Тип двигателя гибрид что это: Все 14 гибридов, которые есть у России :: Autonews

Содержание

Гибридный двигатель: особенности, устройство, характеристика

Всё больше, в последнее время, человек задумывается об экологии. Не исключением становится и автоиндустрия. С каждым годом повышаются экологические стандарты, а с этим модернизируются и усовершенствуются двигатели транспортных средств. Гибридный двигатель – одно из решений улучшения экологичности использования автомобиля.

Что такое гибридный двигатель

Что же такое гибридный двигатель и его устройство? Само слово «гибрид» переводится с латыни, как «помесь». По факту – это помесь классического варианта силового агрегата и электромотора. Так, привод ведущих колёс ведётся путём вращения при помощи обычного двигателя внутреннего сгорания или электромотором.

Каждый из силовых агрегатов выполняет в движение определённую функцию. Так, когда транспортное средство стоит в городских пробках, то движение осуществляется при помощи электромотора, а вот на трассе в работу вступает бензиновая силовая установка.

Плюсы «гибрида»

Пожалуй, самым большим плюсом в использовании гибридного силового агрегата является его экономичность. Как правило, такой мотор потребляет на 25-30% меньше горючего, от стандартных бензиновых двигателей.

Вторым позитивным моментом является – высокая экологическая норма. Поскольку уменьшается расход топлива, то в экосистему идёт меньше выбросов отработанных выхлопных газов.

Третьим плюсом становится то, что батареи для электромотора заряжаются от бензинового двигателя и если они сядут, то всегда можно переключиться на бензин. Сюда же можно отнести одинаковые технические характеристики. По мощностным характеристикам «гибрид» ничем не уступает обычному мотору.

Лучше всего «гибридный» двигатель чувствует себя в городском цикле использования, где есть частые остановки. В таком случае, в основном, работает сам электромотор. Во многих странах на «гибридных» автомобилях ездит городская полиция.

Минусы использования «гибрида»

Первым минусом, который стоит отметить, является дорогой ремонт гибридных моторов.

Производители «гибрида» объясняют это тем, что силовой агрегат является конструктивно сложным, что в обслуживании, так и в восстановлении.

Аккумуляторные батареи гибридного движка, достаточно чувствительные к перепадам и снижению температуры, из-за чего при падении ниже -15 градусов Цельсия, они быстро разряжаются, и эксплуатация проводится в основном на бензине.

Высокая стоимость самого транспортного средства с гибридным мотором. Не каждый автолюбитель способен позволить себе машину, которая стоит 20 000 $. Несмотря на это, ряд стран ввели льготные налоги на растаможивание, регистрацию и использование гибридных движков, чтобы стимулировать покупателей к покупке данных автомобилей. На территории стран СНГ это пока не сделалось.

Современные показатели

Toyota лидирует по количеству гибридов и активно выпускает эти автомобили с 1997 года, причём в модификациях как обычных автомобилей серии Prius, кроссоверов серии Lexus RX400h, так и автомобилей люкс-класса — Lexus LS 600h.

По итогам 2006 года во всём мире было продано более полумиллиона только модели Prius. Технологию гибридного привода Toyota HSD лицензировали Ford(Escape Hybrid), Nissan (Altima Hybrid).

Массовое производство гибридных автомобилей сдерживается дефицитом никель-металлогидридных аккумуляторов.

В 2006 году в Японии было продано 90410 гибридных автомобилей, что на 47,6 % больше, чем в 2005 году.

В 2007 году продажи гибридных автомобилей в США выросли на 38 % в сравнении с 2006 годом. Гибридные автомобили в США занимают 2,15 % рынка новых легковых автомобилей. Всего за 2007 год в США было продано около 350000 гибридных автомобилей (без учёта продаж корпорации GM).

Всего с 1999 года до конца 2007 года в США было продано 1 002 000 гибридных автомобилей.

Вывод

Как показывает современная тенденция, всё больше автомобилистов начинает предпочитать гибридные силовые агрегаты. Они более экономичные, бесшумные и экологичные. Недостатком использования является дорогой ремонт, и чувствительность батарей к перепаду температуры.

Бензин, дизель или гибрид. Как определиться с выбором

Действительно, последнее время автопроизводители предлагают большой выбор силовых установок, а именно:

Бензин
Дизель
Гибрид
Электро

Когда и при каких условиях, отдать предпочтение тому или иному двигателю? Разберёмся подробно и предвзято.

Бензин

Бензиновый двигатель – отец двигателей внутреннего сгорания и сын Карла Бенца. На заре автомобилестроения всё что двигалось, двигалось на паровой или электрической тяге и имело чудовищные массу и размеры или очень малый запас хода. Карл Бенц изобрёл компактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), работавший на бензине. Он имел сравнительно простое устройство и внушительный запас хода.

У двигателя Бенца была масса недостатков, в числе которых низкая надёжность и пожароопасность. Но годы шли, технологии развивались, двигатели становились надёжнее, безопаснее, мощнее и эффективнее. Сегодня на большей части нашей планеты легковые автомобили с бензиновыми двигателями – это большинство (от 70% до 90%). Основные их преимущества:

надёжность конструкции
простота обслуживания
невысокая стоимость производства
высокая мощность
большой ресурс.

Есть, разумеется, и недостатки:

невысокий КПД
высокий расход топлива.

Логично, что инженеры всегда стремились преодолеть недостатки, и вполне закономерно, что за счёт тех или иных достоинств. Так, например, повышение эффективности двигателя и увеличение диапазона в котором двигатель максимально эффективен, достигается потерей сразу нескольких преимуществ: приносится в жертву ресурс, простота и надёжность конструкции, а также затраты на производство. С другой стороны, мы получаем максимально эффективный силовой агрегат с невысоким расходом топлива. Ещё один немаловажный момент – это экологические показатели.

Бензиновые двигатели «чище» и имеют практически бесконечные возможности к улучшению параметров экологичности без потери в мощности, эффективности и экономичности.

Дизель

Изначально двигатель внутреннего сгорания конструкции Рудольфа Дизеля создавался для применения в промышленности морском и железнодорожном транспорте. Его КПД выше чем у бензинового. Видимо, по этой причине, на начальном этапе, никто и не помышлял о применении его в легковых автомобилях. Впрочем, в грузовых автомобилях, сельскохозяйственной и военной технике он тоже нашёл применение не сразу.

Спустя более ста лет после выхода в свет первого дизельного мотора, редко можно встретить автомобили коммерческого назначения с бензиновыми силовыми агрегатами. Грузовики всех размеров, сельхозтехника, морской и железнодорожный транспорт – далеко не полный список массового применения дизельных моторов.

Преимущества:

Высокий КПД
Низкий расход топлива
Работает на недорогом топливе.

Недостатки:

дорогой в производстве
дорогой в обслуживании
«грязный» выхлоп.

Недостатки и преимущества разделены поровну. Так же, как и в истории с бензиновыми двигателями, инженеры не покладая рук трудятся над устранением недостатков и, до какого-то времени, им сопутствовал успех, особенно по части удешевления производства и улучшения показателей экологичности выхлопа без потери основных достоинств. Но скандал, разгоревшийся вокруг дизельных автомобилей корпорации VAG в США, привёл к ужесточению контроля экологических норм и тут же выяснилось, что возможности для улучшения показателей дизельных силовых агрегатов не бесконечны…

Итак, как выбрать двигатель Вашего нового автомобиля?

С одной стороны, может показаться, что преимущества дизеля очевидны в любых условиях, однако необходимо помнить и о недостатках. Стоимость обслуживания и, что немаловажно, особенности эксплуатации в наших условиях. Дизельный мотор не любит в равной степени как жару, так и холод и требователен к качеству топлива. И всё-таки, если Вы планируете постоянные перемещения на большие расстояния, за короткое время проезжаете многие тысячи километров, перевозите грузы и пассажиров, то дизель будет предпочтительнее. Современный дизель экономичен, обладает достаточным запасом мощности, для маневрирования на больших скоростях независимо от загрузки.

С другой стороны, несмотря на кажущуюся низкую эффективность бензинового мотора, его динамика незаменима в условиях города при маневрировании и ускорении на небольших скоростях. Неприхотливость к топливу и невосприимчивость к сменам времён года будет очень кстати для езды в городском режиме. А если Вас действительно беспокоит вопрос экономии топлива в городе, то рекомендуем обратить внимание на следующие два типа силовых установок для автомобилей.

Гибрид

Что такое гибрид? Термин говорит сам за себя. Это совмещение в одном автомобиле двух силовых установок – двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Несмотря на то, что массовое применение этой технологии в легковых автомобилях первой начала компания Toyota в 1997-ом году, технология не нова.

Дизель-электровозы ещё с тридцатых годов двадцатого века курсируют железными дорогами по всему миру. Карьерные самосвалы, оборудованные гибридными силовыми установками ещё с семидесятых годов двадцатого века, трудятся в добывающей промышленности.

Впрочем, легковые гибриды отличаются от крупнотоннажного транспорта. Если в случае с самосвалами и с железнодорожным транспортом, дизельный двигатель выполняет функцию генератора, а крутящий момент колёсам обеспечивает электродвигатель, то в легковых автомобилях двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель трудятся либо попеременно, либо вместе, обеспечивая вращение колёс.

Разумеется, как и у любого другого двигателя, у гибридов есть преимущества и недостатки:

Преимущества:

экономичность на малых скоростях
высокая мощность и производительность

Недостатки:

дороговизна производства
высокая цена обслуживания
сложное устройство.

Большинство гибридов работает по следующему принципу: на малых скоростях (в среднем до 40 км/ч.), автомобиль двигается полностью на электромоторе, не тратя ни капли топлива, что очень удобно в условиях плотного городского трафика с пробками и тянучками. Как только скорость возрастает до 40-60км/ч. включается бензиновый двигатель и дальше автомобиль двигается исключительно на бензине, параллельно заряжая батареи от генератора. То есть в качестве основного силового агрегата используется бензиновый двигатель, а электромотор как вспомогательный.

Не смотря на высокую стоимость гибридных автомобилей, в сравнении с дизельными и бензиновыми собратьями, при больших пробегах в условиях города, гибрид себя полностью оправдывает. Стоимость одного километра в топливном эквиваленте практически в два раза ниже чем у бензинового автомобиля и процентов на 20-30 ниже чем у дизеля.

Электромобиль

Как не странно, но в период с 1900 по 1910 годы электромобили составляли около 40% всех автомобилей, ещё столько же было с паровым двигателем и только 20% с двигателем внутреннего сгорания. Ещё один интересный факт — уже тогда электромобили развивали скорость до 100 км/ч и на одном заряде проезжали более 150 км. Что же произошло с электромобилями и почему двигатели внутреннего сгорания вытеснили электродвигатель из применения в автомобилях?

Что бы ответить на этот вопрос давайте сначала рассмотрим преимущества и недостатки электродвигателя.

Преимущества:

высокая эффективность (КПД около 90%)
большой ресурс двигателя
низкая стоимость обслуживания
низкие эксплуатационные затраты
компактность

Недостатки:

тяжёлые, недолговечные и дорогие элементы питания
короткий пробег на одном заряде
высокая стоимость.

Удивительно, но спустя сто лет, ничего не изменилось — преимущества те же и недостатки те же. Почему на протяжении ХХ-го века, века научно-технического прогресса электромобиль не эволюционировал? Основная причина в том, что на заре автомобилестроения, когда стало ясно, что автомобиль стал основным средством передвижения, победил тот силовой агрегат, который было легче и быстрее совершенствовать. Основное преимущество двигателя внутреннего сгорания — это доступность топлива и возможность быстро пополнить его запасы. Вопрос стоял только в развитии прибыльной инфраструктуры. С электродвигателем всё сложнее.

Во-первых, до сих пор не решена проблема быстрого пополнения запаса электроэнергии. Минимальная зарядка батарей до 80% отнимает минимум 40 минут и делать это надо каждые 200-300 км. и это не лучшим образом сказывается на долговечности и ёмкости элементов питания. а для полноценной зарядки в «щадящем» режиме необходимо не менее 8-ми часов.
Во-вторых, сами элементы питания хоть и эволюционировали за сто лет, стали легче, компактнее и имеют большую ёмкость, но они изготовлены в основном из лития, запасы которого по сравнению с нефтью намного скромнее. А так как средний срок службы таких батарей не превышает 5 лет, то очевидно, что необходим прорыв в области элементов питания.
В-третьих, мы хорошо помним закон сохранения энергии. Как известно основная масса электроэнергии производится посредством сжигания углеводородов и этот факт ставит под сомнение экологичность электромобилей. Так как с ростом числа электромобилей растёт и количество сжигаемых углеводородов для производства электроэнергии.
В-четвёртых, инженеры всё ещё не решили каким образом сделать электромобиль автономным. Есть масса перспективных разработок топливных элементов с использованием водорода, однако все они упираются в дороговизну как производства топливных элементов, так и синтеза самого водорода.

Как оказалось — сто лет развития технологий всё ещё не решили основные проблемы электромобилей.

Как бы там ни было, а электрификация автомобильного транспорта неизбежна, уж очень привлекательна эффективность электромоторов. Современные электромобили для эксплуатации в условиях города и для поездок на небольшие расстояния вполне приемлемы. Низкие эксплуатационные затраты (стоимость одного километра меньше 1гривны), компактность, экологичность и динамика.

Подытожим

для перемещения в условиях города и на короткие расстояния есть выбор между бензиновым, гибридным и электрическим автомобилем.
для перевозки грузов и пассажиров на большие расстояния остаётся выбор только между бензином и дизелем.

А что касается стоимости, то наши менеджеры всегда с удовольствием подберут Вам автомобиль по самой выгодной цене.

Тип двигателя гибрид что. История создания и принцип работы. Гибридный двигатель. Устройство

Что такое гибридный двигатель

Плюсы «гибрида»

Минусы использования «гибрида»

Первым минусом, который стоит отметить, является дорогой ремонт гибридных моторов. Производители «гибрида» объясняют это тем, что силовой агрегат является конструктивно сложным, что в обслуживании, так и в восстановлении.

Современные показатели

В 2006 году в Японии было продано 90410 гибридных автомобилей, что на 47,6 % больше, чем в 2005 году.

Всего с 1999 года до конца 2007 года в США было продано 1 002 000 гибридных автомобилей.

Вывод

Увеличение числа автотранспорта в мире и ряд экологических проблем, с которыми столкнулось человечество последние пару десятилетий, привело к серьезным изменениям в сфере автомобильной промышленности.

Продиктованы они, в первую очередь, существенно ужесточившимися экологическими нормами и возросшей ценой топлива, в связи с чем автопроизводители вынуждены искать способы снизить количество токсических выбросов и общий расход топлива в автомобилях.

При этом, несмотря на появление электромобилей, разработок транспортных средств с топливными элементами, единственным действенным способом на сегодня оказалось создание машин с гибридными двигателями – наиболее простой путь «вписаться» в эконормы и предложить потребителю удобный в использовании продукт.

О том, что представляет собой рынок машин «гибридов» сегодня, мы и постараемся рассказать в данном материале, ведь сегодня многие потенциальные покупатели не представляют, что значит гибридный автомобиль и какие преимущества предлагает.

Гибридные автомобили – что это такое?

Принцип транспортного средства, построенного на гибридной схеме, весьма прост. В его основу положен принцип обычного бензогенератора, когда силовой агрегат транспортного средства вращает генератор и осуществляет зарядку тяговой батареи.

Видео — как устроен гибридный автомобиль:

В свою очередь, энергия батареи позволяет автомобилю какое-то время двигаться исключительно на электрической тяге с «нулевым» количеством токсичных выбросов. После того, как энергия в батареях иссякнет, в работу снова включается бензиновый мотор, который позволяет продолжать движение и при этом восполняет заряд в аккумуляторных батареях.

Надо сказать, что наряду с этой схемой существует и другая, носящая название plug-in hybrid. В ней аккумулятор заряжается не только от мотора, но и от обычной бытовой электросети, а его емкости достаточно для поездок на небольшие расстояния (как правило, около 30-40 километров). По факту это значит, что доехать до работы и обратно вы можете, совершенно не используя бензиновый двигатель (и, соответственно, не тратя топлива).

Преимущества машин с гибридным двигателем

Наверняка многие зададутся вопросом, а для чего вообще «городить огород» с аккумуляторами, электромоторами, батареями и двигателем внутреннего сгорания? Что дает гибридная схема силовой установки?

Перед тем, как ответить на этот вопрос, стоит вспомнить, когда «традиционный» автомобиль расходует наибольшее количество топлива. Известно, что максимальный расход (и, соответственно, токсичность выбросов) приходится на этап разгона до крейсерской скорости, а также в городском режиме движения при частых разгонах-торможениях.

Видео — как можно улучшить гибридный автомобиль:

Таким образом, электропривод в машинах с гибридной силовой установкой вступает в действие именно в этих режимах. При полностью заряженной батарее «гибрид» начинает движение на электротяге, а при достижении определенного скоростного порога (в зависимости от модели он составляет от 20 до 40 километров в час) в действие вступает двигатель внутреннего сгорания.

При этом наиболее широкий ряд «гибридов» от Тойота представлен непосредственно в Японии и США. На внутрияпонском рынке машины продаются под маркой Тойота, а в Америке по традиции наиболее популярен Лексус (в России, надо сказать, наибольшая часть гибридных авто также продается под этой торговой маркой).

Наиболее насыщенным с точки зрения количества гибридных авто от Тойота по праву стоит считать рынок Японии. На него компания выводит все новейшие модели, на которых «обкатывает» технологии, которые должны пойти в серию на «глобальных» моделях.

В частности, флагманские модели типа Toyota Avalon и другие уже сегодня предлагают ряд технических новаций, связанных с увеличением надежности «гибридов», а также большим запасом хода от одного заряда батареи.

Почему мы коснулись этого вопроса на нашем портале? И почему мы хотим просветить Вас в вопросах работы гибридных двигателей? Всё предельно просто и понятно. Дело в том, что многие сферы нашей жизнедеятельности буквально пронизаны взаимодействием всевозможных технологий, которые в своём симбиозе порождают гораздо более эффективные методы, гаджеты и механизмы. И конечно же не посмели отставить в сторону и двигатели для наших четырёхколёсных любимцев. И вот именно о таких агрегатах, их положительных и отрицательных сторонах, о том как они работают мы и поговорим в данной теме. А пока совершим небольшой экскурс в историю. Поехали!

Немного истории

Автомобили с гибридными «сердцами» – изобретение далеко не новое, как может показаться на первый взгляд. Первооткрывателем и воплотителем идеи гибридного двигателя стал иезуитский священнослужитель по имени Фердинанд Вербист. В 1665 году он начал работать над планами создания простых четырёхколёсных повозок, работающих на паровой и конной тяге. Но а первые серийные модели с гибридными двигателями увидели свет уже на рубеже 19-го и 20-го веков. На протяжении десяти лет, начиная с 1887 года французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques выпустила серию и автомобилей с гибридными моторами. А в 1900 году компания General Electric создала гибридное авто с четырёхцилиндровым бензиновым двигателем. Компания Walker Vehicle Company of Chicago до 1940 года выпускала гибридные грузовые автомобили.

Конечно, на то время производство подобных автомобилей ограничивалось небольшими партиями и созданием разного рода прототипов. Однако в наше время острая нехватка нефтяных ресурсов и постоянно прогрессирующий экономический кризис побудили автомобильных конструкторов и разработчиков вернуться к истокам и возобновить выпуск автомобилей с гибридными двигателями.

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

Ну а теперь самое время разобраться с тем, что за агрегат гибридный двигатель и почему так рьяно стали производит автомобили с такими сердцами? Гибридный двигатель представляет собой систему двух связанных между собой двигателей: бензинового и электрического. Два двигателя могут работать как в связке, так и по отдельности, всё зависит от того, какой режим работы использован в данный момент. Процессом перераспределения «полномочий» управляет мощный компьютер, который в тот или иной момент решает какой из двигателей должен сейчас работать. Для передвижения в загородном режиме всю работу берёт на себя топливный двигатель, ибо аккумулятора на трассе хватает ненадолго. Для передвижения по городу включается электродвигатель.

Если же автомобиль подвергается большим нагрузкам или ему приходится часто и довольно интенсивно разгоняться, то оба двигателя работают уже вместе. Интересен тот факт, что пока автомобиль движется на топливном моторе, электрический в это время заряжается. Автомобиль с гибридным двигателем выбрасывает в атмосферу на 90% меньше веществ, чем привычные нам топливные моторы , и это несмотря на то, что в его состав входит и бензиновый агрегат тоже. Так же потребление бензина в городе можно свести к нулю, что, конечно же, не сказать о загородных поездках.

Давайте рассмотрим как автомобиль с гибридным двигателем трогается с места. В самом начале движения и на малых скоростях работают лишь аккумулятор и электрический двигатель. Энергия, что запасена в батарее питает энергетический центр, который далее распределяет её по электромоторам, которые уже и стартуют автомобиль с места бесшумно и очень плавно. После того, как набрана максимальная для электродвигателя скорость, подключается и бензиновый агрегат. Крутящий момент на ведущие колёса уже поступает от двух двигателей в одночасье. В процессе такой работы двигатель внутреннего сгорания отдаёт часть выработанной энергии на генератор, который далее и питает электродвигатели, разгружая АКБ, излишки же энергии передаются на аккумулятор, восполняя его, утраченный на начало движения, запас.

Если автомобиль движется в нормальном режиме, то автоматом используется ведущим лишь передний привод, в остальных же случаях распределение крутящего момента подаётся уже на две оси. В режиме ускорения крутящий момент на колёса поступает в основном от двигателя внутреннего сгорания, а если необходимо нарастить динамику, то в ход идут уже и электромоторы, дополняющие ДВС. Но вот более интересным моментом всё же является торможение. Электронный «мозг» автомобиля держит под контролем включение и выключение Когда стоит подключить гидравлику, а когда и рекуперативное торможение, но предпочтение всё же отдаётся второму. То есть, когда водитель гибридного автомобиля нажимает на педаль тормоза, электродвигатели переходят генераторный рабочий режим, создавая тем самым тормозной момент на колёсах, при котором также вырабатывается электроэнергия, которая и подпитывает аккумулятор через распределительный энергоцентр. В этом то и утаилась вся суть «изюминки» гибридного двигателя.

В привычной же нам классике энергия, выделяемая при торможении расходуется в пустую, просто теряясь в пространстве как тепло от тормозных дисков и других деталей. Использование тормозной энергии очень эффективно в условиях города, когда частое торможение на светофорах – обычное дело. Система VDIM, которая является управляющей автомобильной динамикой, управляет работой всех автомобильных систем активной безопасности, объединяя их в единый «организм».

Пожалуй, первым удачным экземпляром, оснащённым гибридным двигателем, выпущенным в массы стал известный уже ныне «Prius» от компании Toyota. Этот чудо автомобиль расходует всего чуть более трёх литров бензина на каждые сто километров в городском режиме. Также японская компания пошла далее, выпустив свой люксовый гибридный кроссовер Lexus RX400h. Но и стоимость данного авто в среднем в пределах 70 000 у.е. Заметим, что первое поколение Toyota Prius уступало автомобилям того же класса с двигателями внутреннего сгорания по скоростным и мощностным характеристикам, в отличие от Lexus RX400h, который изначально составлял хорошую конкуренцию в своём классе.

После Toyota лидирующие мировые автомобильные концерны тоже не оставили без внимания использование гибридных двигателей, так как в этом было увидено решение глобальной проблемы загрязнения природной среды и топливной экономии. И так последовало объявление о создании гибридной грузовой и транспортной техники от компании Volvo Group. По их расчётам выпуск данной продукции со временем сократит потребление топлива на целых 35%.

Но при всём величайшем желании и расчётах автомобильных концернов, автомобили с гибридными двигателями пока что не раскупают по всему миру как горячие пирожки. Популярность гибридных автомобилей набирает обороты лишь в Канаде и Штатах. Спрос на гибриды среди американского населения вырос из-за резкого подорожания топлива, которое нещадно палили раньше. Ведь американский автопром всегда славился своими «мускул-карами» с невероятно мощными моторами и огромным потреблением горючей жидкости. Европейские автолюбители к автомобилям с гибридными двигателями отнеслись в целом нейтрально. Там заправляет достаточно экологичный и более экономичный, заслуживший доверие ветеран, — дизель.

Большая часть автомобилей Европы заправляются дизелем, что нельзя сказать о США. Более того автомобили с дизельными двигателями гораздо дешевле гибридных, к тому же проще и надёжнее в своей конструкции. Ведь всем известен такой постулат: «чем сложнее сконструирована система, тем менее её надёжность». Именно этот фактор и определяет количество гибридных автомобилей на территории нашей страны. Официально такие автомобили к нам не поставляют, а проблема СТО просто неминуема в случае поломки. Профильных СТО по ремонту гибридных двигателей попросту нет в нашей стране. А самостоятельно такой аппарат, думаем, вряд ли кто-то возьмётся чинить.

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

Итак, мы с Вами вкратце рассмотрели, что такое гибридный двигатель и почему его применение не настолько распространено в мире, как того бы хотелось. Теперь хотелось бы «копнуть» поглубже и рассмотреть схему его строения. А ведь их существует три. Предлагаем начать с простейшей схемы, которая вызывает у нас наименьший интерес – это последовательный гибридный двигатель.

Последовательная схема гибридного двигателя

В данной схеме запуск автомобиля происходит от электрического мотора. Двигатель внутреннего сгорания находится в связке с генератором, питающим батарею аккумулятора. Гибридные автомобили с последовательной схемой силового агрегата (Plug-inHybrid), зачастую, выпускаются с возможностью подключения к электрической сети по окончанию поездки. Наличие данной функции подразумевает использование аккумуляторных батарей с большой энергоёмкостью, что существенно сокращает затраты топлива на использование двигателя внутреннего сгорания, что в свою очередь сокращает количество вредных выбросов в атмосферу. К таким автомобилям можно отнести Chevrolet Volt и Opel Ampera. Их так же называют электромобили с широким радиусом действия. Эти автомобили могут ехать лишь питаясь от аккумуляторной батареи со скоростью 60 км/ч и используя энергию генератора, приводящего в действие бензиновый двигатель целых 500 километров.

Параллельная схема гибридного автомобиля

При данной схеме параллельно подключенные двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель устанавливаются таким образом, что могут работать как отдельно друг от друга, так и вместе. Такой эффект достигается благодаря конструкции агрегата, в которой бензиновый двигатель, электромотор и трансмиссия соединены автоматически управляемыми муфтами. Автомобиль с такой схемой гибридного двигателя использует электромотор небольшой мощности, примерно в 20 кВт. Его основной задачей является добавление мощности ДВС во время ускорения автомобиля.

В большей части подобных конструкций электромотор устанавливается между двигателем внутреннего сгорания и Он так же выполняет функции генератора и стартера. Известнейшими представителями среди автомобилей с последовательной схемой гибридного двигателя являются BMW Active Hybrid 7, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Данная схема появилась благодаря проявлению инициативы компании Honda с её системой Integrated Motor Assist — IMA. Работу данной системы можно подразделить на несколько характерных режимов:

— работа от электродвигателя;

Совместная работа электромотора и ДВС;

Работа от ДВС с параллельной зарядкой аккумуляторной батареи при помощи электромотора, который выполняет функцию генератора;

Подпитка аккумулятора в период рекуперативного торможения.

Последовательно-параллельная схема гибрида

В данной схеме электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания связываются при помощи планетарного редуктора. Это позволяет одновременно передавать мощность от каждого из моторов на ведущие колёса в соотношении от 0 до 100% от номинальной мощности. Последовательно-параллельная схема отличается от предыдущей тем, что на первой установлен генератор, который создаёт энергию для работы электромотора.

Известными представителями автомобилей с такой схемой гибридного двигателя являются Toyota Prius, Ford Escape Hybrid , Lexus RX 450h. В данном сегменте «гибридного» рынка лидирует компания Toyota со своей системой Hybrid Synergy Drive — HSD. Силовой агрегат системы Hybrid Synergy Drive представлен следующим образом:

— ДВС связывается с планетарным редуктором;

Электродвигатель, который присоединён к коронной шестерне планетарного редуктора;

Солнечная шестерня планетарного редуктора соединенная с генератором.

Двигатель внутреннего сгорания работает в цикле Аткинсона, а значит на низких оборотах он вырабатывает малую мощь, результатом чего является лучшая топливная экономичность и меньшее количество выхлопных газов.

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

Положительные стороны гибридных двигателей

1. Самым важным плюсом автомобилей с гибридными двигателями является их экономичность. Топливный расход у таких автомобилей на 25% меньше чем у классических машин с двигателем внутреннего сгорания. А в условиях нашей ситуации с постоянно повышающимися цена на бензин это очень важный фактор.

2. Следующий не менее важный пункт Следующий по важности пункт среди положительных сторон гибридных двигателей – это экологичность. Гибридные автомобили наносят гораздо меньше урона нашей экологии чем классические. Это достигается благодаря более рациональному топливному расходу. А при полной остановке автомобиля, ДВС прекращает работать, передавая бразды правления электрическому мотору. Следовательно во время остановок гибридного автомобиля атмосфера не загрязняется выбросами СО2.

3. Батареи гибридных двигателей подзаряжаются от бензинового двигателя, чего нельзя сказать об электромобилях, что делает запас хода топливного двигателя гораздо большим. И ещё он может дольше обходиться без дозаправки.

4. Современные гибридные автомобили ничуть не уступают аналогичному классу традиционных по всем основным характеристикам. Так что развеем этот миф, которому многие, скорее всего верят.

5. В городских условиях с частыми остановками гибридные автомобили работают как электромобили.

6. Стоя на месте автомобиль с гибридным двигателем полностью бесшумен, так как он работает только на электродвигателе.

7. Заправка гибрида осуществляется бензином и таким же образом, как и традиционного автомобиля.

Минусы гибридных автомобилей

В мире нет ничего идеального, а значит и гибридные двигатели тоже имеют свои минусы.

1. И основным минусом является дорогой ремонт. Так как конструкция таких двигателей очень сложна, то и найти специалиста, который займётся устранением проблем, очень сложно. Этим и объясняется большая стоимость обслуживания гибридов.

2. Аккумуляторы, установленные на гибриды подвержены саморазрядке. Также они не переносят резких перепадов температур. А срок службы их сильно ограничен. Но до сих пор пока не выяснили то, какое влияние на окружающую среду оказывают аккумуляторы из-за чего утилизировать их является проблемной задачей.

Очевидно, конечно, что гибридные двигатели имеют больше плюсов чем минусов, но в нашей стране они не прижились пока что. Первая причина для этого – цена. Стоимость в Украине популярной Toyota Prius составляет от 850 000 гривен. А ведь он не только самый-самый в своей популярности, но и самый дешёвый. Также в России планировалось наладить выпуск гибрида под названием «Ё-мобиль», но проект был свёрнут. На сегодня самым мощным автомобилем с гибридным двигателем является BMW ActiveHybrid X6.

Борьба за экологию в наше время идёт полным ходом и очень рьяно, в связи с чем автолюбителей стимулируют к приобретению автомобилей с гибридными двигателями. Так в Америке владельцам таких автомобилей предоставляются определённые льготы и бесплатные места на парковках. В нашей стране также планируются вводиться похожие законы, в частности будут уменьшены пошлины на импорт автомобилей с гибридными двигателями. Бензиновые двигатели уже понемногу отходят на задний план, утрачивая свои позиции. И гибридные двигатели – один из основных шагов, которые предпринимаются для этого. Но пока ценовая категория этих автомобилей остаётся на том же уровне, спрос на них будет малый.

О ценах на авто с гибридными двигателями

Как и всё новое, необычное и интересное, автомобили с гибридными двигателями отличаются от своих классических собратьев большей стоимостью. Сегодня гибридные автомобили гораздо превышают в стоимости автомобили с аналогичными характеристиками, но с бензиновыми двигателями. Например, гибридная Toyota Camry превосходит по стоимости своего бензинового собрата почти на 7 000 долларов. Стоимость гибридной Honda Civic возросла на 4 000 долларов по сравнению со своей традиционной моделью. Lexus GS 450h – это прекрасный динамичный (от 0 до 100 всего за 5,9 секунд) автомобиль, который ещё и гораздо экономичнее аналогичных по мощности седанов с восьмицилиндровыми двигателями. Топливный расход этого автомобиля приблизительно 8 литров на 100 километров в смешанном цикле. Средняя розничная цена на этот автомобиль в Украине в среднем будет составлять около 80 000 долларов.

На тему внедрения гибридных автомобилей, конечно, можно рассуждать долго и занимать определённые позиции и отстаивать свои точки зрения, но ясно одно – будущее не за горами и скоро этот скачок будет совершён. Перемены в автомобилестроении грядут грандиозные! И надеемся это будет то, что нужно всем нам.

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Идею соединить два агрегата (двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель) новой не назовешь. В 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производство авто с гибридными двигателями, а немногим позднее американская General Electric выпустила первый гибрид с бензиновым четырехцилиндровым двигателем. Но тогда такое новшество оказалась экономически нецелесообразным. Топливо было дешевым, а мощность автомобиля-гибрида уступала мощности традиционных моделей. Но времена изменились. Топливо дорожает, экологическая обстановка ухудшается. Автомобили со смешанными силовыми агрегатами стали актуальными и начали набирать популярность.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают .

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Такая схема, как правило, применяется в маломощных автомобилях (малолитражках). Но используемый аккумулятор имеет большую емкость, с возможностью зарядки от обычной электросети. Большая емкость АКБ позволяет минимизировать использование ДВС, то есть автомобиль может двигаться на электродвигателе, который питается только от аккумулятора. Chevrolet Volt – это одна из моделей автомобилей, в которой использована последовательная схема гибрида.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid – это представители полного гибрида.

Положительные стороны гибридных двигателей

Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

Высокая стоимость автомобиля.
Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Внешне автомобили с гибридными силовыми агрегатами не отличаются от классических бензиновых собратьев. Конечно, если бы модели автомобилей с гибридными двигателями имели такую же стоимость, как аналоги с ДВС, а обслуживание не вызывало сложностей, вряд ли кто отказался бы от такой машины. Но на данный момент реалии таковы, что разница в цене гибрида и аналога составляет в среднем 4000 долларов. Даже если взять в расчет все плюсы таких машин, включая экономию топлива, то разница все равно будет несоразмерная. Если не будет поломок, а пробег будет значительным, машина окупится в лучшем случае лет через пять. Такое положение вещей не вселяет оптимизма. Но как говорится: «Сколько людей – столько и мнений», поэтому выбор всегда остается за конкретным человеком.

Идея создания гибридного автомобиля с использованием электрического мотора появилась больше 100 лет назад. Гибридные автомобили выполняют несколько основных функций:

Экономия дорогостоящего бензина за счет его замены использованием электродвигателя.
Гибридные автомобили являются более экологическими по сравнению с классическими бензиновыми.
Увеличение расстояния, преодолеваемого на гибридном двигателе за счет использования двух источников энергии.

Гибридные автомобили и их устройство

Существуют умеренные и полные гибридные автомобили. Конструкция умеренных гибридов использует бензиновый двигатель как основной, а электрический источник питания подключает как подстраховку в редких случаях. Полные же гибриды подразумевают возможность использования альтернативного источника питания в качестве основного двигателя.

Конструкции автомобилей с гибридным двигателем

Существует несколько видов конструкций гибридов, отличаемых по способу подключения двигателя:

Автомобили с последовательной схемой подключения. В рамках схемы использован двигатель внутреннего сгорания малой мощности, подключенный к электрогенератору. Электромотор приводит машину в движение и является основным двигательным механизмом. Модели гибридных автомобилей с такой схемой — Chevrolet Volt, а также Opel Ampera. В таких автомобилях используют электрические батареи увеличенной емкости.

Последовательная схема подключения узлов

Параллельная схема подключения. В рамках данной схемы могут работать вместе и по отдельности как бензиновый, так и электрический двигатели. В основном используется электромотор мощностью 20 Вт, которая возрастает при увеличении скорости автомобиля.

Параллельная схема подключения узлов

Смешанная, последовательно-параллельная схема. Принцип построения такого двигателя схож с двигателем с параллельной схемой, но в смешанную схему добавлен генератор, от которого питается электромотор.

Последовательно-параллельная схема подключения узлов

Как работает гибридный двигатель?

Когда машина начинает движение, расходуется запас электромотора и аккумулятора. На высокой скорости к работе электрических источников энергии подключается бензиновый двигатель. В результате работы бензинового двигателя образуется некий излишек энергии, который подзаряжает генератор. От генератора питается электромотор, а он, в свою очередь, подзаряжает аккумулятор .

При торможении используется принцип рекуперативного торможения – электромотор в этом случае выполняет функцию генератора, подпитывая аккумулятор. Таким образом, энергия, полученная в результате торможения, используется на благо автомобиля.

Устройство гибридного автомобиля

Гибридный авто состоит из следующих основных узлов:

Бензиновый двигатель (двигатель внутреннего сгорания). Но в гибридных автомобилях, в отличие от классических, ДВС маломощный, так как используется в тандеме с электромотором.
Электрический двигатель. Альтернативный источник энергии для автомобиля. Часто в таких двигателях используется технология рекуперации – электромотор работает не только в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. Он также выполняет функции генератора, накапливая энергию во время торможения и спуска с возвышенностей.
Генератор предназначен для производства электроэнергии.
Аккумуляторные батареи хранят запас электроэнергии для электродвигателя.
Топливный бак используется для хранения бензина для ДВС.
Коробка передач позволяет управлять как ДВС, так и электродвигателем.

Устройство гибридного авто на примере Toyota Prius

Автомобиль гибрид предназначен, в первую очередь, для эффективного использования энергоресурса. Для достижения этого эффекта используется несколько приемов:

Используется энергия торможения за счет технологии рекуперации.
Бензин экономится за счет переключения механизма на работу электромотора.
При производстве машины гибрида используют легкие материалы, которые облегчают конструкцию, тем самым уменьшая потребление ресурсов.
Эффективно используются аэродинамические свойства материалов и конструкций.

Индустрия гибридных авто активно развивается, ведь пока мы не можем говорить о совершенстве данных конструкций и их доступности. Рассмотрим более подробно некоторые преимущества и недостатки конструкций гибридных автомобилей:

Экономия при расходе топлива и энергоресурсов. Несомненный плюс гибридов – сокращение расходов, к тому же электромотор может самостоятельно производить энергию.
Экология. Гибриды существенно меньше вредят окружающей среде, чем классические автомобили.
Дальность пробега. Гибридные автомобили заправляют гораздо реже, чем обычные бензиновые.
Аккумуляторные батареи гибридов гораздо легче и удобнее в использовании, чем батареи электрических автомобилей.
Электродвигатель работает практически бесшумно.
Гибридный автомобиль может обходиться без ДВС на городских улицах.

Но существуют и некоторые недостатки, связанные с гибридными машинами:

Аккумуляторы электродвигателей должны постоянно эксплуатироваться, в противном случае срок из действия сокращается. Кроме того, они способны самостоятельно разряжаться, не переносят резких перепадов температур. Еще не развита инфраструктура предприятий, способных правильно утилизировать эти элементы.
Сложная конструкция двигателя делает его ремонт сложным и дорогостоящим. Часто детали невозможно отремонтировать и приходится заказывать новые у производителей, что затягивает процесс ремонта.
Гибридные двигатели работают в основном с бензиновыми автомобилями, хотя использование дизельного топлива экономически более выгодно.
Стоимость автомобилей с гибридными двигателями гораздо выше средней на рынке. Такое дорогое приобретение не всем по карману.

Не смотря на некоторые недостатки, отрасль производства гибридных автомобилей динамично развивается и совершенствуется. С каждым новым сезоном производители представляют лучшие гибридные автомобили , обладающие более широким набором функций и более доступными для автолюбителей.

дорога в будущее или взгляд назад / Цифровой автомобиль

⇡#Классификация и определение гибридов

Мы уже разобрались с историей появления гибридных автомобилей, рассмотрели первые массовые модели и вплотную подошли к изучению современных предложений, однако так и не дали точного определения гибрида. Само слово «гибрид» было введено задолго до появления соответствующих транспортных средств. Определение происходит от латинского «hibrida», что означает «помесь». Этот перевод как нельзя точно передает суть гибрида. Раньше (впрочем, как и сегодня) так называли животных и растения, которые произошли от скрещивания разных пород и видов. При переходе к автомобильной тематике сущность почти не меняется. Гибрид – транспортное средство, которое имеет силовую установку смешанного типа. Зачастую под гибридным двигателем подразумевается интеграция ДВС и электромотора, однако это можно считать лишь частным случаем. Чем Honda FCX Clarity не гибрид? В этом автомобиле нет двигателя внутреннего сгорания, зато в наличии водородный и электрический двигатели. Таким образом, под гибридом можно подразумевать любое транспортное средство, в котором производить энергию могут как минимум два раздельных устройства, причем энергия эта может быть использована для приведения транспортного средства в движение. Поправка в конце обязательна, иначе гибридом становится любой современный автомобиль, ведь в каждом есть электрический генератор.

Теперь о классификации. Первая напрашивается сама — по типу силовой установки. Мы уже определили, что работать в паре с электромотором может не только ДВС. Когда-то это были паровые двигатели, сегодня можно встретить водородные. Даже велосипед с электромотором – гибрид, роль запасного источника энергии выполняет мускульная сила человека.

Второй принципиальный признак, позволяющий разделить гибридные транспортные средства по категориям, это тип взаимодействия двигателей. Сегодня различают последовательное, параллельное и последовательно-параллельное (смешанное) подключение. Аналогия с электротехникой и соединением проводников. Этот параметр является одним из важнейших в устройстве гибрида, от него зависят возможности и сам принцип функционирования, поэтому рассмотрим его достаточно подробно.

⇡#Параллельные гибриды

Гибридные автомобили с параллельным включением ДВС и электромотора имеют механическую связь между трансмиссией и обоими типами двигателей. Зачастую электромотор в таких автомобилях располагают непосредственно на коленчатом валу ДВС, хотя он может быть подключен к единой трансмиссии отдельным сцеплением или муфтой. В результате основной функционал возложен именно на двигатель внутреннего сгорания. Электромотор может включиться в работу, в этом случае мощность агрегатов будет суммироваться. Зарядка аккумуляторных батарей возможна как от ДВС, так и в рекуперативном режиме. Роль генератора выполняет электромотор, он же зачастую заменяет стартер. Основной плюс гибридов с параллельным включением – экономичность.

Недостатки параллельного включения вытекают прямо из его особенностей. Если электромотор расположен на коленчатом валу, то без использования ДВС автомобиль не сможет поехать. То есть о передвижении в режиме электрокара речи идти не может. Плюс к этому даже если функционирование электромотора не требуется, его ротор будет вращаться. Исключение – автомобили с интегрированным дополнительным сцеплением. Для совмещения крутящего момента от двух источников в этом случае используется дифференциал.

Красноречивым примером параллельного гибрида может служить Honda Insight. С момента появления в 1999 году внешний вид автомобиля значительно изменился, внесены и инженерные нововведения, но схема функционирования осталась неизменной.

⇡#Последовательные гибриды

Последовательные гибриды располагаются несколько ближе к электрокарам, хотя без двигателя внутреннего сгорания они тоже далеко не уедут. В отличие от параллельного включения ДВС и электромотора, рассмотренного нами выше, в данной связке бензиновый двигатель не имеет какой-либо связи с колесами. Функционал очень близок к электрокару, ведь именно электромотор приводит автомобиль в движение. Двигатель внутреннего сгорания в данном случае лишь заряжает аккумуляторные батареи. В итоге последовательные гибриды сохранили черты как электрокаров, так и автомобилей с ДВС: они по-прежнему могут преодолевать большие расстояния, процесс заправки прост и быстр, но экономия топлива в городских пробках и рекуперативное торможение значительно повышают эффективность. Существенный недостаток параллельных гибридов – мощность электромотора и ДВС невозможно сложить, а в случае полной разрядки аккумуляторных батарей продолжать поездку некоторое время нельзя: требуется время для зарядки.

В скором времени начнется производство активно продвигаемого Chevrolet Volt. Это последовательный гибрид в чистом виде. Приживется ли такой тип автомобилей в США – большой вопрос.

Довольно значительно от последовательного и параллельного включения двигателей отличается устройство самого популярного гибридного автомобиля – Toyota Prius. Тут нет механической и автоматической КПП, не найти и вариаторную трансмиссию. Передачу крутящего момента осуществляет планетарная передача. Японцы не изобрели эту конструкцию, она уже давно применяется в различных сферах индустрии. В том числе автомобильной, ведь гидротрансформаторные АКПП имеют в наличии планетарную передачу. Заслуга инженеров Toyota в том, что именно они использовали этот механизм в подобном применении, не в составе конструкции, а в качестве полноценной трансмиссии. Теперь выясним, как функционирует данный агрегат.

Планетарная передача – набор связанных шестерней. По центру расположена солнечная шестерня. Она сцеплена с четырьмя сателлитами, которые находятся в фиксированном друг относительно друга положении. Связующим элементом выступает водило. Зубья самой большой кольцевой шестерни связаны с сателлитами. Конструкция довольно проста механически, однако ее устройство предоставляет огромные возможности по передаче и суммированию крутящего момента.

Относительно конкретного применения планетарной передачи в Toyota Prius можно рассуждать долго. Вариантов функционирования уникальной трансмиссии немало, подробный обзор заслуживает отдельного материала, поэтому вкратце обозначим лишь основные возможности. Каждый элемент планетарной передачи соединен с отдельным устройством: водило с ДВС, солнечная шестерня с первым электромотором, а кольцевая шестерня – со вторым. Именно кольцевая шестерня через редуктор связана с колесами. В результате становится возможным очень гибкое соединение и универсальное разделение между ДВС и электродвигателями, при этом Prius может выполнять функции как параллельного, так и последовательного гибрида. Японцы смогли интегрировать все возможные режимы в компактном устройстве. В зависимости от требования Toyota Prius может ехать только на элекротяге, только за счет ДВС, использовать оба мотора одновременно, разделять крутящий момент ДВС между колесами и генератором… Всё вместе японцы называют Hybrid Synergy Drive, а саму планетарную передачу – Power Split Device, устройство по распределению энергии.

⇡#Смешанный тип подключения

В последнее время стали появляться гибридные автомобили, которые трудно отнести к какому-либо из описанных видов. В чем основная разница между параллельными и последовательными гибридами? Очевидно, в разграничении прав двух двигателей. А если подобная процедура не требуется? Можно, например, привязать ДВС к передней оси автомобиля, а электромотор посадить на заднюю. В итоге каждый агрегат получает практически полную независимость, необходимо только немного скоординировать действия каждого мотора. Такой вариант довольно прост и дешев: не требуется распределяющее устройство или специфическая трансмиссия. Любой автомобиль можно сделать таким гибридом, требуется лишь установить дополнительное оборудование на заднюю ось (если он переднеприводный с передним расположением ДВС) и связать все компоненты с электронным мозгом.

К недостаткам подобных гибридов можно отнести невозможность зарядки аккумуляторных батарей от ДВС. Только рекуперативная система торможения или подключение к розетке. К представителям нового вида гибридных автомобилей относится Peugeot 3008 HYbrid4, который анонсировали совсем недавно.

⇡#Классификация по типу батарей

Разграничить гибридные автомобили можно и по третьему признаку – типу емкостных батарей. В зависимости от используемых в аноде, катоде и электролите химических элементов изменяются и показатели аккумуляторов. В настоящее время в серийных гибридах можно обнаружить никель-металл-гидридные, литий-металл-фосфатные, литий-полимерные и литий-ионные батареи. Наибольшее распространение, безусловно, получил последний тип. Сегодня основной целью производителей аккумуляторов является повышение удельной емкости (емкости на единицу массы). Однозначного фаворита в этой группе определить сложно, каждый из химических источников тока еще далек от своих теоретических пределов. Определенно, именно от возможностей аккумуляторов во многом зависят способности гибридных автомобилей. Но значительное повышение эффективности аккумуляторов может сделать электрокары приоритетным видом транспорта, а тогда целесообразность гибридных автомобилей ставится под вопрос.

⇡#Выбор гибрида

Уже столько сказано про историю развития гибридных автомобилей и их устройство, но вопрос покупки подобного транспортного средства остается открытым. Выгодны ли гибриды? Удобны ли они в эксплуатации? Какие трудности ждут владельца гибридного автомобиля? И главное: какой гибрид выбрать? В августе в рамках еженедельного обзора новых технологий автомобильной промышленности мы рассмотрели отчет британской автомобильной ассоциации British Columbia Automobile Association, в котором специалисты скрупулезно подсчитали экономический эффект от покупки автомобиля с двумя типами двигателей. Результат обескураживающий: из 16 рассмотренных моделей лишь одна вышла в плюс в сравнении с ближайшим бензиновым аналогом. Почему получилось так, что автомобили с меньшим расходом топлива бьют по кошельку сильнее? Несмотря на неутихающие споры в обществе автомобилистов, гибрид по определению технически сложнее аналогичного автомобиля с единственным бензиновым ДВС. И хотя электромотор устроен довольно просто, он все же требует периодической проверки и планового технического обслуживания. В результате регулярный осмотр в официальном сервисе заметно облегчит кошелек. К тому же век емкостных батарей недолог — в зависимости от устройства и условий эксплуатации их срок жизни может длиться от нескольких лет до десятилетия. Замена аккумуляторов – процедура не из дешевых. Вот и получается в итоге: экономишь на одном, тратишь на другом. Покупать гибрид с прицелом на экономию нельзя.

Кто определенно будет доволен покупкой автомобиля со смешанным силовым агрегатом, так это любители высоких технологий. Короткие пробежки на электродвигателе (доступно не для всех гибридов), обилие информационных дисплеев, бесшумное перемещение в пробке. Все это, безусловно, доставит удовольствие техноманьяку. Что еще более приятно, так это удивление друзей, коллег и просто соседей по потоку — восхищенные взгляды окружающих дорогого стоят.

Вы еще не передумали приобретать гибрид? Тогда вам может пригодиться следующая таблица, в которую мы включили основные данные о 25 гибридных моделях: стоимость, форм-фактор, расход топлива. Дополнительно отмечено время разгона с 0 до 100 км/ч, эта цифра обязательна для понимания технических способностей автомобиля.

Полностью доверять цифрам нельзя: не всегда производитель заявляет полные официальные спецификации, а условия тестов могут отличаться. В целом, если отбросить невероятные характеристики самого экономичного, самого дорогого и в то же время самого быстрого Porsche 918 Spyder Hybrid, который еще не поступил в продажу, собранные данные вполне справедливы. Желающим максимально сэкономить можно порекомендовать Toyota Prius и Honda Insight: основатели рынка все еще смотрятся довольно привлекательно. Выбирать гибридные внедорожники Cadillac Escalade или Chevrolet Tahoe можно только ввиду комплектации, вряд ли электромотор существенно повлияет на расход топлива огромных монстров. В целом же лучше вообще не разделять рынок на автомобили с ДВС и гибридные, а рассматривать все предложения, анализируя новые технические возможности лишь в качестве бонуса. Наверняка через 10-15 лет именно так и будет, большинство моделей станут гибридными, а возможность ехать некоторое время на электрической тяге станет обыденной функцией.

В заключение приведем статистику продаж. С момента появления первых современных серийных гибридных автомобилей в 1997 году и по сей день двумя основными рынками для этих транспортных средств остаются Япония и США: на их долю приходится более 90% от общего тиража. Но даже в этих странах относительный объем продаж гибридов очень мал: в июле в США гибриды составили 2,27% от общего рынка легковых автомобилей. Перейдем к конкретным цифрам.

Статистика продаж гибридных автомобилей довольно пессимистична: снижение объема практически по всем моделям. Наиболее удачным для этого сегмента рынка годом стал 2007, с тех пор продолжается планомерное уменьшение спроса. Котировки нефти на мировых торговых биржах давно отступили от максимальных значений, следовательно, можно не экономить сжигаемое топливо. Свою роль сыграл и мировой финансовый кризис.

Вместе с тем из статданных становится очевиден безоговорочный лидер рынка гибридов – Toyota Pruis. Не зря японцы инвестировали в будущее.

Несмотря на всю неоднозначность использования гибридного привода в современных автомобилях, уже в ближайшем будущем мы увидим дальнейшее развитие этой технологии. Возможно, гибрид придет и в ваш дом.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

В Россию пришли «гибриды» — Bellona.ru

Photo: photo: q_rex.livejournal.com

Обе машины, о которых идет речь, оснащены гибридным двигателем. Серия Prius начиналась с первого в мире массового гибридного легкового автомобиля, выпущенного на рынок еще в 1997 году. (Разумеется, Prius, предлагаемый сегодня российским покупателям, принадлежит к следующему поколению этой серии.) До сих пор на российском авторынке гибридные легковые машины были представлены только моделями представительского класса (серии Lexus), и приход сюда самого популярного массового гибрида по идее должен означать, что в теперь и в среднем классе обнаружился заметный интерес к машинам такого типа. А новый ликинский автобус показывает, что и российский автопром осваивает производство гибридов: впервые речь идет не об экспериментальной конструкторской разработке (каких за последние годы на российских заводах и в технических вузах было создано немало), а о модели, полностью подготовленной для серийного производства.

Несколько слов о том, что вообще такое гибридный автомобиль. Этим термином называют машины, в которых помимо обычного – бензинового или дизельного – двигателя внутреннего сгорания (ДВС) установлен еще и электродвигатель. ДВС работает и как двигатель, и как электрогенератор, заряжающий аккумуляторную батарею, от которой питается электромотор. Это позволяет эксплуатировать ДВС только в оптимальном для него режиме (на высоких оборотах), что заметно снижает расход топлива. На более низких скоростях топливный двигатель полностью отключается, и машина едет только на электрической тяге.

Кроме того, электромотор тоже может работать в режиме генератора, заряжающего батарею, что создает возможность так называемого рекуперативного торможения: при сбросе скорости кинетическая энергия автомобиля не уходит в истирание покрышек и нагрев атмосферы, а возвращается в аккумулятор. В итоге машина с гибридным двигателем тратит значительно меньше топлива. Так, например, новинка Audi – модель Q7 Hybrid расходует на 100 км пробега 9,8 л бензина, а серийный автомобиль, оснащенный таким же двигателем внутреннего сгорания V6, – 12,9 л.

Сочетание ДВС и электродвигателя с 1930-х годов применялось на железнодорожных локомотивах (дизель-электровозах), а затем – на свербольшегрузных самосвалах. С 1960-х – 70-х годов велись разработки гибридного двигателя и для легковых машин. Однако управление такой системой при быстрых и частых изменениях нагрузки (неизбежных при езде по городу) оказалось задачей настолько сложной, что справиться с ней смог только компьютер, поэтому серийный выпуск легковых гибридов начался только во второй половине 90-х. Тем более, что к этому времени заметную роль в выборе покупателей стали играть экологические требования: меньший расход топлива означает и меньшее загрязнение окружающей среды. И особенно, что важно для больших городов, при езде в пробках – на гибридных машинах ДВС в таких ситуациях вообще не включается. Кроме того, они дают меньший выброс углекислоты, вносящей вклад в глобальное потепление. Согласно прогнозу знаменитой международной консалтинговой компании McKinsey, к 2020 году на гибридном двигателе будут ездить около 15% всех грузовиков и 10 – 15% легковых автомобилей.

Однако пока что, например, в самой автомобилизированной стране мира – США – на долю гибридов приходится немногим более 2% всех продаж новых легковых машин. Дело в том, что наряду с преимуществами гибридный автомобиль обладает и рядом недостатков. При всех обстоятельствах два двигателя неизбежно будут обходиться дороже, чем один, и это не может не сказаться на цене всей машины. Тот же Toyota Prius на американском рынке стоит 20 тыс. долларов, в то время как обычные машины того же класса – 12 – 13 тыс. Конечно, затраты на гибридную машину постепенно возвращаются в виде меньших расходов на топливо. Но, как показывает практика, одного этого недостаточно: гибридные машины увеличивают свою долю в общем парке только там, где государство финансово стимулирует их приобретение. Например, в ряде стран владельцы гибридных машин освобождены от дорожного налога и платы за муниципальные парковки.

Кроме того, гибридные автомобили сложнее в ремонте: даже в США сегодня не всякий автомеханик берется за ремонт гибрида. Аккумуляторные батареи устойчиво работают в довольно узком диапазоне температур и подвержены саморазряду. Наконец, замена обычного автомобильного аккумулятора мощной батареей неизбежно выльется в увеличение потока отработанной аккумуляторной «начинки» – одного из самых неприятных и опасных загрязнителей окружающей среды.

В России эти проблемы дополнительно обостряются. Никакой государственной поддержки гибридных автомобилей в нашей стране нет, и не предвидится. Нет у нас и сколько-нибудь эффективной системы утилизации автомобильных аккумуляторов – так что вся прибавка электролитов пойдет прямиком в грунтовые и поверхностные воды, в лучшем случае – на общие свалки. Одновременно в российском среднем классе пока что не принято беспокоиться об окружающей среде – ни искренне, ни даже демонстративно. Между тем, желание показать свою приверженность защите среды – один из главных мотивов выбора гибридного автомобиля в развитых странах. И даже заведомые достоинства гибридного двигателя в России норовят обернуться недостатками: высокий КПД означает малую генерацию бросового тепла – что делает проблематичным традиционный способ обогрева салона…

Один из ведущих российских автоэкспертов, обозреватель радио «Эхо Москвы» Александр Пикуленко полагает, что все это делает перспективы гибридных легковых автомобилей в России весьма сомнительными. Что касается гибридных автобусов, тот тут все зависит от того, много ли найдется муниципалитетов, готовых платить за более экологичную машину: ведь такие автобусы неизбежно окажутся дороже обычных.

Впрочем, по мнению Александра Пикуленко, мир вообще остывает к гибридам. Интерес к ним был очень высок во времена заоблачных цен на нефть и заметно поостыл, когда эти цены упали. К тому же некоторые лидеры мирового автопрома (в частности, «Фольксваген») создали модели автомобилей с обычными дизельными или бензиновыми двигателями, но с экономическими и экологическими показателями, не уступающими гибридам. А на крупнейших автосалонах в качестве концепт-каров показывают уже в основном «чистые» электромобили на топливных элементах.

Kixx HYBRID

ОПИСАНИЕ

Kixx HYBRID — это полностью синтетическое моторное масло премиум-класса, специально разработанное для гибридных электромобилей (HEV). Масло Kixx HYBRID, созданное на основе базовых масел VHVI и высокоэффективного пакета присадок, обеспечивает оптимальную производительность, увеличивает срок службы двигателя и повышает его топливную эффективность. Кроме того, данное масло — это экологичный продукт, который минимизирует выбросы CO2 за счет снижения расхода топлива.

ПРИМЕНЕНИЕ

Гибридные электромобили (HEV ), оснащенные бензиновыми двигателями
Kixx Hybrid 0W-16: использовать только в двигателях, для которых производитель рекомендует применять моторное масло класса вязкости SAE 0W-16

ПРЕИМУЩЕСТВА

Отличная защита двигателя

Высокоэффективная противоизносная присадка и модификатор вязкости обеспечивают максимальную защиту от износа и превосходную устойчивость к сдвигу. Превосходные низкотемпературные свойства обеспечивают отличную смазку и защиту двигателя HEV, который работает в режиме частых пусков при переходе между режимами (электродвигатель — ДВС).

Максимальная топливная эффективность

Синтетические базовые масла премиум-класса и усовершенствованные модификаторы трения снижают трение, обеспечивают оптимальные характеристики двигателя и максимальную топливную эффективность. Специально разработанные вязкостные характеристики (низкий класс вязкости) улучшают текучесть масла и снижают внутреннее трение, следовательно, повышают эффективность работы двигателя.

Увеличенный интервал замены масла

Превосходная стойкость к окислению и устойчивость к сдвигу моторного масла позволяют увеличить его интервал замены.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СТАНДАРТЫ

0W-16 : API SP-RC, ILSAC GF-6B

0W-20 : API SP-RC, ILSAC GF-6A GM dexos1 Gen2

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Класс SAE	0W-16	0W-20
Плотность, кг/л при 15°C	0.85	0.85
Кинематическая вязкость, мм2/с при 40°C	30.6	31.6
Кинематическая вязкость, мм2/с при 100°C	7.0	7.5
Индекс вязкости	200	221
Температура потери текучести,°C	-44	-44
Температура вспышки, COC,°C	219	219
Упаковка (литры)	1	1

Предупреждение: данное описание (TDS) содержит типичные для выпускаемой продукции физико-химические показатели. Информация является справочной, компания оставляет за собой право вносить изменения.

CR-V Hybrid — Honda

CR-V Hybrid

Hаш новый гибридный внедорожник

Взяв за основу двухмоторную систему i-MMD, мы собрали наш первый серийный гибридный внедорожник, продаваемый в Европе, в виде совершенно нового Honda CR-V. Система Honda Hybrid Performance оснащена интеллектуальной технологией многорежимного вождения (i-MMD), состоящей из электромотора, генератора, бензинового двигателя Аткинсона и инновационной прямой трансмиссией, которые вместе обеспечивают высокие уровни экономичности и совершенства.

CR-V Black Edition появится в продаже уже в июне — смотрите подробнее.

CR-V Hybrid оснащен экономичным 2,0-литровым бензиновым двигателем i-VTEC, мощным электромотором и ионно-литиевым аккумулятором. Максимальная мощность составляет 184 л. с. (135 кВт) с крутящим моментом 315 Нм.

Вместо традиционной используется одноступенчатая трансмиссия с фиксированным передаточным числом, напрямую соединяющая подвижные узлы для более плавной передачи крутящего момента. В таком формате система более совершенна, чем планетарная e-CVT, обычно устанавливаемая в других гибридных автомобилях.

Движущая сила

Два электромотора обеспечивают высокую приемистость гибридного привода Honda i-MMD для увлекательного вождения. Но крутящий момент электромоторов — лишь одно из преимуществ, поскольку наши гибридные автомобили дают вам наилучшее из обоих миров.

Эта интеллектуальная технология привода автоматически переключается между электрической мощностью на низких скоростях и бензиновой мощностью на более высоких крейсерских скоростях, выбирая самый эффективный вариант.
Плавный и тихий
Гибрид Honda дарит ни с чем не сравнимые ощущения спокойного, мягкого старта в электрическом режиме. Бензиновый двигатель подключается настолько тихо и незаметно, что вы даже не можете сказать, работает ли он.

Зарядка не нужна
Большим преимуществом гибрида является то, что вам не нужно искать зарядную станцию или устанавливать специальную розетку дома. Двигатель постоянно подзаряжает аккумулятор в пути, достаточно только заправляться бензином. Это на самом деле так просто.
Уменьшение
Гибрид сокращает расход топлива, экономя ваши деньги. Меньший расход топлива — меньше выбросов, лучше для вашего кошелька и для окружающей среды.
Душевное спокойствие
Вы забудете обо всех проблемах на 5 лет или 100 000 км, в зависимости от того, что наступит раньше, потому что аккумулятор Honda i-MMD покрывается полной гарантией.

Умный гибрид

В городе чаще всего CR-V Hybrid будет автоматически переключаться между режимами гибридного привода и электромобиля для максимальной эффективности. В режиме гибридного привода излишки энергии, вырабатываемой бензиновым двигателем, могут также использоваться для подзарядки аккумулятора через генератор. Режим бензинового двигателя является наиболее эффективным для движения на крейсерских скоростях по автострадам.

На умеренных скоростях CR-V Hybrid обычно работает в режиме электромобиля более половины всего времени в пути, а на высоких скоростях – примерно треть времени. Контрольное программное обеспечение системы i-MMD непрерывно определяет, когда переключиться на тот или иной режим для максимальной эффективности, в зависимости от ситуации и окружающей обстановки, без участия водителя.

Система интеллектуального многорежимного привода (i-MMD) определяет, как наиболее эффективно использовать топливо и электрическую энергию, поэтому водителю не нужно самому выбирать один из трех режимов вождения: электрический привод, гибридный привод или бензиновый привод.

Режим электрического привода
В этом режиме ходовой мотор питается исключительно от аккумуляторов, обеспечивая тихое вождение с нулевыми выбросами.
Режим гибридного привода
В этом режиме бензиновый двигатель передает мощность на электрический генератор, который питает электрический ходовой мотор, поэтому излишняя мощность бензинового двигателя возвращается через генератор для подзарядки аккумуляторов.
Режим бензинового привода
В этом режиме колеса приводятся в движение бензиновым двигателем. Если вам понадобится дополнительная мощность для быстрого маневра обгона, то подключится электромотор.

Новый Honda CR-V Hybrid оснащен уникальным экраном водительского информационного интерфейса (DII), на который выводится текущее состояние привода, чтобы водитель лучше понимал, какие источники энергии используются для приведения автомобиля в движение. Показывается уровень заряда литий-ионного аккумулятора, графическое изображение потока энергии и состояние подзарядки системы.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ О ГИБРИДАХ HONDA

Что происходит, когда я запускаю автомобиль?
При запуске автомобиля бензиновый двигатель вращает электромотор, который на этом этапе работает как генератор. Он преобразует механическую энергию двигателя в электрическую энергию и накапливает ее в аккумуляторе.
Как и когда автомобиль использует только электрическую мощность?
При начальном разгоне и движении на низких скоростях, а также при движении задним ходом электромотор работает от аккумулятора, приводя автомобиль в движение. (Вы можете тихонько выехать со своего двора рано утром, не разбудив соседей). Если требуется подзарядка аккумулятора, включается бензиновый двигатель и генератор преобразует механическую энергию двигателя в электрическую энергию и накапливает ее в аккумуляторе.
Как и когда автомобиль использует только бензиновый двигатель?
Максимально эффективно бензиновый двигатель работает на крейсерских скоростях; в таких случаях он работает в одиночку, приводя автомобиль в движение и подзаряжая аккумулятор для последующего использования.

Что происходит, когда я резко ускоряюсь при обгоне?
Когда нужен быстрый разгон или дополнительная мощность, задействуются и бензиновый двигатель, и электромотор для приведения автомобиля в движения. Когда вы выжимаете газ, автомобиль подает питание с аккумулятора на электромотор для резкого повышения мощности!
Что такое рекуперативное торможение?
Система рекуперативного торможения преобразует механическую энергию торможения, которая обычно тратится впустую, в электрическую энергию и накапливает ее в аккумуляторе. При таком торможении электромотор работает в обратном порядке: вместо потребления электричества для вращения колес, он сам вырабатывает электричество.
Нужно ли заряжаться от розетки?
Гибрид Honda не нужно заряжать. Он сам постоянно подзаряжается лишней энергией бензинового двигателя и системы рекуперативного торможения: пока работает бензиновый двигатель, автомобиль вырабатывает электричество и накапливает его в аккумуляторе.

Скачать брошюруСкачать техническую информацию

Гибридные автомобили — простое руководство

гибрид [произносится

хахи -гибрид]

существительное

Вещь, сделанная из двух различных элементов.

Гибридные автомобили становятся все более и более распространенными, и здесь, в AA Thornton, мы обрабатываем патентные заявки, направленные на широкий спектр задействованных технологий.

В этой краткой статье объясняется, что именно подразумевается под «гибридом», различные типы доступных гибридных автомобилей и некоторые из задействованных технологий.

Что такое гибрид?

Обычно называемые гибридными электромобилями (HEV), как следует из определения, приведенного выше, гибридный автомобиль — это просто автомобиль, для движения которого используются два разных источника энергии. Два разных источника энергии — это обычно бензин и электричество (наиболее распространены в США) и дизельное топливо и электричество (которые можно найти в Европе).

Существует три основных типа гибридных автомобилей; полных гибридов , мягких гибридов и подключаемых гибридов .

Полногибридный (FHEV) может работать только от двигателя внутреннего сгорания (т. Е. Дизельного / бензинового), электродвигателя (т. Е. Питания от батарей) или их комбинации. Toyota Prius — наиболее известный пример этого. Полный гибрид не подключается для подзарядки; аккумулятор заряжается за счет работы двигателя внутреннего сгорания.
Мягкий гибрид имеет электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, которые всегда работают вместе. Примером этого является гибрид Honda Accord.Мягкие гибриды не могут работать только в электрическом режиме или только в режиме двигателя внутреннего сгорания; двигатели / моторы всегда работают параллельно.
Подключаемый гибрид (PHEV), как следует из названия, требует подключения к электросети для полной зарядки аккумулятора. PHEV могут работать только в электрическом режиме.

Технология задействована

Все три типа гибридов имеют общие функции для работы. Цель гибрида — максимально использовать электрическую часть трансмиссии без ущерба для производительности.Снижаются вредные выбросы и повышается топливная экономичность автомобиля. Это связано с тем, что электродвигатель более эффективен, чем двигатель внутреннего сгорания, и не производит вредных выбросов.

Исключением из этой цели могут быть La Ferrari, McLaren P1 и Porsche 918. Эти высокопроизводительные автомобили используют свои электродвигатели для достижения максимальной производительности, а не для максимальной эффективности и экологичности.

«Мы хотели использовать гибридную технологию для повышения производительности, как в F1, а не просто для снижения расхода топлива и выбросов»
Роберто Федели, технический директор Ferrari

Как упоминалось выше, для питания электрической части гибридного двигателя гибридное транспортное средство должно иметь аккумулятор.Размер аккумулятора зависит от того, насколько от него рассчитан автомобиль, а способ перезарядки зависит от размера аккумулятора.

Например, подключаемый к сети гибрид может частично заряжаться во время движения автомобиля, но обычно его необходимо подключить к электросети, чтобы полностью зарядить его большую батарею. Для двигателя внутреннего сгорания неэффективно полностью заряжать аккумулятор на ходу.

Меньшие батареи в полных и мягких гибридах можно заряжать несколькими способами:

Рекуперативное торможение

Без такой системы эта кинетическая энергия будет потеряна — в основном в виде тепла, поскольку тормозные колодки автомобиля нагреваются из-за трения тормозной колодки о тормозной диск.

Стоп-старт

Существует множество различных типов систем стоп-старт, которые мы не будем рассматривать в этой статье, но, по сути, система стоп-старт автоматически выключает двигатель каждый раз, когда автомобиль останавливается (например, на светофоре) и перезапускается. это мгновенно при нажатии на педаль акселератора.

Значения

миль на галлон (MPG) можно заметно улучшить, исключив из поездки работу двигателя на холостом ходу.

Управление двигателем

Гибридные автомобили также часто включают в себя системы управления двигателем, которые позволяют двигателю приводить в действие электродвигатель / генератор на определенных участках цикла движения, где он может это делать наиболее эффективно — таким образом, заряжая аккумулятор.

Топливная эффективность гибридного автомобиля также может быть улучшена за счет оптимальной настройки двигателя и трансмиссии, например:

Цикл Аткинсона

Полные гибриды чаще всего используют «цикл Аткинсона». Это рабочий цикл четырехцилиндрового двигателя, предназначенный для повышения эффективности за счет уменьшения мощности за счет сокращения тактов впуска и сжатия.

С добавлением электродвигателя для заполнения пробелов водитель не чувствует, что у транспортного средства недостаточно мощности.

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

CVT — это эффективная автоматическая трансмиссия, в которой передаточные числа изменяются более стабильно.

Это позволяет двигателю работать в наиболее экономичном диапазоне оборотов, тем самым увеличивая расход топлива на газ.

Полный гибрид (FHEV)

например Форд Фьюжн Гибрид, Тойота Приус, Хонда Аккорд Гибрид

FHEV используют все технологии, описанные выше, и являются наиболее экономичным типом гибридных транспортных средств.Они также могут работать в последовательном режиме , параллельном режиме или полностью электрическом режиме .

Полностью электрический режим не требует пояснений и обычно используется FHEV на низкой скорости (например, до 30 миль в час). В последовательном режиме также используется электродвигатель для привода колес, но двигатель внутреннего сгорания используется одновременно с бортовым генератором. В параллельном режиме двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель используются вместе для приведения в движение колес.

Мягкий гибрид

эл.г. Peugeot 308 e-HDi, Ferrari LaFerrari, Chevrolet Malibu

Мягкий гибрид ограничен параллельным режимом, поэтому его действительно можно рассматривать как имеющий аккумулятор и вспомогательный двигатель. Электродвигатель недостаточно мощный, чтобы приводить колеса в движение на любой реальной скорости без помощи двигателя внутреннего сгорания.

Мягкие гибриды обычно имеют стоп-старт и рекуперативное торможение, но не способны к показателям MPG FHEV.

Гибридный плагин

напримерAudi A2 E-Tron, BMW i8, Ford C-Max Energi, Kia Optima, Porsche Cayenne S, McLaren P1

Обычно подключаемые гибриды используют все технологии FHEV, но имеют аккумулятор большей емкости, который можно подключить к сети для зарядки (например, на ночь). Диапазон, в котором они могут двигаться в полностью электрическом режиме, выше, чем в среднем FHEV.

Высокопроизводительные гибриды

например McLaren P1, Ferrari LaFerrari и Porsche 918 Spyder

Наконец, как уже упоминалось выше, не обязательно, чтобы все гибридные автомобили были ориентированы на максимальную топливную экономичность.Другая ветвь гибридов использует эту технологию для повышения производительности.

LaFerrari (определяется как «мягкий гибрид» из приведенного выше списка) заряжает свои батареи во время торможения или каждый раз, когда двигатель внутреннего сгорания создает больший крутящий момент, чем требуется, например, во время поворота.

Избыточная энергия (сохраненная в батареях) может быть использована для повышения мощности при следующем ускорении водителя.

LaFerrari может проехать около 14 миль в чисто электрическом режиме, но Ferrari ограничила максимальную скорость в режиме полной батареи до 3 миль в час.Как сказал Роберто Федели (технический директор Ferrari):

«Вы можете выйти из гаража в автономном режиме, но это все. Этот автомобиль разработан для экстремальных характеристик “

Если вам нужна дополнительная информация по любому из вышеперечисленного или вы хотите обсудить события в автомобильном мире, не стесняйтесь обращаться к одному из наших опытных юристов в секторе инженерных, физических и механических устройств.

Категория: Последние идеи, новости | Автор: Стюарт Гринвуд | Опубликовано: Сентябрь 2017 г. | Читать далее

Понимание гибридных автомобилей: 4 основных типа

Хотя почти все слышали о гибридных автомобилях, большинство людей фактически не знают о различных типах, представленных на рынке.В этой статье мы рассмотрим четыре основных типа гибридных автомобилей и опишем, что делает каждый из них уникальным.

Мягкие гибриды

Одна из новейших инноваций в гибридной технологии — это «мягкая» гибридная система. Как следует из названия, мягкая гибридная система обычно не будет приводить в движение автомобиль только на электроэнергии. Вместо этого система используется для небольшого наддува бензинового двигателя транспортного средства, обычно при ускорении с полной остановки, и для облегчения нагрузки от энергоемких систем, таких как кондиционер, на бензиновый двигатель.Мягкие гибриды, обычно представляющие собой электрические системы на 48 вольт, не нуждаются в подключении. Вместо этого аккумуляторы заряжаются за счет комбинации мощности от бензинового двигателя и энергии, восстанавливаемой при торможении транспортного средства (также известное как рекуперативное торможение. ).

Мягкие гибридные системы имеют много разных названий, но наиболее распространенными примерами являются eAssist (General Motors), eTorque (Fiat / Chrysler) и EQ Boost (Mercedes).

Полные гибриды

Подобно мягким гибридам, полногибридные автомобили также оснащены как бензиновым двигателем, так и электрическим компонентом.Однако электрический компонент в полностью гибридном автомобиле способен выдерживать гораздо большую нагрузку, чем у легкого гибрида. Большинство полных гибридов действительно могут работать на некотором расстоянии исключительно от электроэнергии. Обычно это происходит на более низких городских скоростях, но это одна из причин, по которой вы можете увидеть, что показатель City MPG полного гибрида выше, чем его рейтинг MPG на шоссе (тогда как в стандартных автомобилях с бензиновым двигателем все наоборот).

Когда дело доходит до полногибридных автомобилей, существует два основных типа силовых агрегатов; Параллельные гибриды и гибриды серии.

У параллельных гибридов двигатель может приводиться в действие одним из трех способов: напрямую от двигателя, напрямую от электродвигателя или от обеих систем, работающих вместе.

В серийном гибриде колеса приводятся в действие исключительно от электродвигателя, причем бензиновый двигатель обеспечивает питание электродвигателя, что-то вроде генератора. Бензиновый двигатель никогда не приводит в движение колеса.

С развитием гибридных технологий некоторые автомобили работают как комбинация этих двух (метко названных «последовательно-параллельными» гибридами), при этом бортовая компьютерная система выбирает наиболее эффективный способ работы в любой момент времени.

Полные гибриды заряжают свою аккумуляторную систему практически так же, как и мягкие гибридные системы, за счет энергии от бензинового двигателя, а также за счет рекуперативного торможения.

Подключаемые гибриды

Все гибридные автомобили, которые мы обсуждали до сих пор, заряжают свои батареи исключительно внутренними средствами. Основное отличие от подключаемых гибридов заключается в том, что эти автомобили могут заряжать свои батареи как от внешних, так и от внутренних зарядных устройств. В результате подключаемые гибриды обычно имеют больший запас хода только на электричестве, чем полные гибриды.Подключаемые гибриды по сути служат промежуточным звеном между полностью гибридными автомобилями и полностью электрическими автомобилями.

Электромобили с гибридами расширителя диапазона

Хотя полностью электрические транспортные средства технически не могут считаться гибридами, некоторые из них оснащены небольшими бензиновыми двигателями, которые при необходимости обеспечивают амортизацию. Когда у электромобиля заканчивается мощность, его необходимо зарядить, прежде чем он снова станет работоспособным. Эти гибриды с расширителями запаса хода используют бензиновый двигатель для зарядки аккумулятора или питания электродвигателя, чтобы вы не оказались в затруднительном положении.В зависимости от размера бензинового двигателя это может означать от нескольких десятков миль до сотен.

Не забудьте заглянуть на следующей неделе, где мы обсудим преимущества и недостатки внедрения гибридных автомобилей в ваш автопарк.

Гибрид

против электромобилей: как они работают

История гласит, что первый в мире автомобиль был построен в 1769 году и был оснащен паровым двигателем. 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) со встроенным шасси и был первым, кто был запущен в производство для покупки потребителями. 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 аккумулятор, в сочетании с 5-минутной дозаправкой.

При использовании FCEV водород, который является самым распространенным элементом во Вселенной, преобразуется топливными элементами для выработки энергии, подаваемой в 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, когда автомобиль тормозит или, в некоторых автомобилях, движется по инерции. С гибридным двигателем электродвигатель справляется с легкими задачами, такими как ускорение на низкой скорости и вождение с остановками и движением.

Поскольку 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 мощный аккумулятор 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 превышает таковой у негибридных автомобилей в том же сегменте транспортных средств. Еще одно преимущество этой гибкой трансмиссии состоит 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, питается от электродвигателя и большой аккумуляторной батареи.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.

И, 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 все, что связано с традиционным двигателем, устранено. В прошлом остались 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 при остановке.

Зарядка для автомобилей 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 минусов 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, а 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 золотая середина 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 от электрических и бензиновых источников энергии означает, что они могут работать исключительно как электромобили во время типичных поездок на работу, но в то же время путешествовать по пересеченной местности, не беспокоясь о дальности полета или не нуждаясь в подключении. 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 собой 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.

Типы гибридных электромобилей (HEV) — x-engineer.org

Гибридный электромобиль (HEV) — это транспортное средство, которое использует два источника энергии для приведения в движение, одним из которых является электрической энергии .В большинстве дорожных транспортных средств с гибридной трансмиссией используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в сочетании с электрической машиной (ЭМ).

По сравнению с обычным автомобилем, приводимым в движение ДВС, гибридный электромобиль способен выполнять следующие функции:

быстрый останов и запуск ДВС
рекуперация энергии во время торможения (рекуперативное торможение)
помощь / усиление крутящего момента
электрический привод
выбег (опция)

Для получения более подробной информации о гибридных электромобилях, типах и их режимах работы, пожалуйста, прочтите статью Что такое гибридный электромобиль (HEV)?

В этой статье мы сосредоточимся на различных типах (архитектурах) трансмиссии HEV, выделив принцип работы и преимущества / недостатки по сравнению с другими типами.

Параллельная гибридная трансмиссия с двумя сцеплениями

В параллельной гибридной трансмиссии двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель могут передавать крутящий момент на ведущее колесо в последовательности или одновременно. Для автомобиля с задним приводом (RWD) общая архитектура гибридной трансмиссии использует электрическую машину между двумя сцеплениями.

Изображение: Параллельная гибридная трансмиссия с двумя сцеплениями

где:
ICE — двигатель внутреннего сгорания
EM — электрическая машина
TRN — трансмиссия
PE — силовая электроника

Первое сцепление между двигателем и электродвигателем позволяет двигателю работать быть отключенным от трансмиссии и двигаться в чистом режиме электромобиля.Кроме того, во время фаз замедления, отключив двигатель, мы можем устранить его тормозной эффект и повысить эффективность рекуперации кинетической энергии.

Второе сцепление позволяет отключить электрическую машину от трансмиссии и позволить автомобилю двигаться по инерции во время замедления. С точки зрения реализации второе сцепление является частью трансмиссии, а не отдельным компонентом.

Состояния муфт во время каждого режима гибридной трансмиссии приведены в таблице ниже.

рекуперация

Mode	Сцепление до состояния EM	Сцепление после состояния EM
⁽¹⁾ Остановка и запуск двигателя	Открыто	Открыто / Энергия закрыто
Открыто	Закрыто
Усилитель крутящего момента / усиление	Закрыто	Закрыто
Электропривод	Открыто	Закрыто
Обогрев	Открыто	Открыто	Открыто	Открыто	Открыто	Открыто простоя	Закрыто	Открыто

⁽¹⁾ при условии, что остановка / запуск двигателя выполняется с помощью дополнительного электрического стартера

Есть несколько OEM-производителей, которые используют эту гибридную архитектуру трансмиссии для своих автомобилей.Одним из примеров является Nissan с двумя вариантами:

Гибридная система автомобиля с передним приводом и передним приводом (FF HEV)
Гибридная система автомобиля с передним приводом и задним приводом (FR HEV)

В системе FF HEV используется двигатель внутреннего сгорания вместе с электрической машиной и бесступенчатой трансмиссией (CVT) на передней оси.

Изображение: Nissan X-Trail hybrid
Кредит: Nissan

Гибридная система улучшает ходовые качества и расход топлива за счет использования двигателя для рекуперации энергии во время замедления и сохранения ее в батарее, а также поддержки двигателя за счет использования батареи. для питания двигателя для езды на малой скорости и ускорения электромобиля.Кроме того, расход топлива увеличивается за счет использования аккумулятора для питания электронных компонентов автомобиля, когда автомобиль припаркован. Поскольку двигатель может быть отделен от трансмиссии, когда это необходимо, источник энергии как для двигателя, так и для двигателя может использоваться оптимально, что означает отсутствие потерь от трения двигателя при регенерации с двигателем, отделенным от трансмиссии, или во время движения электромобиля. .

В системе используется интеллектуальное двойное сцепление, объединяющее один двигатель и два сцепления для создания гибридной системы с передним приводом, которая является легкой и компактной.Сцепление 1 установлено между двигателем и двигателем, а сцепление 2 установлено между двигателем и вариатором. Использование двигателя или мотора можно дифференцировать в зависимости от обстоятельств, выбрав «включено» или «выключено» для сцепления 1, что обеспечивает эффективное вождение.

Изображение: Nissan FF Hybrid Powertrain
Кредит: Nissan

Муфта и двигатель гибридной системы спроектированы таким образом, чтобы вписаться в пространство для преобразователя крутящего момента, используемого в автомобилях с двигателями CVT. Соответственно, никакого специального шасси не требуется, и его можно использовать в различных моделях.Его также можно легко применить к полноприводным автомобилям и подключаемым гибридам. В качестве батареи системы была принята литий-ионная батарея с высокой выходной мощностью, разработанная для гибридов и обладающая отличными характеристиками разряда и зарядки.

В системе FR HEV гибридная система с одним двигателем и двумя сцеплениями может при необходимости отделить двигатель от трансмиссии. Он может использовать двигатель и двигатель в качестве источников энергии, от работы только на двигателе до использования двигателя и двигателя для полного ускорения, обеспечивая более эффективный привод в зависимости от ситуации.Во время регенерации и вождения в электрическом режиме двигатель полностью отсоединен от трансмиссии, что приводит к нулевым потерям на трение в двигателе.

Изображение: Nissan FR Hybrid Powertrain
Кредит: Nissan

Компания Nissan заменила преобразователь крутящего момента существующей 7-ступенчатой автоматической коробки передач на двигатель и два сцепления в компактной конфигурации. Использование одномоторной системы для привода колес и регенерации электроэнергии позволяет уменьшить количество деталей и уменьшить вес.

Две муфты механически передают энергию двигателю и мотору. Будучи эффективной и с небольшими потерями энергии по сравнению с обычным преобразователем крутящего момента, система также обладает интуитивно понятным и отзывчивым ускорением. Благодаря интегрированному управлению этой системой и трансмиссией с использованием высокоуровневой технологии управления достигается привод, который реагирует на ряд условий движения.

Литий-ионный аккумулятор гибридного автомобиля может разряжать большие токи за короткое время. Таким образом, увеличивается частота вращения двигателя, и появляется возможность часто рекуперировать энергию торможения.Возможность эффективно использовать электроэнергию означает, что потребление бензина сокращается и, соответственно, способствует увеличению пробега.

Параллельная гибридная трансмиссия с трансмиссией с двойным сцеплением

В некоторых транспортных средствах, особенно с передним двигателем и передним приводом, упаковка компонентов имеет решающее значение из-за нехватки места. Установка муфты между двигателем и электрической машиной, вероятно, невозможна, так как для этого потребуется дополнительное пространство, которого нет.

В этом случае желательно использовать существующее решение трансмиссии и сделать его гибридным. Одним из решений является использование трансмиссии с двойным сцеплением (DCT) и установка электрической машины на одном из входных валов после сцепления.

Изображение: Параллельный гибрид с трансмиссией DCT

В этой архитектуре электрическая машина интегрирована в подузел трансмиссии на нечетной или четной передаче. Благодаря двум входным валам и выходным валам для нечетной и четной передач входной крутящий момент двигателя внутреннего сгорания может передаваться на выход по механической траектории, отличной от траектории крутящего момента электрической машины.Крутящие моменты суммируются на зубчатом венце, соединенном с дифференциалом.

Компания Getrag преобразовала одну из своих собственных 7-ступенчатых коробок передач с двойным сцеплением 7DCT300 в гибридную трансмиссию, установив электрическую машину на вал четной шестерни. Передне-поперечная трансмиссия 7DCT300 имеет семь передач переднего хода и одну передачу заднего хода. Передачи с четными (2, 4, 6, R) и нечетными номерами (1, 3, 5, 7) разделены на две суб-передачи. Двигатель и две частичные трансмиссии соединены посредством двойного (двойного) мокрого сцепления.

В результате 7HDT300 представляет собой гибкую гибридную трансмиссию, пригодную для интеграции в легкие, полные и подключаемые гибридные электромобили. Полностью гибридный вариант трансмиссии включает в себя электрическую машину мощностью 40 кВт, которая позволяет электромобилю развивать скорость до 50-60 км / ч (в зависимости от области применения).

Изображение: Гибридная трансмиссия Getrag с двойным сцеплением 7HDT300
Кредит: Getrag

Изображение: Гибридная трансмиссия Getrag с двойным сцеплением 7HDT300 Интеграция электрической машины
Кредит: Getrag

Это решение позволяет отключение двигателя путем размыкания обоих сцеплений и чистого вождения электромобиля.Отсоединение электрической машины от остальной трансмиссии также возможно путем отключения зубчатых синхронизаторов в трансмиссии.

Состояния муфт во время каждого режима гибридной трансмиссии DCT приведены в таблице ниже.

Зарядка в состоянии покоя

Режим	Состояние нечетных передач сцепления	Состояние четных передач сцепления
⁽¹⁾ Остановка и запуск двигателя	Открыто		Возврат энергии
Открыто	Открыто
Усиление крутящего момента / усиление	Закрыто / открыто	Открыто / закрыто
Электропривод	Открыто	Открыто
Обогрев	Открыто		Открыто	Открыто	9036 Открыто	Открыто	Закрыто

Основным преимуществом этого решения является то, что электрическая машина не требует дополнительного места для установки в корпусе трансмиссии, что обеспечивает высокую гибкость интеграции с автомобилем и ap складки.Эта гибридная архитектура может обеспечивать разные уровни мощности для электрической машины (15–110 кВт), работающей на разных уровнях напряжения (48–360 В). По этой причине его можно легко интегрировать в различные типы гибридных автомобилей, от мягких гибридов до полных и подключаемых гибридов.

Трансмиссия с параллельным разделением осей

Другой тип электромобилей с параллельным разделением мостов — это гибрид с разделением осей. В этой архитектуре одна ось (обычно передняя) приводится в движение двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, а вторая ось приводится в движение электродвигателем и шестерней с фиксированным передаточным числом.

Изображение: параллельная гибридная трансмиссия с разделением оси

Для этого решения требуется автоматическая трансмиссия на передней оси, которая сделает возможным отключение двигателя во время движения электромобиля. Преимущество этого решения в том, что автомобиль имеет полный привод до тех пор, пока не разряжен аккумулятор.

По сравнению с предыдущими параллельными гибридными решениями, гибрид с разделением оси не может заряжать аккумулятор, когда автомобиль неподвижен. Чтобы решить эту проблему, а также обеспечить непрерывный полный привод, двигатель оснащен вторичным ремнем, интегрированным в электрическую машину.Дополнительная электрическая машина, постоянно связанная с двигателем (архитектура P0), позволяет вырабатывать электроэнергию во время простоя и во время движения.

Примером параллельного гибрида с разделенной осью является гибрид Peugeot 3008. Эта гибридная система трансмиссии была разработана группой PSA в сотрудничестве с Bosch.

Изображение: Гибридная трансмиссия Peugeot 3008
Кредит: Peugeot

Передняя ось приводится в движение 2,0-литровым дизельным двигателем в сочетании с 6-ступенчатой автоматической механической коробкой передач.На задней оси находится электрическая машина с постоянным магнитом мощностью 20/27 (непрерывная / пиковая) кВт, соединенная с односкоростной коробкой передач. Вторичная электрическая машина мощностью 8 кВт соединена ремнем с двигателем, обеспечивает функцию остановки и запуска двигателя, а также при необходимости может вырабатывать электроэнергию, необходимую для работы электродвигателя (режим полного привода).

Изображение: гибридная трансмиссия с разделением оси
Кредит: Bosch

Гибридная трансмиссия серии

В серийной гибридной трансмиссии двигатель внутреннего сгорания не передает крутящий момент непосредственно на ведущие колеса.Вместо этого двигатель питает электрический генератор, который обеспечивает электроэнергией тяговый электродвигатель. В серийном гибриде используются две электрические машины:

, электрогенератор (подключенный к двигателю),
, электродвигатель (подключенный к колесам через одноступенчатую коробку передач и дифференциал),

. параллельный гибрид и последовательный гибрид. Поскольку между двигателем и ведущими колесами нет прямой механической связи, в трансмиссии нет необходимости.Это преимущество с точки зрения упаковки, поскольку для установки двигателя и генератора требуется меньше места.

Изображение: Серия гибридных трансмиссий

Кроме того, отсутствует муфта между электродвигателем и ведущими колесами. Это преимущество с точки зрения упаковки, но оно не позволяет транспортному средству двигаться накатом, поскольку электродвигатель всегда будет подключен к ведущим колесам.

Что касается функций трансмиссии, серийный гибрид способен только:

Остановка и запуск двигателя
Рекуперация энергии
Электропривод
Зарядка в состоянии покоя

Обе электрические машины должны иметь такую же номинальную мощность, что и двигатель внутреннего сгорания.Поскольку скорость автомобиля не зависит от скорости двигателя, рабочая точка двигателя (скорость и крутящий момент) может быть установлена для достижения максимальной топливной эффективности. Это преимущество при низкой скорости транспортного средства, но недостаток при более высоких скоростях транспортного средства.

Еще один недостаток серийного гибрида — двойное преобразование энергии. Если батарея разряжена, энергия, необходимая для колеса, поступает от двигателя внутреннего сгорания после того, как она преобразуется в электрическую энергию. Это еще больше снижает общий КПД трансмиссии, когда двигатель является основным источником энергии.

Поскольку серийный гибрид не является гибким с точки зрения выходной мощности для широкого диапазона скоростей транспортного средства, он не подходит в качестве архитектуры гибридной трансмиссии для дорожных транспортных средств. Тем не менее, за счет установки двигателя меньшего размера с меньшей номинальной мощностью, чем тяговый электродвигатель, серийный гибрид становится электромобилем с увеличенным запасом хода (REEV).

Последовательно-параллельное гибридное транспортное средство

Последовательно-параллельное гибридное транспортное средство становится последовательно-параллельным гибридным путем добавления механического соединения (сцепления) между двумя электрическими машинами.Преимущество этой архитектуры заключается в том, что на низких скоростях с разомкнутым сцеплением трансмиссия ведет себя как последовательный гибрид, работая с двигателем в наиболее эффективной рабочей точке. На высокой скорости транспортного средства сцепление замыкается, и двигатель может передавать крутящий момент на ведущее колесо, таким образом трансмиссия становится параллельной гибридной.

Изображение: последовательно-параллельная гибридная трансмиссия

По сравнению с последовательным гибридом, последовательно-параллельный гибрид имеет преимущество меньшей номинальной мощности генератора, поскольку избыточная мощность двигателя может передаваться непосредственно на ведущие колеса.Недостаток в том, что, добавляя механическое соединение (сцепление), мы теряем гибкость с точки зрения упаковки.

Что касается функций трансмиссии, последовательно-параллельный гибрид способен:

Остановка и запуск двигателя
Рекуперация энергии
Усиление / усиление крутящего момента
Электропривод
Зарядка в состоянии покоя

По сравнению с параллельным гибрид, последовательно-параллельный гибрид использует две электрические машины и выполняет те же задачи.По этим причинам архитектура последовательно-параллельной трансмиссии с соединением муфты между двумя электрическими машинами не получила широкого распространения у производителей автомобилей.

Гибридная трансмиссия с разделением мощности

Гибридное транспортное средство с архитектурой с разделением мощности сочетает в себе характеристики параллельного гибрида с характеристиками последовательного гибрида. Гибридная трансмиссия с разделением мощности механически связывает двигатель внутреннего сгорания и две электрические машины с помощью устройства разделения мощности (PSD) .Устройство разделения мощности обычно представляет собой одиночный планетарный ряд (PSG) или несколько PSG.

Изображение: Гибридная трансмиссия с разделением мощности

Двигатель внутреннего сгорания имеет самую высокую номинальную мощность по сравнению с электрическими машинами. Часть мощности двигателя преобразуется одной электрической машиной в электрическую энергию, причем избыточная мощность передается на ведущее колесо параллельно с мощностью второй электрической машины.

За исключением выбега, гибридная трансмиссия с разделением мощности выполняет все функции полного гибрида:

Остановка и запуск двигателя
Рекуперация энергии
Усиление / усиление крутящего момента
Электропривод
Зарядка в состоянии покоя

С двигатель всегда связан с ведущими колесами через планетарный ряд, его скорость может регулироваться только в определенных пределах, в зависимости от передаточных чисел PSG и скорости двух электрических машин.Комбинация двигателя внутреннего сгорания, двух электрических машин и PSG дает общее поведение бесступенчатой трансмиссии (CVT). По этой причине гибридные электромобили с разделением мощности рекламируются как имеющие электрическую бесступенчатую трансмиссию (ECVT) .

Система Hybrid Synergy Drive от Toyota является примером гибридной трансмиссии с разделением мощности.

Изображение: Toyota Prius hybrid
Кредит: Toyota

Передняя ось приводится в движение гибридной трансмиссией с разделением мощности .

На низких и средних скоростях автомобиля гибрид с разделением мощности может вести себя как последовательный гибрид s, где двигатель приводит в действие одну электрическую машину (генератор), которая, в свою очередь, вырабатывает электричество и приводит в действие вторую электрическую машину (двигатель). На высокой скорости транспортного средства, когда требуется большая мощность, часть мощности двигателя передается непосредственно на ведущие колеса через планетарный ряд, в этом случае гибрид с разделением мощности является параллельным гибридом.

Изображение: Гибридная трансмиссия Toyota (1)
Кредит: Toyota

Изображение: Гибридная трансмиссия Toyota (2)
Кредит: Toyota

В гибриде с разделением мощности также имеется механическая связь между двигателем внутреннего сгорания и электрическими машинами.Из-за этого их рабочие точки (крутящий момент и скорость) всегда взаимозависимы и не могут полностью отделить двигатель от электродвигателя. Гибрид с разделением мощности может существенно снизить расход топлива на низкой и средней скорости транспортного средства, но с минимальной выгодой на высокой скорости транспортного средства.

В таблице ниже обобщены функции различных типов / архитектур гибридных электромобилей с указанием их преимуществ и недостатков.

Параллельный Серия HEV 9036 9036 9036 Электрический привод

	Параллельный HEV с двумя сцеплениями	Параллельный HEV с DCT	HEV с разделением оси	серии HEV	Серия HEV	Раздельный HEV
Останов и запуск двигателя	Да	Да	Да	Да	Да	Да
Рекуперация энергии	Да	Да	Да	Да
Усиление / усиление крутящего момента	Да	Да	Да	Нет	Да	Да
Электропривод	Да	Да	Да	Да	Да
Выбег	Да	Да	Нет	Нет	Нет	Нет
Зарядка в состоянии покоя	Да	Да	Да (	Да	Да
Номинальная мощность	— мощность двигателя намного выше, чем мощность электрической машины	— мощность двигателя намного выше, чем мощность электрической машины	— мощность двигателя выше, чем мощность электрической машины	— аналогично Номинальная мощность двигателя и электрической машины	— аналогичная мощность двигателя и одной электрической машины — более низкая номинальная мощность второй электрической машины	— аналогичная номинальная мощность двигателя и одной электрической машины — более низкая номинальная мощность второй электрической машины
Преимущества	— гибкая конфигурация трансмиссии конфигурация — может быть легко интегрирована с существующей традиционной трансмиссией — для полной гибридной производительности требуется только одна электрическая машина	— требует минимального дополнительного места для установки электрической машины — для полной гибридной производительности требуется только одна электрическая машина	— ⁽¹⁾ непрерывный полный привод	— гибкость в установке из-за отсутствия механической связи между электрическими машинами — двигатель может работать в наиболее эффективной области независимо от скорости автомобиля — не требует многоступенчатой трансмиссии	— двигатель может передавать крутящий момент непосредственно на ведущие колеса — не требует многоступенчатой трансмиссии — может переключаться между последовательным и параллельным гибридным	— компактная установка за счет использования планетарной передачи — энергоэффективность при низкой и средней скорости автомобиля
Недостатки	— требуется фу Также должна быть интегрирована только автоматическая трансмиссия	— крутящий момент электромашины умножается только на половину (нечетную или четную) передаточного числа	— Выбег невозможен из-за постоянного подключения или электрической машины — требуется дополнительное место для установки сзади ось	— требуется две электрические машины с одинаковой номинальной мощностью — динамические характеристики транспортного средства полностью зависят от крутящего момента и мощности электрической машины — энергоэффективность из-за двойного преобразования мощности двигателя (механическая-электрическая-механическая)	— требуется две электрические машины — двигатель и электрические машины связаны механически, что требует дополнительного места для установки	— требуется две электрические машины — отсутствие экономии топлива при высоких оборотах двигателя

⁽¹⁾ требуется дополнительный ремень со встроенным стартер-генератором со стороны двигателя

Каталожные номера

[1] Bosch Auto Справочник по мотивам, 9-е издание, Wiley, 2014.
[2] Ули Кристиан Блессинг и др., Масштабируемая гибридная трансмиссия с двойным сцеплением, AutoTech Review, сентябрь 2015 г., том 4, выпуск 9.
[3] Ули Кристиан Блессинг, 7HDT300 — Сколько электроэнергии требуется двигателю внутреннего сгорания? , Международный VDI-Конгресс 2013, Фридрихсхафен.

Как работают гибриды — подробности технологии гибридного синергетического привода Toyota

Компоненты гибридного автомобиля Toyota
Газовый двигатель
Основным источником энергии для гибридов Toyota остается бензиновый двигатель.Но это не обычные силовые агрегаты. Они созданы для обеспечения высокой эффективности и низкого уровня выбросов. Гибриды Prius и Camry работают на четырехцилиндровом двигателе с циклом Аткинсона с высокой степенью расширения. Двигатели с циклом Аткинсона выжимают оптимальную энергию из сгорания бензина, увеличивая степень расширения и извлекая все до последней капли энергии из газо-воздушной смеси. Для большей мощности Highlander Hybrid оснащен двигателем V6 Otto, который повышает эффективность за счет сжатия топливной смеси перед зажиганием.
Электродвигатель привода
В результате отечественных технологий Toyota и работы, проделанной на чисто электрических транспортных средствах, электродвигатель с электрическим приводом представляет собой двигатель синхронного типа переменного тока, в котором используются постоянные неодимовые магниты и ротор, состоящий из уложенных друг на друга пластин из электромагнитной стали. Поскольку магниты расположены в оптимальной V-образной конфигурации, двигатель обеспечивает как высокую мощность, так и крутящий момент.
Блок управления мощностью
Блок управления мощностью — это мозг гибридной системы, объединяющий мощность газового двигателя и электродвигателя таким образом, который одновременно является бесшовным и обеспечивает высочайший уровень производительности.Устройство содержит инвертор для преобразования постоянного тока от батареи в переменный для работы электродвигателя и преобразователь постоянного / постоянного тока для выработки тока 12 В. Кроме того, высоковольтная силовая цепь устройства повышает напряжение источника питания, что позволяет снизить ток и, как следствие, уменьшить размер инвертора. Больше силы. Меньше места.
Высоковольтная батарея
Гибридная никель-металлогидридная аккумуляторная батарея Toyota для гибридных автомобилей не требует подключения к электросети.Это потому, что аккумулятор постоянно перезаряжается либо газовым двигателем через генератор в крейсерском режиме, либо электродвигателем во время замедления и рекуперативного торможения. И последняя батарея была дополнительно усовершенствована за счет улучшенного материала электродов и новой структуры соединения между элементами батареи. Тесты показывают, что аккумулятор сохраняет работоспособность до 300 000 км без ухудшения характеристик.
Генератор
Генератор синхронного типа переменного тока — это то, что нужно для зарядки аккумулятора и подачи питания на мощный приводной электродвигатель (или электродвигатели в случае Highlander Hybrid) по мере необходимости.Чтобы обеспечить оптимальную мощность двигателя, генератор вращается на высоких скоростях, что увеличивает диапазон оборотов с обычной максимальной выходной мощности 6500 до колоссальных 10 000 об / мин. Более высокая частота вращения увеличивает мощность в диапазоне средних скоростей и улучшает ускорение в диапазоне низких / средних скоростей. Результат — больше мощности, когда она вам нужна, без сжигания лишнего топлива.
Планетарная передача (устройство деления мощности)
Разделив мощность на два направления: механический и электрический, планетарная передача, также известная как «гибридная трансмиссия», может передавать мощность между двигателем, электродвигателем / генератором и колесами практически в любой комбинации, которую вы можете себе представить.Непосредственно связанный с двигателем вал вращения водила планетарной передачи внутри зубчатого механизма может передавать движущую силу на внешнюю коронную шестерню и внутреннюю солнечную шестерню с помощью шестерен. С другой стороны, вращающийся вал коронной шестерни напрямую связан с двигателем. Он передает движущую силу на колеса, а вал вращения солнечной шестерни напрямую связан с генератором. Поговорим о включении снаряжения.
Производительность системы
Запуск
При трогании с места, остановке на перекрестках и светофоре или движении с низкой скоростью автомобиль приводится в действие только электродвигателем, потребляющим энергию от гибридной батареи через блок управления мощностью.Это не только экономит топливо и приводит к нулевым выбросам, но и электродвигатель также помогает процессу ускорения, мгновенно обеспечивая максимальный крутящий момент. Назовите это беспроигрышной ситуацией.
Разгон
Когда автомобилю нужно быстро разогнаться, например, чтобы обогнать другой автомобиль по шоссе, двигатель и электродвигатель объединяются, чтобы обеспечить плавное и мощное ускорение. Гибридная батарея вносит свой вклад, обеспечивая дополнительную энергию, необходимую для увеличения мощности привода.Комбинация прямой механической мощности от двигателя и электроэнергии от двигателя вместе с бесступенчатой трансмиссией с электронным управлением (ECVT) обеспечивает быстрое ускорение, когда оно вам больше всего нужно.
Круиз
Во время движения и при нормальных условиях движения бензиновый двигатель и электродвигатель подают питание на колеса. На более высоких скоростях бензиновый двигатель выполняет большую часть работы, а электродвигатель включается, когда это необходимо; на более низких скоростях все наоборот.Мощность двигателя распределяется между колесами и генератором для максимальной эффективности с помощью планетарной передачи. Генератор приводит в действие электродвигатель, а также помогает заряжать гибридную батарею от избыточной мощности двигателя. Вот почему это называется системой гибридного синергетического привода: все это слаженно работает, обеспечивая потрясающие результаты.
Замедление / Тормоз
Для большинства автомобилей торможение означает потерю энергии из-за тепла и трения. Но когда вы убираете ногу с педали акселератора или тормозите гибридный автомобиль Toyota, вы действительно помогаете перезарядить аккумулятор и повысить эффективность системы.Благодаря системе рекуперативного торможения кинетическая энергия от колес преобразуется в электричество и передается электродвигателем в блок управления мощностью, а затем сохраняется в гибридной батарее. Другими словами, электродвигатель становится генератором, приводимым в движение колесами автомобиля. Эта система особенно эффективна при движении по городу. Повторно используемая энергия — теперь есть концепция.
Реверс
При включении заднего хода гибридного автомобиля в нормальных условиях работает только электродвигатель электропривода.Это потому, что блок управления мощностью отключает бензиновый двигатель, когда он не нужен — на низких скоростях или при движении накатом. Фактически, единственный раз, когда бензиновый двигатель включается при движении задним ходом, — это зарядка гибридной батареи.
Все о трансмиссии | Союз неравнодушных ученых
Что такое трансмиссия?
Трансмиссия — это совокупность компонентов, которые передают мощность от двигателя транспортного средства на колеса транспортного средства. В гибридно-электрических автомобилях конструкция трансмиссии определяет, как электродвигатель работает вместе с обычным двигателем.Трансмиссия влияет на механическую эффективность автомобиля, расход топлива и закупочную цену.
Гибриды, использующие трансмиссию серии получают механическую энергию только от электродвигателя, который приводится в действие аккумулятором или бензиновым генератором. В гибридах с параллельными трансмиссиями электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания могут обеспечивать механическую мощность одновременно. Последовательные / параллельные трансмиссии позволяют двигателю и электродвигателю обеспечивать мощность независимо или совместно друг с другом.
Как обычные гибриды, так и подключаемые гибриды имеют модели с последовательной, параллельной и последовательной / параллельной трансмиссией. Поскольку автомобили с аккумуляторной батареей и водородными топливными элементами не имеют двигателей внутреннего сгорания, они используют разные агрегаты трансмиссии (хотя некоторые компоненты являются общими).
Трансмиссии серии
Трансмиссии серии
представляют собой простейшую гибридную конфигурацию. В серийном гибриде электродвигатель является единственным средством обеспечения мощности колес.Электродвигатель получает электроэнергию либо от аккумуляторной батареи, либо от генератора, работающего от бензинового двигателя. Компьютер определяет, сколько энергии поступает от аккумулятора или двигателя / генератора. И двигатель / генератор, и использование рекуперативного торможения заряжают аккумуляторную батарею.
Гибриды серии
наилучшим образом проявляют себя во время движения с частыми остановками, когда бензиновые и дизельные двигатели неэффективны. Компьютер транспортного средства может питать двигатель только от аккумуляторной батареи, что позволяет экономить двигатель в тех случаях, когда он более эффективен.
Двигатель обычно меньше в серийной трансмиссии, потому что он должен удовлетворять только определенным требованиям к мощности; аккумуляторная батарея, как правило, более мощная, чем у параллельных гибридов, чтобы обеспечить оставшуюся потребность в энергии. Эта более крупная батарея и двигатель, а также генератор увеличивают стоимость автомобиля, делая серийные гибриды более дорогими, чем параллельные гибриды.
Параллельные трансмиссии
В автомобилях с параллельной гибридной трансмиссией двигатель и электродвигатель работают в тандеме, вырабатывая мощность, приводящую в движение колеса.Параллельные гибриды, как правило, используют меньшую аккумуляторную батарею, чем серийные трансмиссии, полагаясь на рекуперативное торможение, чтобы поддерживать ее подзарядку. Когда потребляемая мощность низка, параллельные гибриды также используют двигатель в качестве генератора для дополнительной подзарядки, подобно генератору переменного тока в обычных автомобилях.
Поскольку двигатель соединен напрямую с колесами в параллельных трансмиссиях, неэффективность преобразования механической энергии в электричество и обратно устраняется, повышая эффективность этих гибридов на шоссе.Это снижает, но не устраняет преимущества эффективности использования электродвигателя и аккумулятора в непрерывном движении.
Серия / параллельные трансмиссии
Серия
/ параллельная трансмиссия объединяет в себе преимущества и сложности параллельной и последовательной трансмиссии. Комбинируя эти две конструкции, двигатель может как приводить колеса напрямую (как в параллельной трансмиссии), так и эффективно отключаться, при этом только электродвигатель обеспечивает мощность (как в последовательной трансмиссии).Toyota Prius помогла сделать серию / параллельную трансмиссию популярной конструкцией.
С опциями, работающими только на газе и только на электричестве, двигатель чаще работает с почти оптимальным КПД. На более низких скоростях он работает в большей степени как серийный автомобиль, а на высоких скоростях, где последовательная трансмиссия менее эффективна, двигатель берет на себя управление и потери энергии сводятся к минимуму.
Эта система требует более высоких затрат, чем чисто параллельный гибрид, поскольку для управления двойной системой требуется генератор, аккумулятор большего размера и большая вычислительная мощность.Тем не менее, его эффективность означает, что последовательная / параллельная трансмиссия может работать лучше и потреблять меньше топлива, чем одна последовательная или параллельная системы.
Узнайте больше о технологиях для электромобилей, включая их потенциал в качестве общенационального решения для экономии масла.
Гибридный электромобиль — обзор
6.2 Накопление энергии
Затраты на накопление энергии являются самым большим долгосрочным препятствием на пути широкого распространения гибридных электромобилей на рынке. Хотя свинцово-кислотные батареи, вероятно, будут первоначально использоваться во многих гибридных транспортных средствах из-за их относительно низкой стоимости, их ограниченная удельная мощность и короткий срок службы вынудят производителей в будущем обратиться к усовершенствованным батареям.
Никель-металлогидридные батареи — это выбор на ближайшую перспективу из-за их более высокой плотности мощности, более длительного срока службы и лучшего отклика на импульсы большой мощности. К сожалению, никель-металлогидридные батареи дороги. Хотя в будущем ожидается некоторое снижение затрат, затраты, вероятно, останутся на высоком уровне из-за изначально высоких материальных затрат. Никель-металлогидридные батареи также имеют высокие требования к охлаждению из-за большого тепловыделения.
Литий-ионные батареи нуждаются в увеличении срока службы и стоимости, прежде чем они станут коммерчески жизнеспособными для гибридных электромобилей.Однако использование литий-ионных аккумуляторов быстро растет на потребительских рынках, таких как ноутбуки, и ожидается, что их срок службы и стоимость увеличатся. В конце концов, литий-ионные батареи должны стать более легкой и немного более дешевой альтернативой никель-металлогидриду, а также лучше работать при низких температурах. Хотя разработка литий-ионных батарей улучшит ситуацию, их стоимость, вероятно, по-прежнему будет препятствием для широкого распространения гибридных систем. Если мы хотим, чтобы гибридные электромобили стали повсеместно распространены, необходим прорыв в хранении энергии.
Одним из возможных долгосрочных решений может быть объединение небольшой аккумуляторной батареи с ультраконденсатором. Из-за относительно низкой плотности мощности аккумуляторные блоки рассчитаны на максимальную потребляемую мощность во время ускорения и рекуперативного торможения. Это приводит к большему накоплению энергии, чем необходимо для поддержки эффективной гибридной работы. Ультраконденсаторы имеют очень высокую плотность мощности, но могут хранить лишь небольшое количество энергии. Теоретически объединение аккумуляторной батареи с ультраконденсатором позволило бы ультраконденсатору обеспечивать пиковую мощность для коротких событий ускорения и рекуперативного торможения, в то время как гораздо меньший аккумуляторный блок мог бы перезаряжать ультраконденсатор после ускорения и поглощать избыточную энергию после рекуперативного торможения.По сути, ультраконденсатор будет действовать как буфер для аккумуляторной батареи, уменьшая требования к размеру батареи и стоимость системы накопления энергии.
No related posts.