиях частых остановок при движении, никогда не ощущается недостатка мощности. Контроль регенеративного торможения: Для оптимизации количества сохраняемой энергии система торможения, управляемая электроникой, принимает решение о том, когда следует использовать гидравлические тормоза, а когда – регенеративное торможение. Система старается применять регенеративное торможение как можно чаще с целью оптимизации процесса сохранения энергии. Достоинства автомобилей с гибридной установкой 1. Экономная эксплуатация энергию удаётся сохранить с самыми минимальными потерями и максимально дёшево. В качестве накопителя применяются как аккумуляторы, так и специальные конденсаторы. 6. Обычная заправка топливом У электромобилей пока есть один большой недостаток — необходимость зарядки аккумулятора. Процесс долгий, и требует некоторого специально оборудованного пункта зарядки. Таким образом он становится непригодным для длительных и дальних поездок. Но уже разработаны технологии, позволяющие заряжать литий-ионные аккумуляторы с электродами из наноматериалов до 80% ёмкости за 5-15 минут. У гибридного автомобиля этот недостаток устранён. Заправка осуществляется по привычной схеме, обычным углеродным топливом, тогда, когда это необходимо, и дальнейшее движение можно немедленно продолжить. В городском цикле эксплуатации гибридный автомобиль 80% времени работает в режиме электромобиля. В феврале 2006 года автолюбители из США смогли взломать электронную систему управления Toyota Prius, и научились принудительно переключать автомобиль в режим электромобиля. Французская компания PSA Peugeot Citroen к 2010 году начнет серийное производство гибридных версий Peugeot 307 и Citroen C4. В автомобилях предусмотрен режим электромобиля на скоростях менее 50 км/ч. Водитель может по желанию включать режим электромобиля. Недостатки автомобилей с гибридной установкой 1. Высокая сложность Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, подвержены саморазряду. Кроме того, они дороже в ремонте. Опыт автоиндустрии США говорит о том, что автомеханики берутся за ремонт гибридных автомобилей с большой неохотой. США пытаются решить проблему дороговизны налоговыми льготами. Далеко не все крупные автопроизводители смогли создать собственную гибридную систему. Компания Porsche отказалась от попыток самостоятельного производства гибридного автомобиля. Компания Mitsubishi изначально не пыталась создать гибридный автомобиль, а сконцентрировала все свои усилия на разработке электромобилей. Наиболее удачная на сегодня серийная разработка — Hybrid Synergy Drive 0 30 1 (произносится [хайбрид 0 3 0 1синеджи драйв]) компанией Toyota. 2. Утилизация аккумуляторов Гибридные автомобили, как и электромобили, хоть и в меньшей степени, подвержены проблеме утилизации аккумуляторов. Влияние выбрасываемых аккумуляторов на окружающую среду, по-видимому, никто не исследовал. А ведь оно может быть опасным. 3. Высокая стоимость некоторых моделей. Естественно сложность и «нетрадиционность» создания некоторых моделей влечет за собой увеличение цены на автомобили. Экология и нефтяная действительность — чего можно ждать? Экология и нефтяная действительность Недавно опубликованный доклад Межправительственной группы экспертов ООН дает возможность понять, что около 90 % от всех изменений климата (отнюдь не в нашу пользу) – это итог действия человечества на окружающую среду. Каждый слышал ужасающие истории о том, что однажды арктические льды растают, уровень воды в океане поднимется, и целые регионы окажутся затопленными. Последнее время пугающие слова «парниковый эффект» у всех на слуху. Действовать нужно решительно и уже сейчас. Браться за решение этой проблемы могут многие, но просто не хотят и тем самым ставят под угрозу будущие поколения. По словам Ганса Верольма (Hans Verolme), директора исследовательских программ по климатическим изменениям Всемирного Фонда дикой природы (WWF), ухудшение условий жизни миллиардов людей и понижение благосостояния экономик многих стран напрямую зависят от глобальных изменений климата. Ученые утверждают, что если не сократить выбросы двуокиси углерода в ближайшее врем, человечеству придется столкнуться с неожиданными и непредсказуемыми последствиями своих же ошибок, и то, что казалось невозможным, в конце концов произойдёт К счастью, некоторые успешные компании уже сейчас готовы понести убытки, пойти навстречу экологам и всячески противостоять надвигающейся беде. Совсем недавно, к примеру, 150 компаний из Европы, Соединенных Штатов, Китая и Австралии на конференции в Буэнос-Айресе. подписали документ-прошение о принятии правительствами государств мер по борьбе с негативными факторами, вызывающими глобальное потепление. Среди организаций, участвующих в проекте, можно отметить разработчика мобильных телефонов Nokia, известную всем спортсменам компанию Nike, а также Britsh Airways, eBay, L`Oreal. Как видим, бизнесмены заинтересованы в поддержке частными и государственными структурами программ по ужесточению контроля за экологией производства товаров и предоставления услуг, поощрению «зеленых» инициатив. Конец осени 2007 года для рынка нефти ознаменовался непредсказуемыми ценовыми рекордами, десятками миллионов долларов доходов для одних участников и убытков для других. В этот период цена нефти успела преодолеть несколько рубежей и вплотную приблизилась к отметке в $100, хотя в начале этого года на рынке за баррель ископаемого топлива платили всего $50. Среди факторов, влияющих на рост цен на черное золото, многие эксперты отмечают нестабильность доллара, ситуацию в Ираке, Турции, природные катаклизмы, неопределенность в отношениях с Ираном. Помимо роста цен, сталкиваемся еще с одной проблемой уже недалекого будущего – нефть скоро закончится, так как является одним из работает проверенная схема окупаемости затрат и разрекламированной экономии. Другая причина – банальное незнание большинством наших соотечественников простых вещей — «что это такое» и «как это работает». (Информацию о гибридах смотрите по ссылке — http://biauto.ru/ info.shtml) Несомненно, в ближайшем будущем гибриды на отечественных дорогах будут оставаться достоянием состоятельных людей – либо в качестве игрушки на пару месяцев, либо в качестве полюбившегося средства передвижения на каждый день. Перспективы гибридных автомобилей — гибриды сегодня и завтра Многие потребители утверждают, что ездить на гибриде сегодня модно. Спасибо компаниям, занимающимся рекламой гибридных автомобилей. Свою задачу — внедрить в сознание человека, что это езда на экологически более чистом автомобиле приветствуется общественностью, — они небезрезультатно выполняют. Об этом нам говорит статистика и последние новости: -Toyota объявила о намерении к 2007 году увеличить объём выпуска гибридных автомобилей (автомобилей, оснащённых одновременно двигателем внутреннего сгорания и электромотором) до 300 тысяч в год, а к 2012 году вообще перейти исключительно на выпуск гибридов; -First Automotive Works планирует произвести 1000 гибридных автобусов к 2010 году для Олимпиады 2008 в Пекине и World Expo 2010 в Шанхае; -Лондон после 2012 года будет закупать только гибридные автобусы. Будет вводиться в эксплуатацию по 500 гибридных автобусов ежегодно. Подобные факты заставляют подумать о том, что вот уже в ближайшем будущем гибридные автомобили будут весьма популярны. Что же нас ждёт? Какие существуют прогнозы? В моде на гибриды даже есть своя доля патриотизма, скрытая под капотом универсальной покупки, позволяющей экономить. Однако в каждой стране к машинам с электротопливными тяговыми установками относятся по-разному. Возьмем, к примеру, американцев. У них имеется своя точка зрения на экологию их государства и мира в целом. Сейчас в стране действуют серьезные экологические нормы, которые стимулируют разработчиков авто делать безопасные машины и распространять их не только в масштабах государства, но и мира в целом. Еще не так давно новое, неизведанное пугало американцев. Несколько лет назад, когда на рынке страны появились первые Toyota Prius, большинство жителей США относились к таким авто с опаской. Кто-то остерегался непредвиденных поломок и затрат, кого-то смущала еще ничем не оправданная дороговизна. Тем не менее, сегодня в Соединенных Штатах продается больше гибридных авто, чем где-либо в мире, по улицам колесят гибридные купе, внедорожники и даже автобусы не только от японских разработчиков, но и родных General Motors, Ford. Популярностью пользуются мощные и большие машины, такие как, к примеру, Mercury Mariner. Интересно отметить, что в рамках проходившего в этом месяце в Лос- Анджелесе традиционного ежегодного автосалона 2007 Los Angeles Auto Show — сто первого по счёту, более половины компаний могли похвастаться гибридными приводами – еще один пример всё возрастающего распространения этих «эко-машин». Наибольший интерес аудитории вызвали дорогие и массивные внедорожники Porsche Cayenne, Dodge Durango, Cadillac Escalade Hybrid. Ценителей дорогого и раритетного эксклюзива сотрудники Porsche решили порадовать показом легенды истории гибридных автомобилей — Lohner Electric Chaise, о котором мы говорили ранее. Автомобиль впервые был вывезен из Европы и предстал во всей красе перед десятками тысяч посетителей выставки. Представители компании также раскрыли несколько секретов долгожданного гибрида Cayenne. Оснащенный параллельным электротопливным приводом, Cayenne способен с помощью одного лишь электромотора разгоняться до 120 км/ч. Блок аккумуляторов расположился под багажником, на месте запаски. Зарядка батарей может производиться посредством как рекуперативной тормозной системы, так и самого бензинового двигателя объемом 3,6 литров. Системой управляет бортовой компьютер. Инженеры обещают, что этот гибридный, довольно дорогой внедорожник сможет порадовать владельца неплохими показателями экономии — «всего» 8,9 литров топлива на 100 километров. Суммарная эффективная мощность гибридной установки – 155 л.с. (расход – 6,2 л на 100 км). Фордовская схема подозрительно похожа на тойотовскую «синергетическую» систему, разве что у RX 400h задний привод – электрический. Audi во Франкфурте представила гибридный концепт Q7. Большой внедорожник оснащен 4,2-литровым V8 (350 л.с.). А между ним и АКПП расположился 43-сильный электромотор. В багажнике находится батарея аккумуляторов. Автомобиль может двигаться как на комбинированной тяге, так и силами каждого из моторов в отдельности. Расход по сравнению с чисто бензиновой версией снизился на 13% и составляет около 12 л. Кстати сказать, Audi, как и многие европейские производители, в свое время экспериментировала с гибридными формами автожизни, но сочла их неперспективными. И вот теперь пришлось вспомнить опыт постройки и A4 Avant (1997 год, турбодизель 1,9 л, 90 л.с., электромотор 29 л.с.), и даже Audi 100 Avant (1989 год, 2,3 л, 134 л.с. плюс 12,6 «электрической» силы). После заявлений, что гибридный Q7 появится в продаже уже в 2007 году, разумно ожидать аналогичных версий VW Touareg и Porsche Cayenne. Корни у них те же. А DaimlerChrysler привез на IAA сразу три гибрида, все, правда, лишь в ранге перспективных разработок. Два из них – на базе новейшего S-класса. Бензино-электрический Direc Hybrid (3,5 л, 272 л.с., электромотор – 14 л.с.) расходует 8,3 л на 100 км. Это на 25% меньше обычного S350. А дизель- электрический Blueteс Hybrid (3,2 л, 243 л.с. в сумме) кроме упавшего на 20% (до 7,7 л) расхода еще и выбрасывает вредных веществ на 80% меньше. Правда, это уже из другой сказки – благодаря применению искусственной мочевины. A еще DaimlerChrysler показал экспериментальный smart crosstown. Неизвестно, чем он может помочь кризисной марке микроавтомобилей, но общую моду отражает: его силовая установка – бензиновый двигатель (60 л.с.) и электромотор вдвое меньшей мощности. В последний момент на подножку трамвая вскочила BMW. Компания присоединилась к стратегическому альянсу GM и DC, желая также получить нужные разработки. Хотя до недавнего времени баварцы нужными разработками считали автомобили на водородном топливе. Но, видимо, передумали и представили Conсept X3 Efficient Dynamics – самый обыкновенный гибрид. С самым обыкновенным электромотором между двигателем и КПП. Зато электрический заряд у X3 хранится не в громоздких аккумуляторах, а в компактных конденсаторах. Их емкость гораздо выше, но есть существенный недостаток – всю свою энергию конденсаторы отдают разом, за 10-15 секунд. Это ограничивает применение электротяги фазой интенсивного разгона. Но так как именно в этом режиме расход топлива у традиционных моторов зашкаливает за облака, гибридный X3 на 20% экономичнее негибридного. Вместе с корпоративными объединениями в гибридной сфере наблюдается активность небольших производителей вроде Daihatsu (за ней, правда, маячит Toyota) и Subaru. Первая во Франкфурте показала концептуальное полноприводное купе HVS (Hybrid Vehicle Sports) – техническая калька полноприводной системы RX 400h, но с 1,5-литровым двигателем (4,1 л на 100 км). Вторая уже на Токийский автосалон привезла концепт B5-TPH (Turbo Parallel Hybrid), оснащенный 260-сильным оппозитным турбомотором и фирменным «симметричным» полным приводом. Но главное – собственная продвинутая параллельная гибридная схема (похожая на используемую Toyota) с 14-сильным электродвигателем. АВТОМОБИЛИ: Ford: -Ford Escape Hybrid -Mercury Mariner Hybrid Honda: -Honda Insight (International Engine of the Year 2000) -Honda Civic Hybrid -Honda Accord Hybrid General Motors: -Chevrolet Silverado/GMC Sierra Hybrid (debatable, see Mild hybrid) -New Flyer hybrid buses using Allisons electric drive system Opel Astra Diesel Hybrid. Mazda: -Mazda Demio (Japan-only, debatable, see Assist hybrid) Renault: -Renault Kangoo (France) Toyota and Lexus: -Prius (Motor Trend Car of the Year 2004, International Engine of the -Year 2004, European Car of the Year 2005) -Lexus RX 400h -Toyota Highlander -Lexus GS 450h -Toyota Camry Hybrid -Toyota Estima (Japan-only) Nissan: -Altima Hybrid — гибридная схема Toyota ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ: Hino Motors: -Dutro Hybrid (продаётся в Японии и Австралии) ВЕЛОСИПЕДЫ С МОТОРОМ: -Moped -Power-assisted bicycle -Electric bicycle Гибридные автобусы и грузовики Автобусы: Автобусы с гибридными (дизель/электричество) силовыми установками разрабатывают и производят: -New Flyer — Канада. Выпускает гибридные автобусы с 1997 г.

Двойная мощность — Porsche Россия

Cayenne S E-Hybrid — самый юный отпрыск в семействе инновационных гибридов, над разработкой которых усиленно работает Porsche.

Рвануть с места, стирая шины об асфальт, и с неистовым ревом мотора нестись навстречу каждому крутому повороту: он — может. Но сначала должен спокойно отвезти детей в школу. Бесшумно, на электротяге. Так начинается каждая поездка. Ведь он хорошо воспитан и не привык рубить с плеча.

Вот он, новый PorscheCayenne, динамичный, плечистый, словно скала среди бурного потока времени. В принципе, в нем все, как и прежде, но только немного лучше. И все же, это другой Cayenne, не один автомобиль, а два в одном. Гибкостью характера Cayenne S E-Hybrid обязан плагин-гибридной системе привода. У него двигатель внутреннего сгорания и электромотор с возможностью подзарядки от обычной электросети или от специальной электроколонки. При полностью заряженном аккумуляторе Cayenne S E-Hybrid только на электротяге может проехать до 36 километров, развивая максимальную скорость до 125 км/ч, что вполне достаточно для повседневных поездок. Если заряд батареи опускается ниже определенного уровня или если требуется более высокая скорость, в игру вступает ДВС.

Привод модели Cayenne S E-Hybrid

Электродвигатель и ДВС расположены в тесном соседстве: первый, мощностью 70 кВт (95 л.с.), установлен непосредственно между мотором V6 и восьмиступенчатой автоматической коробкой передач Tiptronic S. Столь близкое расположение способствует гармоничному симбиозу, электродвигатель способен в любой ситуации «подставить плечо» своему собрату. Если требуется максимальное ускорение, оба агрегата в связке дают совокупную мощность 306 кВТ (416 л.с.). При медленной езде, в частности, на высоких оборотах, ДВС работает с немного большей мощностью, чем требуется, параллельно заряжая через электродвигатель аккумуляторную батарею. При этом диапазон частоты вращения и нагрузки ДВС не превышает пределов экономичного режима. Водитель чувствует повышение мощности, не ощущая его источника. «Для нас было очень важно добиться того, чтобы водитель не замечал перехода от одного режима к другому», объясняет Йорг Кернер, руководитель разработок приводных систем Porsche. И действительно, определить, когда подключается бензиновый двигатель, можно только по тахометру.

Езда с ДВС и электродвигателем: в гибридном режиме ДВС (показан наверху оранжевым) работает с немного большей мощностью, чем требуется, параллельно заряжая аккумулятор электромотора (показан внизу синим).

Езда на электротяге: в режиме E-Power ток из аккумулятора идет в электродвигатель, который приводит в движение все четыре колеса. Запас хода составляет от 18 до 36 километров

Езда с максимальной мощностью: в режиме Sport оба привода работают с максимальной отдачей и дают суммарную мощность 306 кВт (416 л.с.)

Бензоколонку проезжаем не останавливаясь. Потребление топлива по циклу NEFZ составляет 3,4 л на 100 км, но часто — при регулярной зарядке во время повседневных поездок — и того меньше. Для небольших маршрутов электротяги вполне достаточно. Подзаряжается аккумулятор экологически чистой электроэнергией в домашнем гараже с помощью универсального зарядного устройства Porsche. Оно весьма практично в использовании, спокойно помещается в багажнике и надежно служит для подзарядок в пути.

Автомобиль с мощностью спорткара при выбросе CO2 ниже, чем у малолитражки без электропривода — эта идея пришла в голову горстке инженеров в центре разработок в Вайссахе в 2009 году. «Мы не стремились создать чистый электромобиль», рассказывает Уве Михаэль, руководитель электрических и электронных разработок, один из инициаторов проекта. «Мы хотели найти удобное и практичное решение». Разработанный ранее традиционный гибридный привод также дает ощутимую экономию топлива. Однако его эффективность ограничена, поскольку батарея заряжается только во время движения автомобиля преобразованием энергии торможения и через двигатель внутреннего сгорания (целенаправленным смещением точки нагрузки).

Чтобы ставить новые рекорды экономичности, требовался автомобиль, который на электротяге едет быстрее и дальше. Нужен аккумулятор с повышенной энергоемкостью, заряжаемый от внешнего источника, а также электромотор с большей мощностью. Решением стало повышение напряжения с 288 до 382 вольт, вместо никель-металлгидридного аккумулятора — литий-ионная батарея. Разработали и универсальное зарядное устройство для преобразования переменного тока из электросети в ток постоянный для зарядки.

В мае 2010 года эта идея была реализована: первый плагин-гибридный Porsche, переоснащенный Panamera, был заряжен на специально оборудованной в Вайссахе электроколонке. А осенью того же года было принято решение запустить этот тип провода в серию! Летом 2013 года появляется Panamera S E-Hybrid. За ним следует Cayenne S E-Hybrid, практически с такой же конструкцией трансмиссии, как и у предшественника. Чтобы компенсировать больший вес, Cayenne оснащается батареей повышенной энергоемкости. При одинаковой массе аккумулятор нового поколения способен накопить на 15 % больше энергии.

Перед выездом на автобан Cayenne переключается на гибридный режим. Батарея уже практически пуста, а хотелось бы прибыть в пункт назначения так, чтобы произвести там впечатление на партнеров по бизнесу. Выручит режим E-Charge, который позволяет заряжать батарею во время движения.

Одно нажатие кнопки — и характер автомобиля меняется. Инженеры предусмотрели четыре режима вождения. Заводится машина исключительно на электротяге в режиме E-Power. Когда батарея (почти) разряжена, машина переходит на гибридный режим, здесь ведущую роль берет на себя ДВС. При скорости ниже 154 км/ч двигатель отключается от трансмиссии, как только водитель убирает ногу с газа, и машина едет накатом, что дополнительно экономит горючее. В режиме Sport постоянно работает ДВС, а в аккумуляторе всегда поддерживается такой уровень энергии, который позволяет выполнить очередной рывок с максимальной совокупной мощностью. В режиме E-Charge батарею можно заряжать без подключения к сети, например, во время движения по автобану, чтобы в городе переключиться на электротягу.

Езда без привода: если на скорости ниже 154 км/ч водитель убирает ногу с педали газа, то двигатель отключается от трансмиссии и Cayenne едет накатом, что дополнительно экономит горючее

«Мы много дискутировали о приводной технике», рассказывает конструктор Кернер. У автомобиля могло бы быть еще больше режимов вождения. Например, как у 918 Spyder, где есть еще гоночный режим и режим пиковой мощности Hot-lap, при котором батарея короткое время работает на пределе. «Но у 918 Spyder другой характер», говорит Кернер. И сама конструкция привода у него иная. Два электромотора: один через ДВС V8 и разделительное сцепление связан с задней осью, второй (95 кВт, 129 л.с.) управляет передней осью. При максимальном крутящем моменте 1 280 Нм приводы обеих осей дают огромное преимущество в динамике.

Но у 918 Spyder и Cayenne есть кое-что общее: координацию всех компонентов привода выполняет гибридный менеджер (Hybridmanager), неотъемлемая часть управления двигателем. Этим интеллект не ограничивается: есть еще специальная система контроля и управления батареями, которая отвечает за заряд и разряд батареи, ее безопасную и максимально эффективную эксплуатацию. Это особенно важно при зарядке от высоковольтной сети, как у Cayenne S E-Hybrid. Опционально автомобиль может быть оснащен бортовым зарядным устройством мощностью 7,2 кВт, аккумулятор полностью заряжается менее чем за полтора часа.

Незадолго до финиша мультифункциональный индикатор сигнализирует: батарея полностью зарядилась. Переходим в режим E-Power. Почти бесшумно Cayenne катит в город.

Текст Йоханнес Винтерхаген

Cayenne S E-Hybrid,

Двигатель: V-образный шестицилиндровый двигатель
Рабочий объем: 2995 cм3
Мощность: 245 кВт (333 л.с.)
Maкс. крут. мом.: 440 Нм при 3000–5250 об/мин
Мощность электродвигателя: 70 кВт (95 л.с.)
Maкс. крут. мом. электродвигателя: 310 Нм <1700 об/мин
Общая мощность: 306 кВт (416 л.с.)
Maкс. крут. мом. общий: 590 Нм при 1250–4000 об/мин
с 0 до 100 км/час: 5,9 c
Maкс. скорость: 243 км/час
Выброс CO2 (смешанный цикл): 79 г/км
Расход топлива (смешанный цикл): 3,4 л/100 км
Потребление электроэнергии (смешанный цикл): 20,8 кВт-ч/100 км
Класс эффективности: A+

Гибрид: первопроходец Porsche

Основные вехи истории автомобилей с ДВС и электродвигателем

1900

Создан легендарный «Semper Vivus» (лат. «всегда живой») — первый в мире полностью работоспособный автомобиль с гибридным приводом, созданный Фердинандом Порше. Уже в то время конструктор решил скомбинировать электромотор и ДВС, чтобы решить проблему ограниченного запаса хода на электротяге. Правда, в основе конструкции лежал абсолютно иной принцип, нежели в сегодняшних гибридах: в передних колесах были установлены электромоторы, ток вырабатывался двумя одноцилиндровыми двигателями в паре с генератором, которые, однако, не служили непосредственной тяговой силой. Немного позже выходит Lohner-Porsche «Mixte», первый серийный гибридный автомобиль в мире, тоже полноприводной.

2010

Во втором поколении Cayenne компания Porsche впервые выпускает гибридную модель. В новейшей модели Cayenne S E-Hybrid электромотор расположен между ДВС и коробкой передач. Однако максимальная мощность составила всего 34 кВт, что значительно ниже, чем в новой модели. Поэтому и максимальная скорость на электротяге достигала только 60 км/ч. Кроме того, никель-металлгидридный аккумулятор имел более низкую энергоемкость. И, тем не менее, нормированный расход топлива в модели Cayenne S Hybrid составил всего 8,2 л/100 км.

2012

Примерно за год до запуска в серию гибридный спортивный прототип 918 Spyder установил рекорд круга в Нюрбургринге. Рекорд никто не смог побить, за исключением Марка Либа, который спустя год — уже на серийном 918 Spyder — на 17 секунд улучшил достижение, показав время 6:57 минут. Привод модели призван обеспечить максимальную спортивную динамику: высокопроизводительный 8-цилиндровый гоночный двигатель V8 в связке с электромотором приводит в действие заднюю ось, другой электромотор — переднюю. В результате конструктивного полноприводного решения крутящий момент достиг отметки 1 280 Нм.

2013

В модели Panamera S E-HybridPorsche впервые реализует плагин-гибридную технологию. При высочайшей спортивной динамике расход топлива в цикле NEFZ составил всего 3,1 л на 100 км — самый низкий показатель среди серийных Porsche. Автомобильная пресса уже окрестила эту модель «Эко-Panamera». Низкий уровень расхода топлива объясняется, отчасти, высоким запасом хода на электротяге — 36 км. Модель оснащена литий-ионным аккумулятором, который можно заряжать от обычной электросети. Серийно выпускаются специальные зарядные устройства для установки в гараже (Wallbox).

Что такое гибридный двигатель автомобиля: схема и принцип работы

Доброго дня! Сегодня мы разберем и расскажем о том, что такое гибридный автомобиль и его двигатель. Затронем принцип работы и взаимодействие с основным мотором.

Гибридный двигатель современного авто

Подавляющее большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но, учитывая мировые тенденции на снижение нефтяных запасов, а также необходимости бережного отношения к окружающей среде, подымается вопрос замены ДВС на что-то более экономичное, мощное. Это позволит полностью удовлетворить потребности человека комфортном и безопасном передвижении.

Хорошей альтернативой автомобилям, работающим на энергии сгорания топлива, могут стать электромобили, питающиеся электричеством — это не гибридный вариант авто.

Правда, сегодня они еще имеют определенные конструктивные недостатки. В частности это малый запас хода (не превышает 150 – 180 км), большой срок подзарядки (занимает несколько часов). Кроме прочего такие машины дорого стоят, поэтому рассчитывать, что они полностью придут на замену топливным машинам не стоит.

Поэтому хорошей альтернативой, совмещающей достоинства обеих конструкций — это автомобиль с гибридным двигателем. Принцип работы заключается в использовании энергии сгорания топлива для подзарядки специальных аккумуляторов, которые питают тягу авто.

Таким образом достигается минимизация использования топлива, снижение стоимости машины, повышение уровня мощности и экологической чистоты. При этом отсутствует потребность тратить время на длительную подзарядку батарей. Одной заправки бака топливом хватает на большее расстояние, даже при повышенной мощности или расходе горючего в городских условиях, чем в обычном автомобиле.

Принцип работы гибридного мотора

Чтобы понять, что представляют собой и как работают автомобили с гибридным двигателем, следует рассмотреть принцип их действия. Сегодня, учитывая степень гибридизации, выделяют три типа двигателей:

• умеренные;
• полные;
• plug-in.

Для первой категории гибридного автомобиля характерна постоянная работа ДВС. А установленный электродвигатель включается и работает в экстремальных условиях, когда автомобилю нужна мощность. Такой подход экономит топливо (ведь его расход при увеличении мощности возрастает), равномерно использовать ДВС и не допускать чрезмерных перегрузок.

Для второго типа гибридного авто характерна работа в качестве тягового агрегата только электродвигателя. ДВС используется как источник постоянной подзарядки. Это дает выработать постоянный режим работы ДВС, что дает достигнуть максимального показателя КПД. При этом, учитывая, что не требуется снижение или увеличение тяговой нагрузки, расход топлива снижается.

В третьем случае в автомобиле добавляется возможность прямой подзарядки от источника электрического питания. Такой тип машины полностью избавляется от главного недостатка электромобилей, а именно он может работать после окончания заряда батареи (в этом случае включается ДВС и машина начинает работать по принципу гибрида).

Ко всему прочему современные гибридные автомобили еще и оснащаются системами KERS (осуществляют переработку кинетической энергии вращения). Суть системы сводится к дополнительной подзарядке аккумуляторных батарей за счет вращательной энергии колес. Это когда машина двигается накатом (свободным ходом), либо во время торможения. Такой подход позволяет еще больше снизить уровень потребления топлива.

Немного о схемах взаимодействия и видах гибридных автомобилей

Сегодня выделяют три схемы взаимодействия ДВС и электромоторов, устанавливаемых на гибридных двигателях:

• последовательную;
• параллельную;
• последовательно-параллельную.

В первом случае принцип взаимодействия прост. ДВС работает исключительно в качестве источника подзарядки аккумуляторной батареи и не привлекается как тяговая сила.

Из положительных характеристик такой гибридной схемы следует выделить:

• равномерность работы ДВС;
• достижение максимального КПД;
• снижение уровня потребления топлива;
• отсутствие системы переключения передач;
• передвижения даже при выключенном ДВС, за счет накопленной аккумуляторами энергии.

Но есть и недостатки в гибридных машинах. В частности необходимость использования внушительных размеров аккумуляторов, а также потеря энергии в процессе преобразования.

В следующей, параллельной схеме используются два двигателя одновременно. При этом основным тяговым агрегатом остается ДВС, а электромотор выступает как вспомогательный. Его сила используется, когда начинает требоваться дополнительная мощность. Это позволяет экономить расход горючего, при этом не требуется устанавливать громадных аккумуляторов.

Гибридный автомобиль с такой схемой работы двигателя оптимален по стоимости и получения конечного результата. Отлично подходят для условий скоростной езды по трассам. А вот из минусов – в условиях городской езды, когда авто постоянно «дергается», они малоэффективны. Тут же стоит отметить незначительную, по сравнению с другими гибридными вариантами, экономию топлива. Большую продолжительность времени гибридная машина работает от двигателя внутреннего сгорания.

Третий тип схемы предусматривает совмещение принципа работы двух предыдущих. Здесь, энергия тягового ДВС частично перенаправляется на генератор, заряжающий электродвигатель. В дальнейшем путем компьютерного регулирования оптимально синхронизируется работа двух двигателей. Это позволяет максимально использовать полезные моменты каждого из них.

По сути на выходе получается универсальное транспортное средство, способное одинаково комфортно чувствовать себя как в городских условиях, так и на скоростных трассах. Но есть здесь и некоторые недостатки. В частности очень сложная конструктивная система, аккумулятор весьма внушительной мощности, компьютерное управление, необходимость установки дополнительного генератора.

На сегодня это все, что мы хотели рассказать про гибридный двигатель.

Удачи!

Поделитесь информацией с друзьями:

Что такое гибридный автомобиль и как работает гибридный двигатель?

Различные операции по уровням гибридизации

Смешанный гибридный автомобиль (мягкий гибрид)

Мягкая гибридизация, также известная как мягкая гибридизация или микрогибридизация, использует небольшую литий-ионную батарею 48 В и альтернативный стартер для поддержки теплового двигателя с целью экономии топлива, повышения производительности или того и другого.

Однако система микрогибридизации не может привести автомобиль в движение, используя только электричество.Электроблок используется только в качестве стартера для автоматической системы Start & Stop, которая отключает двигатель при остановке автомобиля для экономии топлива, например, в пробках или на светофоре. На некоторых моделях легкогибридных автомобилей электродвигатель также может помочь тепловому двигателю поддерживать постоянную скорость до 120 км / ч.

Несмотря на то, что они считаются более простым и дешевым способом вывода на рынок гибридных технологий, поскольку все традиционные модели автомобилей могут быть оснащены гибридной технологией, микрогибридные системы не улучшают расход топлива в такой степени, как полногибридные системы.Экономия модели составляет около 0,5 л / 100 км по сравнению с обычным тепловозом.

Полностью гибридный автомобиль

Полно-гибридные системы используют электродвигатель в качестве единственного источника тяги для движения на малой скорости и малых ускорений. Этот электрический режим может повысить энергоэффективность при определенных условиях движения.

Полно-гибридный автомобиль также имеет дизельный или бензиновый двигатель в качестве основного источника энергии для более высоких скоростей, которые обычно развивают скорость выше 50 км / ч.Электродвигатель обеспечивает дополнительную мощность, когда это необходимо, чтобы транспортное средство было более эффективным с менее мощным дизельным или бензиновым двигателем. Гибридный автомобиль экономит более 30% городского топлива по сравнению с тем же автомобилем с одним двигателем, работающим на ископаемом топливе.

Перезаряжаемый гибридный автомобиль (PHEV)

В отличие от гибридных автомобилей HEV, электричество которых вырабатывается только за счет рекуперативного торможения, подключаемые к электросети гибридные автомобили или PHEV (подключаемый гибридный электромобиль) предлагают возможность зарядки также от бытовой электрической розетки или на общедоступном терминале.По этой характеристике они находятся на полпути между обычными гибридами HEV и полностью электрическими транспортными средствами.

Несмотря на то, что у них есть тепловой двигатель, перезаряжаемые гибридные автомобили также имеют батареи большей емкости, чем обычные гибриды, и поэтому могут путешествовать на большие расстояния в 100% электрическом режиме, до 60 километров для некоторых моделей (цикл WLTP), таких как Peugeot 3008 Hybrid4 300. Перезаряжаемый гибридный автомобиль позволяет вам совершать ежедневные поездки без использования теплового двигателя, просто за счет бытовой подзарядки или на терминале.

Гибрид

против электромобилей: как они работают

История гласит, что первый автомобиль был построен в 1769 году и имел паровую тягу. Однако современный автомобиль, который мы узнали, был разработан Карлом Бенцем более века спустя, в 1885 году. Его трехколесный автомобиль сочетал в себе двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с интегрированным шасси и был первым, кто пошел в производство. для потребителей, чтобы купить. Но точно так же, как у этих первых людей двигатели различались по силовой установке, то же самое и у современных транспортных средств.

ДВС остается основным двигателем подавляющего большинства автомобилей на дорогах сегодня — новых и подержанных. Но первая Toyota Prius, бензиново-электрический гибрид, представленный в Японии в 1997 году, стала катализатором перемен. Сегодня электрифицированные и альтернативные силовые агрегаты стали частью основного разговора. Даже электромобили на топливных элементах (FCEV) все чаще становятся предметом обсуждения.

FCEV, в отличие от электромобилей (EV), которые мы обсудим ниже, не являются широко доступными, поскольку отсутствие общественной инфраструктуры ограничивает их использование Калифорнией и Гавайями.Но автопроизводители, и в частности Honda, Hyundai и Toyota, продолжают совершенствовать технологию, которая, как предлагается, предлагает лучший запас хода, чем у аккумулятора, в сочетании с 5-минутной дозаправкой.

С помощью FCEV водород, который является наиболее распространенным элементом во Вселенной, преобразуется топливными элементами для выработки энергии, подаваемой на электродвигатель. Выбросы сводятся только к водяному пару.

Что касается электромобилей, Tesla, самый печально известный их производитель, еще больше раздвинула границы того, чем может быть обычный автомобиль, благодаря линейке мощных, высокотехнологичных моделей.Но Tesla больше не единственная игра в городе. В связи с экологическими проблемами, государственными постановлениями и растущим интересом потребителей у каждого мирового автопроизводителя уже есть электромобиль в модельном ряду или в разработке. И это даже без учета новых автопроизводителей, выпускающих только электромобили, которые появляются почти ежемесячно, таких как Karma, Lucid, Rivian и другие.

Тем не менее, какими бы знакомыми ни были термины гибрид, подключаемый гибрид и EV , как на самом деле работает каждый тип транспортного средства — от запаса хода и времени зарядки аккумулятора до затрат и технического обслуживания — остается загадкой для многих потребителей. .Считайте, что это будет вашей шпаргалкой.

Как работает гибридный автомобиль?

Проще говоря, гибрид сочетает в себе ДВС с электродвигателем для приведения в действие транспортного средства. Однако эта категория дополнительно определяется мягкими и стандартными гибридными подмножествами. Вышеупомянутый Prius является стандартным гибридом, что означает, что автомобиль может работать исключительно на своем ДВС, электродвигателе или их комбинации.

Высоковольтная аккумуляторная батарея в гибридных автомобилях отделена от стандартной 12-вольтовой аккумуляторной батареи автомобиля и перезаряжается за счет улавливания энергии при торможении автомобиля или, в некоторых транспортных средствах, при движении накатом.С гибридным двигателем электродвигатель справляется с легкими задачами, такими как ускорение на низкой скорости и движение в условиях движения с остановками.

Так как газовый двигатель не работает во время этого типа вождения, топливо не расходуется. Вот почему гибриды превосходят своих собратьев с двигателем ICE с точки зрения пробега в городах по рейтингу EPA. Но когда транспортное средство движется на более высоких скоростях, например, по автостраде, ICE берет на себя основную ответственность как источник энергии. Таким образом, оценка пробега по шоссе для гибрида остается такой же, как и для негибридных автомобилей.

Мягкий гибрид отличается тем, что его электродвигатель меньшего размера и менее мощная батарея или электрическая система не могут поддерживать движение только на электромобилях. Фактически, некоторые люди вообще не считают мягкие гибриды гибридами. Скорее, «мягкий гибрид» — это отсылка, которую автопроизводители используют для объяснения этих типов систем электрифицированных транспортных средств. «Легкая электрификация» — это еще один способ, которым автомобильные компании называют эти типы систем.

Поскольку гибриды сочетают в себе двигатель стандартного размера с большим электродвигателем, общий диапазон экономии топлива действительно превышает диапазон не гибридов в том же сегменте транспортных средств.Еще одно преимущество этой гибкой трансмиссии заключается в том, что автомобилем можно управлять так же, как и обычным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, без дополнительных факторов стресса, таких как беспокойство по поводу дальности полета. Это проблема, которую водители электромобилей иногда считают связанной с сокращающимся диапазоном заряда аккумулятора и отсутствием зарядной станции, что может привести к тому, что они останутся без рабочего автомобиля.

Кроме того, внедрение и широкое использование специализированных гибридных систем позволило автопроизводителям производить гибриды в рамках существующих модельных рядов. Таким образом, вместо того, чтобы ограничивать такие силовые агрегаты только гибридными моделями, такими как Toyota Prius, потребители могут выбрать гибридные версии более знакомых автомобилей, начиная от семейного Honda Accord и заканчивая ориентированным на производительность Porsche Panamera.

Кроссоверы, внедорожники и грузовики тоже не обходятся без гибридных опций. Кроме того, разница в цене между гибридным и идентичным ДВС существенно уменьшилась. Например, Honda CR-V Hybrid 2020 года всего на 1200 долларов больше, чем его негибридный близнец, независимо от уровня отделки салона.

Как работает электромобиль?

Аккумуляторный электромобиль (BEV), или просто электромобиль в более широком смысле, приводится в движение электродвигателем и большим аккумуляторным блоком.Вот и все. Традиционного двигателя нет. Вам никогда не нужно ехать на заправку. Вместо этого весь автомобиль работает на энергии, вырабатываемой аккумуляторной батареей большой емкости. Фактически используемые батареи, как правило, представляют собой литий-ионные элементы, которые штабелируются, а затем сгруппированы в модули. В сочетании с другими компонентами эта встроенная система составляет аккумуляторную батарею.

В отличие от обычного ДВС, аккумуляторную батарею можно разместить в любом месте автомобиля. По таким причинам, как дополнительная устойчивость, улучшенная динамика движения, доступность обслуживания и дополнительная грузоподъемность, эти пакеты обычно кладут на дно платформы транспортного средства, находясь под полом внутри.Таким образом, без двигателя у вас может быть как задний багажник, так и передний багажник (также известный как багажник).

Теперь преимущество электромобиля по сравнению с гибридом состоит в том, что устранено все, что связано с традиционным двигателем. В прошлое ушли не только топливные остановки, но и рутинные услуги, такие как замена масла. А поскольку двигатель не прогревается до достижения максимальной производительности, электромобили предлагают мгновенную мощность по запросу, особенно после остановки.

Автомобильная зарядка также более доступна и стабильна по цене, чем постоянно меняющиеся цены на бензин и дизельное топливо.И, конечно же, сокращение выбросов углекислого газа приносит пользу всем нам, особенно когда зарядка совпадает с использованием зеленых технологий, таких как солнечные батареи.

Кроме того, хотя электромобили были популяризированы Tesla, они также пошли по пути, по которому пошли гибриды. Другими словами, ваш путь к владению электромобилем становится легче и дешевле с каждым модельным годом. Автопроизводители от Audi до Volkswagen в настоящее время предлагают множество электромобилей, и непрерывный поток будущих моделей постоянно попадает в заголовки газет, таких как Ford Mustang Mach-E и Nissan Ariya.

Конечно, мы уже упоминали несколько недостатков электромобилей. Беспокойство о дальности полета по-прежнему остается ощутимым страхом, особенно для тех, кто любит дальние поездки. Хотя многие электромобили теперь могут проехать более 200 миль, прежде чем потребуется полная подзарядка, это все же ниже, чем в среднем 300 миль на бак для традиционного ДВС.

Кроме того, в дорожных поездках заправочных станций больше, чем зарядных станций для электромобилей, и заправка ДВС занимает гораздо меньше времени, чем подзарядка электромобиля, которой обычно требуется 30 минут для достижения 80% емкости аккумулятора при использовании самого быстрого и мощного, и самые дорогие зарядные устройства.Выберите более доступное или маломощное зарядное устройство по своему усмотрению или потому, что у вас нет другого выбора, а зарядка может занять несколько часов.

Как работает подключаемый гибрид?

Теперь подключаемый гибридный электромобиль (PHEV) — это златовласка температурного теста ICE и BEV — больше, чем гибрид. Оснащенные аккумуляторными батареями гораздо большего размера, чем гибриды, PHEV предлагают диапазон движения от 20 до 35 миль только на электричестве и до скоростей на автомагистралях. Гибриды, с другой стороны, обычно предлагают только электрическое вождение только на малых скоростях и только на милю или две.

Однако, как и гибрид, у PHEV есть ДВС, работающий на газе. Он включается, когда максимальная мощность необходима для ускорения или подъема по склону горы, а также включается, когда аккумуляторная батарея достигает минимального уровня заряда и больше не может приводить автомобиль в действие самостоятельно.

Сочетание диапазона и скорости PHEV как от электрических, так и от бензиновых источников энергии означает, что они могут работать исключительно как электромобили во время типичных поездок на работу, и в то же время путешествовать по пересеченной местности без каких-либо опасений по поводу дальности или необходимости подключения. и зарядите аккумулятор.Кроме того, при использовании в качестве газо-электрического гибрида PHEV обеспечивает более высокую экономию топлива по сравнению с ДВС. А поскольку их аккумуляторные батареи не такие большие и мощные, как у электромобилей, подзарядка происходит быстро. Вы можете сделать это даже на ночь, используя не что иное, как стандартную бытовую розетку.

Конечно, выбросы PHEV не равны нулю. Они также немного дороже, чем гибриды и автомобили с ДВС, и они по-прежнему требуют замены бензина и масла. Тем не менее, PHEV — достойный вариант в качестве транспортного средства на альтернативной энергии, если вы не готовы взять на себя все обязательства по BEV.

Что лучше: гибрид, подключаемый гибрид или электрический?

Если вы хотите получить более экологичную машину, чем традиционный автомобиль с ДВС, ваш выбор между гибридом, подключаемым гибридом и электромобилем зависит от вашей ситуации и уровня комфорта.

Выбор гибрида — отличный способ повысить эффективность и сжигать меньше газа, а это значит, что ваш автомобиль будет выбрасывать меньше загрязняющих веществ в воздух. Гибриды также не требуют изменения существующих привычек вождения.И они обычно не стоят намного дороже, чем традиционный ДВС.

Выбор электромобиля исключает поездки на заправку, исключает замену масла и обеспечивает значительный прирост производительности в сочетании с нулевыми выбросами от использования транспортного средства. Но если вы не готовы установить домашнюю зарядную станцию ​​уровня 2, вам неудобно находить источники электроэнергии вдали от дома, и вы не готовы платить большую премию за электромобиль, это может не быть подходящим автомобилем для вас.

Выбор PHEV представляет лучшее из обоих миров. Если вы едете предсказуемо, вы можете использовать электричество. Когда жизнь бросает вас в непредсказуемый круговорот или вы просто хотите отправиться в автомобильную поездку, бензиновый двигатель справляется с этой работой без необходимости искать способ подзарядить аккумулятор. А цена на PHEV падает между гибридными и электромобилями.

Как работают гибридные двигатели?

Гибридные автомобили сегодня довольно распространены. Вы, вероятно, видите их каждый день, когда идете на работу и с работы, особенно если вы живете в крупном мегаполисе.Но что такое гибридный автомобиль и как работают гибридные двигатели?

Что такое гибридный автомобиль?

Гибридный автомобиль — это автомобиль, который приводится в движение двигателем внутреннего сгорания и, по крайней мере, одним электродвигателем. Другими словами, гибридный автомобиль двигается как от бензина, так и от электричества. Электричество поступает от аккумулятора, который заряжается двигателем внутреннего сгорания посредством рекуперативного торможения. Большинство автопроизводителей в Северной Америке предлагают гибридные автомобили в той или иной форме. Эта комбинация помогает улучшить характеристики автомобиля, минимизировать количество потребляемого бензина и защитить окружающую среду.

Как работают гибридные двигатели?

Существует несколько различных типов гибридных двигателей. Как работает гибридный двигатель, зависит от его конструкции. Некоторые типы конструкций гибридных двигателей включают:

Параллельно-гибридный

В этой конструкции бензиновый двигатель и электродвигатель работают в общей трансмиссии, смешивая два источника энергии. В некоторых ситуациях двигатель внутреннего сгорания приводит в движение автомобиль, в то время как в других ситуациях электродвигатель работает в одиночку. Некоторые распространенные бренды с параллельным гибридным дизайном включают Honda, Lexus, Hyundai, Lincoln и Lexus.

Гибрид серии

В серийных гибридных автомобилях вся тяга обеспечивается электродвигателем. Следовательно, между двигателем внутреннего сгорания и колесами нет прямой связи. В этой конструкции двигатель внутреннего сгорания отвечает только за подзарядку аккумулятора.

Plug-In Hybrid

Эта конструкция выводит концепцию обычных гибридных автомобилей на ступень выше. Он включает в себя аккумуляторную батарею большего размера, которую можно полностью перезарядить от внешнего источника электроэнергии.Это может позволить вам проехать от 15 до 55 миль, в зависимости от того, сколько энергии может хранить аккумулятор. Когда аккумуляторная батарея разряжается, ваш автомобиль превращается в параллельный гибрид.

Мягкий гибрид

Все упомянутые выше гибридные конструкции считаются полными гибридами. Это потому, что их электродвигатели могут самостоятельно перемещать автомобиль. С другой стороны, электродвигатель в мягкой гибридной конструкции не может самостоятельно управлять автомобилем. Его цель — поддерживать двигатель внутреннего сгорания для повышения производительности и экономии топлива.

The Takeaway

В целом очевидно, что покупка гибридного автомобиля может позволить вам сэкономить деньги на топливе и сохранить окружающую среду. Если вам нужен гибридный ремонт, приглашаем вас сегодня же принести свой автомобиль в нашу автомастерскую.

Инфографика: Как на самом деле работает двигатель гибридного автомобиля?

Оценка Агентства по охране окружающей среды (EPA) на 51 милю на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе, Toyota Prius долгое время была одним из самых популярных гибридных автомобилей в Соединенных Штатах.Мы знаем о гибридных автомобилях и их впечатляющих продажах за последние несколько лет, но как они на самом деле работают? Что же внутри этого автомобиля, что позволяет ему увеличить пробег — это то, чего мы все хотим, особенно летом, когда цены на бензин, кажется, всегда растут, — чем у традиционных автомобилей?

AutoMD собрал воедино приведенную ниже инфографику, чтобы помочь пролить немного света на то, как работают гибридные двигатели. Сосредоточившись на третьем поколении Toyota Prius, которое дебютировало в 2010 году, AutoMD охватывает различные компоненты и объясняет, как все они работают вместе.

Инфографика всегда представляет собой мешанину статистических данных, собранных из различных источников. Здесь мы разбираем беспорядок и выделяем некоторые из наших любимых фактов и цифр:

• Цена на бензин — основная причина, по которой ожидается, что к 2016 году продажи экологичных автомобилей, включая гибриды, вырастут в четыре раза.
• Семьдесят -Пять процентов тех, кто считает, что они рассматривают гибридный автомобиль, в качестве основной причины называют более низкие затраты на топливо.
• Toyota Prius, самый популярный в мире гибридный автомобиль, использует комбинацию двигателя внутреннего сгорания и аккумуляторной системы электропривода для повышения экономии топлива и сокращения выбросов.
• При трогании с места от остановки электродвигатель приводит в движение автомобиль, потребляя энергию от аккумулятора. На скорости до 15 миль в час автомобиль использует только электродвигатель. Это одна из причин, почему гибриды более эффективны при езде по городу, чем по шоссе.
• В нормальном крейсерском режиме используется только бензиновый двигатель, поскольку именно в этот период он наиболее эффективен. Во время круиза бензиновый двигатель также может приводить в действие генератор, который вырабатывает электроэнергию и накапливает ее в батареях для последующего использования.
• При резком ускорении бензиновый двигатель и электродвигатель работают вместе, увеличивая мощность, передаваемую колесам. Совместное усилие двигателя и мотора, работающих вместе, возможно только благодаря трансмиссии с разделением мощности, которая объединяет крутящий момент, который каждый из них выдает. В это время бензиновый двигатель также приводит в действие генератор. Электродвигатель по мере необходимости использует электричество от батареи и генератора.
• Prius достигает 51 миль на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе.
• Toyota Prius выделяет на 71 процент меньше CO2, чем Hummer h4, и на 20 процентов меньше метана, чем взрослая овца.
• Концепт-кар Volkswagen с дизельным двигателем L1 должен появиться на рынке в 2013 году и будет самым экономичным гибридом. L1 мог добраться из Нью-Йорка в Лос-Анджелес всего на 11,8 галлона топлива. Он может проехать 100 км на одном литре топлива, что составляет 235 миль на галлон.
  

Узнайте больше Инфографика на канале технологий.

Объяснение электрических и гибридных электромобилей

Электромобили (EV) имеют аккумулятор вместо бензобака и электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания. Подключаемые гибридные электромобили (PHEV) представляют собой комбинацию бензиновых и электромобилей, поэтому они имеют аккумулятор, электродвигатель, бензобак и двигатель внутреннего сгорания.В качестве источников топлива PHEV используют как бензин, так и электричество. Подробнее о PHEV.

Посмотрите видео, чтобы узнать, как работают электромобили и различные типы подключаемых гибридных электромобилей.

Наличие

электромобилей и PHEV теперь доступны в нескольких классах автомобилей. В настоящее время на рынке представлено более 50 моделей EV и PHEV, и в ближайшие годы ожидается выпуск новых моделей. Посетите fueleconomy.gov для получения полного списка вариантов. Не все модели доступны во всех 50 штатах.

Выбросы

Электромобили не производят выхлопных газов. Хотя зарядка аккумулятора может увеличить загрязнение на электростанции, общие выбросы, связанные с движением электромобилей, обычно меньше, чем выбросы бензиновых автомобилей, особенно если электричество вырабатывается из возобновляемых источников энергии, таких как ветер.

PHEV производят выбросы из выхлопной трубы, когда бензин используется в качестве источника топлива.

Чтобы оценить выбросы парниковых газов, связанные с зарядкой и вождением электрического или гибридного электромобиля, где вы живете, посетите наш Калькулятор выбросов парниковых газов для электромобилей и PHEV.

Запас хода

Количество миль, которое может пройти электромобиль до того, как потребуется подзарядка аккумулятора, часто меньше, чем расстояние, которое ваш бензиновый автомобиль может проехать до заправки, но обычно все же достаточно для удовлетворения повседневных потребностей среднего человека за рулем. Экономия топлива электромобиля указывается в милях на галлон бензинового эквивалента (MPGe). Думайте об этом как о MPG, но вместо того, чтобы представлять мили на галлон топлива транспортного средства, он представляет количество миль, которое транспортное средство может проехать, используя количество электроэнергии с таким же энергосодержанием, как галлон бензина.Это позволяет сравнивать электромобиль с бензиновым автомобилем, даже если электричество не расходуется и не сжигается в галлонах.

PHEV обычно имеют запас хода, сравнимый с бензиновыми автомобилями. PHEV имеют два значения экономии топлива: одно для случая, когда транспортное средство работает в основном на электричестве (указано в MPGe), и одно для того, когда транспортное средство работает только на бензине (указано как MPG).

Найдите запас хода и время зарядки для электромобилей и PHEV на этикетке «Экономия топлива и экология» или «fueleconomy».gov

Примечание. Оценки EPA, включая диапазон электромобилей, предназначены для использования в качестве общего ориентира для потребителей при сравнении транспортных средств. Точно так же, как «ваш пробег может отличаться» для бензиновых автомобилей, ваш запас хода будет отличаться для электромобилей. В частности, такие факторы, как холодная погода, использование аксессуаров (таких как кондиционер) и высокая скорость вождения, могут значительно снизить запас хода вашего автомобиля.

Посетите сайт energy.gov, чтобы получить советы по увеличению запаса хода вашего электромобиля при экстремальных температурах.

Подробнее о этикетке экономии топлива

Зарядка

В зависимости от того, как далеко вы едете каждый день, вы сможете удовлетворить все свои потребности в вождении, подключившись к сети дома.Большинство электромобилей можно заряжать от стандартной розетки на 120 В. Чтобы зарядить автомобиль быстрее, вы можете установить специальную розетку на 240 В или систему зарядки. Вы также можете подключиться к сети на своем рабочем месте или на одной из постоянно растущих общественных зарядных станций.

Еще немного о PHEV. . .

Некоторые PHEV работают исключительно или почти исключительно на электричестве, пока батарея почти не разрядится. Затем в двигателе сжигается бензин, чтобы обеспечить дополнительную мощность.Другие PHEV — иногда называемые PHEV «смешанного режима» — используют вместе бензин и электричество для питания транспортного средства, пока аккумулятор заряжен.

Что такое гибридный автомобиль и как работают гибридные автомобили?

Автомобильная промышленность настолько конкурентоспособна, что производители автомобилей круглосуточно работают над инновационными автомобилями, которые являются быстрыми, экономичными и предлагают много комфорта. Один из автомобилей, который был в заголовках последних 3 лет, — это гибридный автомобиль. В связи с резким ростом цен на бензин и масло гибридные автомобили готовы покорить рынок.

Что такое гибридный автомобиль? Ты спрашиваешь. Любой автомобиль, в котором для движения используются два источника энергии, классифицируется как гибридный автомобиль. Большинство гибридных автомобилей состоят из бензинового двигателя и системы вторичного электродвигателя, сопровождаемой аккумулятором. Вся концепция гибридизации заключается в экономии топлива, и это верно для многих седанов и компактных автомобилей. Однако высококлассные гибридные автомобили больше ориентированы на повышение мощности и производительности без снижения топливной эффективности.

Поскольку аккумуляторная батарея обеспечивает накопление энергии для электродвигателя, этот двигатель вырабатывает собственную энергию с помощью бензина в топливном баке.Гибридные автомобили сочетают в себе лучшие черты двигателей внутреннего сгорания и электромобилей. Вышеупомянутая комбинация позволяет электродвигателю более эффективно использовать бензиновый двигатель и сокращать расход топлива.

Как работают гибридные автомобили

Большое внимание уделяется гибридным автомобилям. Многие люди предпочитают его, так как в большинстве случаев он считается очень удобным. В то время как электромобиль ограничивает ваш запас хода, гибридный автомобиль дает вам возможность проехать большее расстояние с меньшим расходом топлива.

В традиционных автомобилях в качестве двигателя внутреннего сгорания используется дизельное топливо или бензин. В гибридных автомобилях также используется двигатель внутреннего сгорания. Гибридные автомобили заправляются так же, как и традиционные автомобили. Разница в том, что гибридные автомобили могут полностью или частично работать от электричества.

Поскольку в гибридных автомобилях используются как традиционные бензиновые, так и электрические двигатели, они обеспечивают гораздо большую топливную экономичность по сравнению с традиционными автомобилями. Это означает, что они экономят водителю много денег на топливе.Они также полезны для окружающей среды, поскольку не выделяют в атмосферу токсичные газы.

Более высококлассные гибридные автомобили оснащены большими батареями, способными заряжать свои батареи от розетки, что позволяет водителю проехать большие километры на электричестве, прежде чем вернуться к бензину.

Гибридный автомобиль включает технологию рекуперативного торможения, которая заставляет колесо замедляться и преобразует произведенную механическую энергию в электрическую и накапливает ее обратно в аккумулятор. Кроме того, он помогает бензиновому двигателю, обеспечивая дополнительную мощность для подъема в гору.Он выключает двигатель, когда автомобиль останавливается, и перезапускается при нажатии педали акселератора.

Toyota Prius — самый популярный гибридный автомобиль с возможностью переключения между бензиновым и электрическим двигателем. Электродвигатель, установленный внутри карты, является основным источником движения автомобиля на медленной скорости до примерно 15 миль в час. На более высоких скоростях бензиновый двигатель становится основной рабочей лошадкой для автомобиля. Когда вам нужна дополнительная скорость, оба двигателя работают вместе и дают дополнительный импульс.

Когда вам нужно снизить скорость и задействовать тормоза, гибридный автомобиль использует энергию тормозов и сохраняет ее в электрическом генераторе. Генератор дает двойные преимущества: во-первых, он создает дополнительную нагрузку, которая помогает замедлить автомобиль, а во-вторых, он преобразует механическую энергию автомобиля в электрическую и сохраняет ее обратно в подключенные батареи.

Характеристики гибридного автомобиля

Неактивный

Принцип работы выключателя при простое можно сравнить с выключателем холодильника, который выключает лампочку в тот момент, когда вы закрываете дверцу холодильника.Функция выключения холостого хода гибридного автомобиля выключает традиционный бензиновый двигатель автомобиля при остановке, что позволяет сэкономить много топлива. Аккумулятор гибридного автомобиля генерирует и накапливает энергию, которая используется аксессуарами автомобиля и кондиционером, когда автомобиль находится в пробке или при свете прожекторов. Электродвигатель снова приводит автомобиль в движение после остановок в пробках и при свете прожекторов. Если потребуется, традиционный или обычный двигатель снова включится, чтобы обеспечить большую мощность для ускорения.

Регенеративная тормозная

Это еще одна функция, позволяющая экономить топливо.Традиционные автомобили полностью зависят от фрикционных тормозов, которые замедляют ход, рассеивая кинетическую энергию автомобиля в виде тепла. Функция рекуперативного торможения позволяет использовать часть этой энергии, которая преобразуется в электричество и сохраняется в батареях для последующего использования, например, для запуска двигателя и ускорения гибридного автомобиля.

Усилитель мощности

Эта функция помогает снизить нагрузку на бензиновый двигатель гибрида. Гибридный бензиновый двигатель может быть уменьшен в размерах и работать более эффективно.Бензиновый двигатель, естественно, вырабатывает меньше мощности. Однако в сочетании с электрическим двигателем суммарная мощность всей системы может соответствовать или превосходить мощность традиционного автомобиля.

Только электропривод

В более высококлассных и эффективных гибридных автомобилях используется функция привода только с электроприводом, которая позволяет вам ездить полностью на электричестве, что в конечном итоге сокращает потребление топлива. Некоторые гибридные автомобили не имеют возможности подключения к электросети. Если это так, то при запуске и низкоскоростном движении задействуется функция привода только от электричества, что позволяет дизельному или газовому двигателю работать на максимальных оборотах, где он в значительной степени эффективен.Большинство гибридных автомобилей, которые включают в себя функцию подключаемого модуля, поставляются с более крупными батареями и двигателями и могут полностью передвигаться на электричестве с максимальной скоростью на дополнительные расстояния, обычно от 10 до 30 миль.

Вкратце, гибридная система призвана предоставить вам преимущества обоих миров. Он объединяет мощность и диапазон обычного двигателя с экологическими преимуществами электродвигателя. При запуске и низких скоростях гибридный автомобиль работал бы исключительно на электроэнергии. Это означает отсутствие расхода топлива и выбросов газов.При быстром ускорении бензиновый двигатель берет на себя управление колесами автомобиля. Он также передает мощность генератору, который заряжает батареи электродвигателя. Взамен электродвигатель дает вам больше мощности при минимальном расходе топлива.

У гибридного автомобиля есть еще одна уникальная хитрость. Когда автомобиль замедляется и тормозит, гибридная система использует кинетическую энергию от тормозов и поворота колес, преобразует ее в электричество и направляет обратно в аккумуляторную батарею для хранения для дальнейшего использования.

Типы гибридных автомобилей

Наличие широкого ассортимента гибридных автомобилей является плюсом для потребителей, поскольку у них есть варианты выбора, когда они решают посетить дилера. До появления гибридных автомобилей покупателям приходилось иметь дело только с цветом и аксессуарами при покупке автомобиля. С появлением различных типов гибридных автомобилей клиенты могут испытать чудеса, которые могут творить технологии. Ниже приводится описание типов гибридных автомобилей, с которыми вы обязательно столкнетесь:

Гибрид серии

Гибридная серия оснащена бензиновым двигателем и системой электродвигателя с комплектом аккумуляторных батарей.Комплект батарей обеспечивает электричеством электродвигатель. Мотор вращает трансмиссию, которая в конечном итоге вращает колеса. Электродвигатель отвечает за все движение. Бензиновый же двигатель заряжает только набор аккумуляторов. Когда вы запускаете двигатель автомобиля, мощность передается от комплекта аккумуляторов к системе электродвигателя, которая вращает колеса автомобиля. При более длительных поездках (более 50 миль) мощность передается от бензинового двигателя. Двигатель вращает трансмиссию, которая вращает колеса.Что касается цены, серийные гибридные автомобили намного дороже параллельных гибридов. Почему? Потому что они поставляются с более крупными батареями, чтобы обеспечить мощность при движении на максимальной скорости.

Параллельный гибрид

В параллельном гибридном автомобиле также используются бензиновый и электрический двигатель. Вот и все. Разница в том, что в параллельных гибридных автомобилях электрический двигатель и бензиновый двигатель подключены к одной трансмиссии, что позволяет обоим двигателям одновременно приводить в движение автомобиль.Топливный бак подает бензин к двигателю автомобиля, а генератор заряжает комплект аккумуляторов. Такой гибридный автомобиль хорошо подходит для дальних путешествий. Параллельные гибриды более предпочтительны, чем серийные гибриды из-за их топливной экономичности. Chevrolet Malibu, Honda Insight и Toyota Prius — это лишь некоторые из параллельных типов гибридных автомобилей.

Мягкий гибрид

Это разновидность серийных и параллельных гибридов. Это самый дешевый автомобиль в классе гибридных автомобилей.Мягкий гибрид не может полагаться только на электродвигатель, приводящий в движение автомобиль. Система электродвигателя помогает бензиновому двигателю, когда требуется больше мощности. Когда автомобиль замедляется или останавливается, блок управления выключает двигатель, чтобы прекратить сжигание топлива или загрязнение природы-матери, как это делают традиционные автомобили. Когда вы включаете передачу или ускоряетесь, набор батарей снова включает двигатель.

В условиях, когда правительства больше озабочены серьезными последствиями изменения климата и глобального потепления, гибридные автомобили становятся следующим большим достижением.У них есть множество преимуществ, включая меньший вклад в парниковый эффект, поддержание толщины вашего кошелька за счет экономии топлива и возможность испытать возможности как бензинового, так и электрического двигателя.

Есть много причин, по которым гибридные автомобили с меньшими двигателями более эффективны и более предпочтительны, чем автомобили с большими двигателями. Например, автомобили с большим двигателем тяжелее и, следовательно, потребуют большей мощности для запуска и работы, особенно при движении в гору.Поршни также тяжелые, поэтому они потребляют больше топлива при их подъеме. При дополнительной загрузке аккумуляторов он сокращает пробег и вырабатывает меньше энергии. Средний бензиновый двигатель способен обеспечить мощность более чем в два раза. Наконец, гибридные автомобили с большим двигателем имеют большее количество цилиндров, каждый из которых сжигает значительное количество топлива.

Гибридные автомобили способны заряжать собственные аккумуляторы при снижении скорости в процессе движения. Когда вы тормозите, аккумулятор заряжается за счет генерируемого импульса.Это позволяет вам накапливать больше энергии, которая будет использоваться при движении на большее расстояние, чем вы могли бы получить без подзарядки аккумулятора. Короче говоря, каждый раз, когда вы замедляете машину, вы фактически заряжаете аккумуляторы.

После мысли

При поиске хорошего гибридного автомобиля для собственного использования убедитесь, что вы знаете, какие функции он будет обслуживать. Если вы будете носить с собой большие и тяжелые вещи, вы можете предпочесть тот, который имеет более тяжелый двигатель, поскольку он больше подходит для этих функций.Это связано с его способностью влиять на расстояние. С другой стороны, если это просто поездка на работу, вы можете найти гибридный автомобиль с меньшим двигателем, который будет более подходящим для рассмотрения. Еще одна вещь, которую вам нужно учитывать при покупке гибридного автомобиля, — это то, что большой вес аккумуляторов и электродвигателя не дает вам лучшего пробега.

Получите все факты перед тем, как выбрать автомобиль для покупки. Это поможет вам без каких-либо сожалений получить конкретную машину, которая будет служить поставленной цели.

Ссылки: Discovery, Howstuffworks

Изображение предоставлено: Германн, MikeBird

Как работают гибридные автомобили | RAC WA

1 июля 2021 г.

Нравится вам это или нет, но электрификация наших автомобилей никуда не денется, и гибридные автомобили лидируют.

Гибриды часто считаются ступенькой между автомобилями с обычными двигателями внутреннего сгорания и чисто электрическими транспортными средствами. Гибриды, по сути, сочетают в себе и то, и другое.

Но существует несколько разных типов гибридов, поэтому, чтобы помочь вам понять варианты, а также плюсы и минусы каждого из них, мы рассмотрели некоторые причины, по которым вы можете рассматривать гибрид, и объяснили, как работают разные типы гибридов.

СВЯЗАННЫЕ: Гибридные автомобили появятся в Австралии в 2021 году »
СВЯЗАННЫЕ: Гибридные внедорожники появятся в Австралии в 2021 году »

Каковы преимущества гибридного автомобиля перед обычным бензиновым или дизельным автомобилем?

Сниженные эксплуатационные расходы:

Гибриды потребляют меньше топлива, чем обычные автомобили, поскольку электродвигатель часть времени приводит в движение колеса, особенно из состояния покоя или на более низких скоростях, и помогает в остальной части поездки.Когда двигатель запускается, ему не нужно работать так же интенсивно, поскольку автомобиль уже находится в движении, что еще больше улучшает экономию топлива.

Выбросы из нижней выхлопной трубы:

В режиме только для электромобилей отсутствуют вредные выбросы из выхлопных труб, что делает гибриды особенно подходящими в густонаселенных районах.

Более тихая и плавная работа:

Электродвигатели почти полностью бесшумны и поэтому тише двигателя, а также работают более плавно, повышая комфорт.

Более высокая производительность:

Электродвигатель обеспечивает дополнительную полезную мощность и крутящий момент для более сильного ускорения и отклика на газ.

Каковы преимущества гибридного автомобиля по сравнению с полностью электрическим автомобилем?

Дешевле купить:

Если взять Hyundai Ioniq в качестве примера, Elite Hybrid стоит меньше половины цены, составляя 38 974 доллара, по сравнению с его эквивалентом только для электричества в 54 415 долларов. Также доступна гибридная версия Ioniq с подключаемым модулем, и цена на нее находится посередине — 47 040 долларов.

Нет беспокойства о дальности:

Благодаря гибридам, которые могут использовать свои двигатели внутреннего сгорания для поддержания заряда батарей, водителям не нужно беспокоиться о том, откуда они будут заряжаться в следующий раз.

Не дожидаясь зарядки аккумулятора:

Для полной зарядки электромобилей

требуется время: от 30 минут на зарядной станции большой емкости до 24 часов и более при использовании бытовой розетки, в зависимости от размера батареи.

Парковка не подлежит пополнению:

Hybrids не нужно парковать и подключать к электросети для подзарядки, вместо этого бортовой двигатель вырабатывает большую часть необходимой ему электроэнергии.

Как работают гибридные автомобили?

Все гибридные автомобили используют умную комбинацию двигателя внутреннего сгорания (обычно бензинового) и одного или нескольких электродвигателей для привода колес. Самый распространенный тип гибрида — это гибридный автомобиль без подключаемого модуля, такой как Toyota Camry Hybrid.

Следующим по популярности является подключаемый гибрид (PHEV), который имеет большую батарею, которую можно заряжать электричеством от внешнего источника, такого как бытовая розетка. Оба имеют двигатель, соединенный с электродвигателем, аккумуляторной батареей и генератором, чтобы передавать привод по отдельности или одновременно на колеса.

Third — это мягкий гибрид, который, как следует из названия, использует лишь небольшое количество электроэнергии. В то время как у мягких гибридных автомобилей двигатель внутреннего сгорания работает постоянно во время движения, они получают некоторые преимущества в экономии топлива за счет электрической помощи.

Существуют также гибриды-расширители ареала, которые в Австралии редки. Мы объяснили это в пункте 4 ниже.

1. Гибридный электромобиль (HEV)

В последовательно-параллельном HEV аккумулятор относительно невелик.Он обеспечивает достаточный заряд, чтобы автомобиль мог двигаться со скоростью и на расстояние около 40 км / ч и 2 км соответственно, прежде чем двигатель запустится, чтобы помочь непосредственно управлять колесами.

Аккумуляторная батарея HEV заряжается двигателем во время движения, на холостом ходу или в движении, и / или за счет кинетической энергии, полученной при торможении. Это называется рекуперативным торможением. Внешняя зарядка аккумуляторной батареи невозможна, поэтому не беспокойтесь о поиске сетевой розетки или зарядной станции.Обратите внимание, что Toyota продвигает свои гибриды как «самозарядные», что технически верно, но игнорирует тот факт, что для этого по-прежнему требуется ископаемое топливо.

PHEV, тем временем, имеет гораздо больший аккумулятор, предлагающий до 50 км чистого запаса хода до того, как двигатель возьмет верх. Однако, хотя аккумуляторная батарея PHEV также заряжается в соответствии с HEV, подключение к электросети необходимо из-за ее дополнительных размеров и емкости. Это цена, которую вы платите за то, чтобы иметь пригодный для повседневного использования электрический диапазон.

Некоторые старые HEV, такие как несуществующие Insight, Civic Hybrid и CR-Z от Honda, использовали «только параллельную» гибридную установку, в которой электродвигатель помогал бензиновому двигателю, но никогда не приводил в движение колеса напрямую. В Honda Accord Hybrid 2020 года используется «последовательно-параллельная» компоновка, аналогичная схеме Toyota.

Honda-Accord-VTi-LX-Hybrid

Преимущества HEV:

Доступность. HEV — это самый дешевый вход в систему электрификации транспортных средств, при этом цены на Toyota Corolla Hybrid начинаются от 31000 долларов на машине.

Поразительно. Доступная производительность сильно зависит от того, что электродвигатели развивают максимальный крутящий момент с нулевых оборотов, увеличивая ускорение и обеспечивая немедленную реакцию на дроссельную заслонку. Это, в свою очередь, означает, что достаточно меньшего объема и более легкого бензинового двигателя, что еще больше повышает эффективность.

Экологичные машины. HEV производят меньше выбросов углерода и оксида азота, чем автомобили с бензиновым или дизельным двигателем, что приводит к значительно более экономичным и экологически чистым автомобилям — особенно в городских районах, где интенсивное движение означает, что электродвигатель, скорее всего, будет основной силовой установкой, приводящей колеса.

Эффективность. Все HEV оснащены функцией остановки и запуска, которая отключает двигатель при движении по инерции на более низких скоростях и при торможении. Это дополнительно экономит топливо, снижает выбросы и снижает уровень шума. Сидеть в плотном потоке (немного) легче, без гудения двигателя на холостом ходу.

Заправляйся и забывай. Сама природа HEV — сочетание электродвигателя и двигателя — означает, что аккумуляторную батарею никогда не нужно подключать к внешнему источнику питания для подзарядки.Двигатель отводит энергию на генератор, чтобы зарядить его, или электричество преобразуется из потраченной впустую кинетической энергии с использованием технологии рекуперативного торможения. Если вы живете в квартире или у вас нет доступа к парковке во дворе, вам не нужно беспокоиться о том, чтобы найти достаточно длинный шнур питания.

Результат? Никакого беспокойства по поводу дальности хода или траты времени и энергии на поиск места для подключения автомобиля, HEV отлично подходит для езды по городу и поездок на короткие расстояния.

Недостатки ГЭВ:

Расход. Несмотря на то, что существуют дешевые HEV, они, как правило, дороже, чем их аналогичные по размеру и оборудованные бензиновые аналоги из-за дополнительной стоимости и сложности электрификации, от аккумуляторной батареи и электродвигателя до уникальной трансмиссии и электрических кабелей.

Не так уж и здорово за городом. HEV являются лучшими с точки зрения ходовых качеств и эффективности при движении по городу, потому что они могут использовать преимущества крутящего момента электродвигателя на низкой скорости в движении с остановкой и запуском.На открытой дороге на высокой скорости они обычно теряют свои преимущества в экономии по сравнению с автомобилями, работающими только на бензине, поскольку бензиновые двигатели становятся более экономичными на крейсерских скоростях, но все же должны нести вес аккумулятора и электродвигателя. По сути, вождение только по шоссе не позволяет должным образом использовать потенциал HEV, и у вас остается машина с двумя силовыми установками вместо одной, которую можно таскать с собой.

Меньше места для багажа. Батареи тяжелые и обычно располагаются в нижней задней части автомобиля за счет некоторой вместимости багажа и обычно с временной запасной шиной вместо полноразмерной.У некоторых есть только комплект для накачивания шин.

Еще что-то пошло не так. Наличие двух силовых установок в одном автомобиле увеличивает стоимость и сложность обслуживания и ремонта, хотя большинство из них доказали свою надежность и долговечность, поскольку электродвигатели содержат меньше движущихся частей и жидкостей, чем бензиновый двигатель.

Деградация аккумуляторных элементов. Хотя на аккумуляторные блоки обычно дается гарантия восемь лет, со временем их способность удерживать заряд снижается. У гибридов это означает, что бензиновый двигатель будет работать немного чаще, чем когда автомобиль был новым.Тем не менее, даже если аккумуляторная батарея превосходит все свои возможности, гибридная система по-прежнему будет иметь преимущества по сравнению с автомобилем, работающим только на бензине. Если в первые три года работы с аккумулятором не возникнет серьезной неисправности, замена аккумулятора в стареющем гибриде обычно становится неэкономичной.

Шок и трепет. HEV представляют дополнительный риск для безопасности работников аварийных служб, которые должны быть специально обучены работе с опасностями, связанными с высоковольтным оборудованием, при посещении места происшествия.

HEV: Игроки

Кредит, причитающийся.Вы не можете говорить о HEV, не начав с Toyota.

С 2001 года Toyota предлагает обычный Prius, а с 2012 года в ее гибридный модельный ряд был добавлен городской автомобиль Prius C за 25 000 долларов, который теперь был заменен на Yaris Hybrid. Toyota также выпустила семиместный универсал Prius V в 2012 году, однако производство его планируется прекратить в 2021 году.

Toyota продолжила выпуск гибридных версий многих своих популярных моделей.

К ним относятся Camry Hybrid (с 2012 года), Corolla Hybrid (с 2018), C-HR и RAV4 Hybrids (с 2019), Yaris и Yaris Cross Hybrids (2020) и Kluger Hybrid (во второй половине 2021 года). .

Toyota Yaris Hybrid

Эта стратегия последовала за лидером люксового бренда Toyota Lexus еще в 2003 году, выпустив средний внедорожник RX премиум-класса, и с тех пор его примеру последовало большинство моделей. Также вероятно, что самый продаваемый автомобиль в Австралии, грузовик Toyota HiLux, в конечном итоге перейдет на технологию HEV.

Toyota / Lexus в настоящее время существует только пять HEV стоимостью около 50 000 долларов — Hyundai Ioniq Hybrid, Subaru XV и Forester E-Boxer, Kia Niro Hybrid и Honda Accord Hybrid.

2. Подключаемый к электросети гибридный электромобиль (PHEV)

Как следует из названия, PHEV — это гибрид, но с розеткой, как у электромобиля, поэтому его можно заряжать от внешнего источника, например дома, в офисе или на зарядной станции.При обычном вождении часть электроэнергии возвращается в аккумуляторную батарею от двигателя и систем рекуперативного торможения в автомобиле, однако возможность подключения к сети позволяет заряжать аккумулятор PHEV (который обычно больше, чем аккумулятор обычного гибрида) от внешний источник питания, позволяющий увеличить запас хода только на электричестве.

Некоторые PHEV можно заставить использовать их бензиновый двигатель для полной зарядки аккумулятора во время движения, однако это не очень эффективный способ зарядки аккумулятора.

Благодаря внешнему подзаряжаемому аккумулятору PHEV намного ближе к владению и опыту вождения электромобиля.

По сравнению с гибридным собратом, аккумулятор Hyundai Ioniq PHEV более чем в пять раз больше емкости. Думайте о аккумуляторной батарее как о топливном баке для электричества, поэтому чем он больше, тем дальше вы можете путешествовать. В подключаемых гибридах в режиме электромобиля приоритет отдается использованию электродвигателя до тех пор, пока батарея не разрядится, после чего автомобиль будет работать больше как обычный гибрид, при этом бензиновый двигатель и электродвигатель чаще работают вместе для обеспечения движения и поддержания заряда. минимальный заряд в АКБ.

Это решение, позволяющее избавиться от беспокойства по поводу дальности полета и при этом пользоваться многими преимуществами электромобиля. Вам просто нужно будет заряжать PHEV чаще, чем полностью электрический автомобиль, чтобы продолжать работать от электричества.

Некоторые PHEV обладают феноменальным комбинированным запасом хода бензин / электромобиль, например, теоретическое расстояние между заправками Mercedes-Benz E300e за 120 000 долларов составляет 2700 км. Хотя для этого вам нужно будет останавливаться каждые 50 км или около того, чтобы подзарядить аккумулятор.

Как и все электромобили, PHEV поставляется с собственным оборудованием для зарядки, а именно кабелем к трехконтактной домашней розетке.Кроме того, можно приобрести настенную коробку, установленную сторонним поставщиком, примерно от 3000 долларов США.

Mercedes Benz GLC 300e

Преимущества подключаемого гибрида:

Получил вашу спину. Как и в случае с электромобилями, владельцы PHEV сообщают, что они обычно подключают свои автомобили к зарядке на ночь, как к мобильным телефонам, за исключением того, что они не беспокоятся о том, что останутся в затруднительном положении, если время от времени забудут зарядить свои автомобили.

Экономит деньги. Исследования в США показали, что использование бытовой электроэнергии для зарядки PHEV стоит значительно меньше топлива, которое требуется HEV для подзарядки их (гораздо меньших) аккумуляторных блоков — хотя PHEV обычно стоит намного дороже, чтобы купить в первую очередь.

Экономьте больше денег. Низкие показатели расхода топлива и выбросов для PHEV пригодятся, если Австралия перейдет на систему регистрации и налогообложения на основе выбросов в европейском стиле, что еще больше вознаграждает автомобили EV и PHEV.

Выбор. PHEV позволяют водителю управлять работой электродвигателя, чтобы сохранить заряд, когда он наиболее выгоден для работы в режиме электромобиля, например, в населенных пунктах или во время пробок.

Не только по городу.Инфраструктура зарядки электромобилей быстро растет по всей Австралии, а это означает, что владельцы PHEV все чаще могут использовать свои автомобили без защитного покрытия двигателя, если они того пожелают.

Как там безмятежность. В режиме электромобиля PHEV такие же бесшумные и плавные, как и электромобили, но при этом обладают достаточным крутящим моментом на низком уровне.

Ценовой шок. PHEV дешевле электромобилей. Если взять в качестве примера Hyundai Ioniq, модель с подключаемым модулем стоит на 7300 долларов меньше, чем ее электрический аналог.

Hyundai Ioniq Hybrid

Недостатки подключаемого гибрида:

Еще больше ошибетесь. Повышенная сложность более крупного и тяжелого аккумуляторного блока в сочетании с дополнительной электротехникой для технологии сменных модулей означает больше для обслуживания и ремонта в долгосрочной перспективе, помимо двигателя и комбинации двигателя.

Дефицит. В настоящее время существует несколько моделей PHEV на выбор.

Закупочная цена. PHEV стоят значительно дороже, чем их бензиновые и HEV-аналоги — около 8000 долларов — это дополнительная надбавка, которую вы заплатите, чтобы получить Hyundai Ioniq PHEV по сравнению с обычным гибридом Ioniq.

Меньше места для багажа. Как и в случае с большинством HEV, электрификация трансмиссии PHEV часто приводит к снижению грузоподъемности, хотя у PHEV она хуже, потому что аккумуляторная батарея снова больше, что часто требует снятия запасного колеса.

Стоимость аккумулятора. Хотя гарантия на срок до восьми лет является нормой, если вы все же решите заменить аккумуляторную батарею PHEV, она будет дороже, чем аналог HEV меньшего размера. Например, аккумуляторная батарея Prius стоит около 4000 долларов, в то время как PHEV для некоторых моделей может стоить более 15000 долларов (без учета затрат на работы), поэтому вам нужно будет подумать, имеют ли такие затраты экономический смысл для более старого автомобиля.

Неудобство при зарядке. Использование обычной бытовой розетки требует от шести до восьми часов в зависимости от PHEV, в то время как, очевидно, HEV не требует проблем с подключением.

Зарядите или потеряйте. Владельцы, которые забывают или не удосуживаются подключить свои автомобили и ездят на своих PHEV только на бензине, будут иметь более высокий расход топлива по сравнению с обычными автомобилями, особенно с HEV.

PHEV: Игроки

Mitsubishi Outlander PHEV (от 47 390 долларов) проложил путь для массовых PHEV, когда он появился в 2013 году.Сочетание практичности внедорожника с запасом хода электромобиля в 50 км помогло ему стать самым продаваемым PHEV в истории.

Среди самых дешевых — Hyundai Ioniq Plug-in (от 47040 долларов), Kia Niro PHEV (49 990 долларов) и Ford Escape ST-Line PHEV (59 305 долларов).

Kia Niro PHEV

Отсюда в основном все премиум-класса, от BMW 330e, Mercedes-Benz C300e и Volvo S60 / V60 T8 PHEV по цене менее 100 тысяч долларов до роскошных лимузинов по более чем вдвое большей стоимости, таких как BMW 745e и Porsche Panamera. 4E-Гибрид.

Известные внедорожники PHEV включают Mini Countryman, Volvo XC40, XC60 и XC90 T8, Mercedes GLC 300e, BMW X5 45e, Range Rover / Range Rover Sport и Cayenne E-Hybrid, а модель Ferrari SF90 Stradale стоит $ 850 000.

3. Мягкие гибриды

Мягкие гибриды обычно имеют стартер двигателя, который также может функционировать как генератор электроэнергии (известный как стартер-генератор), поэтому после запуска двигателя тот же блок может также отправлять энергию обратно в аккумуляторную батарею автомобиля, которая обычно составляет 48 единица -вольт, а не 12 вольт.

Это устраняет необходимость в обычном генераторе переменного тока и отдельном стартере, снижая вес, и дает возможность дать бензиновому двигателю ускорение при ускорении.Мягкие гибриды со стартер-генераторами также обычно включают технологию запуска / остановки двигателя, которая работает гораздо более плавно, чем системы запуска / остановки в автомобилях с обычными стартерными двигателями.

Мягкие гибридные автомобили, которые в настоящее время продаются в Австралии, включают Mazda3 Skyactiv-x и MX-30, Mercedes-Benz C 200 и Audi A4.

4. Гибриды с расширителями диапазона

Гибриды

Range-extender (или REx) имеют только электродвигатель, приводящий в движение колеса, но они несут на борту небольшой бензиновый двигатель, который используется исключительно в качестве генератора электричества для подзарядки аккумуляторной батареи.

Holden Volt (2011-2014) и BMW i3 REx (2014-2019) являются несуществующими примерами. Оба были хорошо упакованы и удобны в управлении, но с малым запасом хода и слишком дорогими, причем последний также подвергался критике за неутешительный дополнительный расширенный бензиновый диапазон, в то же время он был заметно шумным при работающем двигателе расширителя.

В настоящее время в Австралии не продается новый гибридный расширитель запаса хода, хотя Mazda заявила, что может представить его в 2022 году.

Mazda MX-30

Гибридные автомобили Часто задаваемые вопросы

Что лучше — HEV или PHEV?

Hybrid с ограниченным бюджетом, PHEV для полностью электрического опыта, но с резервным бензиновым двигателем для длительных поездок и без проблем с дальностью полета.

Стоят ли гибриды?

Если для вас важно использование значительно меньшего количества топлива и меньшее количество выбросов, то определенно. Гибриды обычно более доступны, чем полностью электромобили, и часто более отзывчивы к вождению, чем их эквиваленты, работающие только на бензине.

Каковы некоторые недостатки гибрида / подключаемого гибрида?

Они стоят дороже при покупке и могут стоить дороже в обслуживании. Иногда они весят больше, поэтому их регистрация здесь, в Вашингтоне, может быть немного дороже из-за массы автомобиля, влияющей на затраты на регенерирование, и у них часто меньше багажа и / или места для сидения, а также может не быть полноразмерной запасной шины.

Заряжаются ли подключаемые гибриды во время вождения?

Да, они «самозаряжаются» в том смысле, что бензиновый двигатель передает энергию для зарядки аккумуляторной батареи, а энергия от торможения улавливается и сохраняется в виде электричества. Некоторые PHEV также могут полностью заряжать аккумулятор во время движения. Затем вы также можете выбрать работу в бензиновом / электрическом гибридном режиме и сохранить заряженный аккумулятор на будущее.

Какой подключаемый гибрид имеет самый большой запас хода?

Производитель автомобилей класса люкс BMW предлагает 330e PHEV с полностью электрическим запасом хода более 60 км, в то время как Mercedes-Benz утверждает, что его E300e PHEV может проехать до 2800 км, сочетая в себе запас хода от аккумулятора и 60-литровый бензобак.Однако для этого вам нужно очень внимательно заряжать аккумулятор, что может оказаться непрактичным в длительных поездках.

Можно ли водить подключаемый гибрид без зарядки?

Да, точно так же, как и автомобиль с нормальным двигателем, но дополнительный вес электрических битов означал бы, что он будет потреблять больше топлива, чем эквивалент без PHEV.

Что произойдет, если не зарядить подключаемый гибрид?

Ничего, он по-прежнему будет ездить нормально, за исключением того, что вам не понравится какой-либо чисто электрический диапазон вождения.

Могут ли гибридные автомобили работать только на топливе?

Да. Для работы HEV требуется топливо, поскольку их полностью электрический запас хода составляет всего около 2 км до того, как сработает бензиновый двигатель. Бензиновый двигатель запустится раньше, если вы едете в гору или резко ускоряетесь. Подключаемые модели в большинстве случаев могут проехать около 40-50 км, прежде чем их двигатель включится на помощь.

Что происходит, когда у гибридного автомобиля заканчивается заряд аккумулятора?

Ничего, это обычное дело, когда включается двигатель, помогая управлять колесами и заряжать аккумулятор.

Выбираете гибрид для своей следующей машины? Мы наградим вас

Наша миссия по сокращению выбросов награждает владельцев автомобилей с низким уровнем выбросов со скидками до 25% на комплексное страхование автомобилей, скидками с RAC Finance и экономией на RAC Auto Services.