14Июн

Что такое двигатель гибрид: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Содержание

Принцип работы гибридных автомобилей

Несмотря на то, что гибридный транспорт или HEV (гибридное электрическое транспортное средство) сейчас – объект пристального внимания, а количество таких транспортных средств стремительно растет, не все понимают что значит гибридный автомобиль. Гибридный автомобиль – это транспортное средство, которое оснащено гибридным двигателем. Он представляет собой комбинацию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электромотора. Работать ДВС и электромотор могут вместе и автономного (по отдельности в независимых циклах).
Многие считают, что появление гибрида произошло в 21-м веке, но на самом деле гибриды существуют с самого начала машиностроения. Ещё в начале 20-го века гибридные авто сконструировали инженеры Генри Пайперу, Фердинанд Порше. Конструкция была очень перспективная, но дорогостоящая. В силу того, что в это же время Генри Форд поставил на конвейерный поток выпуск машин с топливным баком, интерес на рынке к машинам с гибридным мотором было сложно поддержать.
На некоторое время интерес к конструкции был утерян, но в начале 70-х годов интерес к гибридам снова возвратился. Стимулом стало повышение требований к экологическим характеристикам транспорта. Особенно активно над конструированием, выпуском автомобилей с гибридной установкой стали думать в Германии, Японии. 
И первый массовый выпуск автомобилей c агрегатом, который сейчас и принято называть устройством гибрида, был сделан в Японии. Но произошло это не в семидесятых, а уже в девяностых годах прошлого века. Первым транспортным средством, представляющим автомобили с гибридным двигателем, стала легковая машина Toyota Prius.  Определённая аудитория с настороженностью отнеслась к тому, что бензиновый двигатель транспортного средства имел ограниченный диапазон оборотов. Однако по факту проблемой это не стало. Ведь при необходимости автомобилист получил возможность подключать электродвигатель для тяги. А вот батареи с низкой ёмкостью оказались проблемой, впрочем, как  и стимулом для дальнейшего развития. Теперь, когда на рынке авто присутствует уже 4 поколения гибридных авто, те же Toyota Prius с гибридной установкой оснащаются емкими эффективными никель-металлогидридными батареями.

Устройство и принцип работы

Стандартный гибрид составляют:
  • ДВС. Его вес и объём традиционно меньше, чем у классических авто с топливной системой. Дефорсирована (уменьшена) и мощность. Большинство моделей работает не по традиционному циклу Отто, а по мягкому циклу Аткинсона или Миллера. У ДВС с мягким циклом эффективно сжигается топливо, улучшен газообмен в цилиндрах, уменьшено детонационное сгорание в режиме полной нагрузки, уменьшено разрежение (соответственно, меньше насосные потери). Цикл Миллера популярен у двигателей Volkswagen.  Цикл Аткинсона активно используют концерн Toyota, Mazda, Lexus. Если  в цикле Отто впускной клапан закрывается почти сразу, то в мягких циклах Аткинсона и Миллера клапан закрывается на половине пути при направлении к верхней мертвой точке. Сжатие происходит значительно позже нежели чем при цикле Отто у традиционных ДВС. Это благоприятно сказывается на экологических нормах.  Казалось бы, почему тогда мягкий цикл не хотят использовать не на гибридах. Дело в том, что  этот цикл плохо подходит при работе двигателя на малых оборотах. ДВС может элементарно заглохнуть. Для обычного – не гибридного транспортного средства это недопустимо. Но у гибридов два мотора. И легко подстраховаться.
  • Электромотор. Не просто способен запустить машину, а открывает возможности для того, чтобы получить электроэнергию, которая будет использоваться для подзарядки АКБ. Может быть выполнен встроенным в силовую установку или размещаться автономно.
  • Трансмиссия. Передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.  Компоненты такие же,  как у иного автомобиля: главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал для распределения крутящего момента, сцепление, коробка передач. Конкретное количество элементов трансмиссии зависит от схемы гибридной установки. Например, у решения с последовательной схемой не полностью отсутствует сцепление и коробка передач. Если же  коробка передач – в наличии, то в  трансмиссии  гибрида может быть механического, автоматического, гибридного исполнения. Последний вариант распространен, например, у машин Toyota. В этом случае есть полное разветвление потоков мощности. Благодаря трансмиссии с такой коробкой нагрузки на двигатель снижаются, расход топлива ДВС – меньше. Если вам нужен практический опыт по работе с трансмиссией, то на базе LCMS есть специальный полезный модуль “Анализ ситуации: гибридная и электрическая трансмиссия”.
  • Топливный бак . На небольших легковых гибридах стоят баки с объёмом до 50 л, на кроссоверах и бизнес-седанах – 60- 70 мл.
  • Аккумулятор. На транспортное средство монтируется высоковольтная и обычная батарея на 12 (В) для питания бортовой сети. До запуска всех систем транспортного средства питание идет от 12-Вой батареи, и только потом в работу включается высоковольтная батарея (она может функционировать только при создании условий полного охлаждения).
  • Генератор. Вырабатывает электроэнергию. Минимизируя нагрузку на ДВС.
  • Инвертор. Плавно изменяет величину напряжения.  Используется для распределения энергии, для выработки высоковольтной батареей трехфазного тока.
  • Принцип работы гибридного автомобиля

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

    Особенности гибридных автомобилей

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

    Типы гибридных агрегатов

    • «Умеренные» или мягкие. Постоянно работает ДВС. Электромотор дополняет, поддерживает его. Главная цель – усилить мощность и эффективность двигателя. Примеры – Mercedes S 400 HYBRID, Honda-IMA.
    • «Полные». Приводятся в движение электромотором на любом этапе движения: при поддержании стабильной скорости, при ускорении. На электрической тяге транспортное средство способно двигаться на достаточно большое расстояние. Аккумуляторную батарею от сети подзарядить нельзя. Пример – BMW X6 ActiveHybrid.
    • Plug-in, передвигается как комбинированно: от ДВС + электротяги, так и только электричества. Только на батареях могут ездить, преимущественно, на средние расстояния. Как заряжать гибридный автомобиль такого типа, вопросов не возникает: авто легко подзарядить от розетки, как электрокар, а бензин из топливного бака у Plug-in  активно преобразуется в электричество и сохраняется в батареях. Примеры — Toyota Prius PHV, Mitsubishi Outlander PHEV, Chevrolet Volt, Opel Ampera.
    Отдельный тип составляют E-REVS (Extended-Range Electric Vehicles). Это промежуточный вариант между сугубо гибридом и электрокаром. У них есть ДВС и электромотор. Но ДВС используется не для движения, а именно для зарядки. Расход гибридного автомобиля E-REVS наиболее минимальный. Иногда гибриды делят просто на HEV (гибридное электрическое транспортное средство) и PHEV (подключаемое гибридное транспортное средство). Второй вариант от первого отличается наличием дополнительной батареи в первоначальном варианте такого автомобиля. То есть за PHEV стоят гибриды, которые в первой типологии называются  Plug-in, а за термином HEV стоят «умеренные» и «полные» гибриды.

    Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

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

    Последовательная схема

    • Крутящий момент от ДВС передается генератору.
    • Генератор вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы.
    • Транспортное средство движется на электротяге.
    ДВС работает только на генератор, электрический мотор установлен таким способом, что он является главной силой, которая приводит в движение ведущую колёсную пару. Авто с последовательной схемой – это, главным образом, транспортные средства с портом подключения к электросетям.

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

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

    Параллельная схема

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


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

    Последовательно-параллельная схема

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


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

    Преимущества использования гибридных автомобилей

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

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

      Обслуживание и эксплуатация гибрида

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

        Каковы перспективы HEV и PHEV?

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

    Как устроен гибридный автомобиль?

    Вас, наверное, каждый раз поражает повышение цен на бензин. Заправляя бак, Вы, возможно, подумываете перейти на более экономичный автомобиль. Или, может быть, Вас беспокоит выброс выхлопов с парниковыми газами в атмосферу.
     
    Автомобильная промышленность разработала технологию, которая поможет справиться с этими проблемами. Это гибридный автомобиль. На рынке представлено множество моделей гибридов, и большинство производителей уже заявили о намерении начать выпускать собственные варианты.
     
    Как же устроен гибридный автомобиль? Что же такого находится под капотом, что делает гибрид экономичнее обычного автомобиля? И правда ли это, что при меньшем расходе у него меньше вредных выхлопов? В этой статье мы поможем Вам разобраться в том, как устроена эта технология, а также дадим Вам несколько советов по вождению гибрида для максимальной экономичности.
     
    Многие люди пользовались каким-либо гибридом. Например, мопед (велосипед с мотором) является гибридным транспортным средством, т.к. бензиновый двигатель можно отключить и крутить педали. На самом деле, гибридные транспортные средства повсюду. Большинство локомотивов в поездах являются дизель-электрическими гибридами. В некоторых городах, например, Сиэтле, используются дизель-электрические автобусы, которые могут использовать электричество от проводов, а если над ними нет проводов, то могут ехать на дизельном топливе. Огромные горнодобывающие грузовики также зачастую являются дизель-электрическими гибридами. Подводные лодки тоже гибриды — некоторые ядерно-электрические, а некоторые дизель-электрические. Любое транспортное средство, в котором используется два и более источников энергии, которая непосредственно или косвенно обеспечивает тяговую мощность, является гибридом. Большинство существующих гибридных автомобилей являются бензин-электрическими, хотя французский производитель PSA Peugeot Citroen разрабатывает два дизель-электрических гибрида. Бензиновые гибриды стали очень популярными, поэтому в этой статье мы расскажем о них поподробнее.
     
    Гибридные автомобили, такие как 2007 Honda Civic Hybrid,  были разработаны для экономии топлива и уменьшения выхлопа. 

     

      
    Бензин и электричество
     
    Бензин-электрические гибридные автомобили  являются нечто средним между автомобилем с бензиновым двигателем и электромобилем. Давайте рассмотрим несколько примеров для того, чтобы понять разницу между автомобилем с бензиновым двигателем и электромобилем.
     
    В автомобиле с бензиновым двигателем установлен топливный бак, из которого бензин поступает в двигатель. Двигатель вращает трансмиссию, которая вращает колеса.
     
    В электромобиле имеется комплект батарей, которые осуществляют подачу питания на электродвигатель. Двигатель вращает трансмиссию, которая вращает колеса.
     
    Гибрид объединяет эти два подхода. Он рассчитан на снижение расхода топлива и вредных выхлопов бензинового двигателя, устраняя при этом недостатки электродвигателя.
     
    Такой автомобиль должен соответствовать минимальным требованиям. 
     
    ·        Пробег между дозаправками должен быть не менее 300 миля (482 км)
    ·        Заправка должна быть быстрой и несложной
    ·        Соответствовать скорости движения потока
     
    Автомобили с бензиновым двигателем соответствуют данным требованиям, однако загрязняют атмосферу и имеют очень высокий расход. Электромобили, в свою очередь, практически не загрязняют окружающую среду, однако полного заряда батарей хватает только на 50-100 миль (80-161 км). Проблема также заключается в том, что электромобили медленно, и их неудобно подзаряжать.
     
    Бензин-электрический автомобиль объединяет оба типа в одну систему, которая использует как бензин, так и электричество.

     

    Устройство бензин-электрического гибрида
     
    Бензин-электрические гибриды включают следующие элементы:
     
    ·        Бензиновый двигатель — В гибридном автомобиле используется практически такой же бензиновый двигатель, как и в обычном. Однако двигатель гибрида меньше и в нем используются улучшенные технологии снижения выхлопа и расхода топлива.
    ·        Топливный бак — Топливный бак гибридного автомобиля является аккумулятором энергии для бензинового двигателя. Энергетическая плотность бензина значительно выше, чем у аккумулятора.             Например, для хранения энергии 1 л бензина (750 г) требуется 453 кг аккумуляторных батарей.
    ·        Электродвигатель — В гибридных автомобилях используются современные и сложные электродвигатели. Современная электроника позволяет использовать двигатель также в качестве генератора. Например, при необходимости, происходит потребление энергии аккумулятора для разгона автомобиля. Но также, работая в качестве генератора, электродвигатель может понизить скорость автомобиля и заряжать аккумулятор.
    ·        Генератор — Принцип действия генератора схож с электродвигателем, однако генератор работает только на выработку электроэнергии. В основном, он используется в последовательных гибридах.
    ·        Аккумуляторы — Аккумуляторы в гибридных автомобилях являются накопителем энергии для электродвигателя. В отличие от бензина в топливном баке, который может питать только бензиновый двигатель, электродвигатель может не только потреблять энергию, но и заряжать аккумуляторы.
    ·        Трансмиссия — Трансмиссия гибридного автомобиля выполняет те же функции, что и трансмиссия обычного автомобиля. В некоторых гибридных автомобилях, например, Honda Insight, установлены обычные трансмиссии. В других же, например, Toyota Prius, установлены совершенно другие.
     

     

    Существуют различные комбинации источников энергии в гибридном автомобиле. Например, в т.н. параллельном гибриде используется топливный бак, питающий бензиновый двигатель и комплект аккумуляторов, питающих электродвигатель. Оба двигателя могут вращать трансмиссию одновременно, а трансмиссия, в свою очередь, вращает колеса.
     
    В последовательном гибриде бензиновый двигатель вращает генератор, а генератор либо заряжает аккумуляторы, либо питает электродвигатель, вращающий трансмиссию. Таким образом, в данном типе гибрида, бензиновый двигатель не принимает непосредственного участия во вращении колес.
     
     
    Конструкция гибридного автомобиля предусматривает использование двух источников энергии для повышения экономичности и производительности. В следующем разделе статьи мы расскажем о производительности гибридного автомобиля.

     
    К.п.д. гибридного автомобиля
     
    Ключевой особенностью гибридных автомобилей является то, что в них используются гораздо меньшие бензиновые двигатели, чем в обычных автомобилях, но при этом они более производительные. Во многих автомобилях используются довольно большие двигатели для обеспечения достаточной мощности при разгоне. Однако в небольшом двигателе к.п.д. можно увеличить за счет использования меньших, облегченных деталей, сокращения количества цилиндров и работы двигателя с практически максимальной нагрузкой.
     
    Существует несколько причин, почему у небольших двигателей к.п.д. выше, чем у больших:
     
    ·        Большие двигатели тяжелее небольших, поэтому автомобиль затрачивает дополнительную энергию при разгоне и подъеме.
    ·        Поршни и другие детали значительно тяжелее, что требует затраты дополнительной энергии при их движении в цилиндре.
    ·        Рабочий объем цилиндров больше, следовательно, для каждого цилиндра требуется больше топлива.
    ·        В больших двигателях обычно установлено больше цилиндров, и в каждом цилиндре сгорает топливо при запуске двигателя, даже если автомобиль стоит на месте.
     
    Это объясняет, почему у двух автомобилей одной модели с разным объемом двигателя разный расход. При движении обоих автомобилей по шоссе с одинаковой скоростью, меньше энергии затрачивает тот, у которого меньше объем двигателя. Обоим двигателям необходимо одинаковое количество мощности для движения автомобиля, но меньший двигатель затрачивает меньше мощности на преодоление собственной массы. Но как двигатель меньшего объема может производить столько же мощности, сколько и более мощные автомобили?
     
    Давайте сравним Chevrolet Camaro с большим 8-цилиндровым двигателем и гибридный автомобиль с небольшим бензиновым и электрическим двигателем. Двигатель Camaro более мощный, чем требуется при езде в общем потоке. Двигатель гибрида обладает достаточной мощностью для движения автомобиля по шоссе, но если нужно увеличить скорость, то ему требуется дополнительная помощь. Эту помощь оказывают электродвигатель и аккумулятор, которые обеспечивают дополнительную мощность.
     
    Объем двигателя обычного автомобиля рассчитан на использование максимальной мощности (например, когда Вы полностью выжимаете педаль газа). На самом же деле, большинство водителей используют максимальную мощность автомобиля реже 1% всего времени. В гибридах используется меньший двигатель, который рассчитан на среднее потребление мощности, а не на максимальные нагрузки.

     
    Снижение расхода топлива
     
    Помимо небольшого, но более производительного двигателя, в современных гибридах используются и другие способы понижения расхода топлива. Некоторые из этих способов могут снизить расход для любого автомобиля, а некоторые подходят только для гибридов. Для максимальной экономии топлива гибридный автомобиль:
     
    Восстанавливает энергию и хранит ее в аккумуляторе — Каждый раз, когда Вы нажимаете на педаль тормоза, автомобиль расходует энергию. Чем быстрее движется автомобиль, тем большей кинетической энергией он обладает. При торможении автомобиль расходует энергию, переводя ее в тепло. Гибридный автомобиль может использовать часть этой энергии и накапливать в аккумуляторе для дальнейшего использования. Это происходит за счет рекуперативного торможения. В этом случае вместо простого торможения, электродвигатель также замедляет движение автомобиля. При этом электродвигатель работает в качестве генератора и заряжает аккумуляторы при торможении автомобиля.
    Иногда отключает двигатель — Гибридному автомобилю не всегда требуется использовать бензиновый двигатель, т.к. он может использовать другой источник энергии — электродвигатель и аккумуляторы.  Таким образом, гибридный автомобиль может иногда отключать бензиновый двигатель, например, при остановке на светофоре.
    Улучшенная аэродинамика для снижения сопротивления — Когда Вы едете по шоссе, большая часть мощности двигателя уходит на преодоление сопротивления воздуха. Эта сила также называется аэродинамическое сопротивление. Сопротивление может быть снижено различными способами. Например, можно уменьшить площадь лобовой поверхности автомобиля. При этом большому внедорожнику приходится оказывать сопротивление большей площади, чем компактному спортивному автомобилю.
    Использование шин с низким сопротивлению качению — Большинство автомобильных шин предназначены для обеспечения спокойной езды без шума и хорошего сцепления с дорогой в любую погоду. Но они редко рассчитаны на снижение расхода. В действительности же, именно шины вызывают наибольшее сопротивление при езде. В гибридных автомобилях используются специальные более жесткие шины, которые накачены под более высоким давлением, чем обычные. В результате, они снижают сопротивление качению вдвое.
    Использование более легких материалов — Снижение общей массы автомобиля помогает уменьшить расход топлива. Легкие автомобили расходуют меньше энергии при разгоне или движении в гору. Для снижения массы могут быть использованы такие композитные материалы, как углепластик или легкие металлы, например, алюминий или магний.
     

    Во всех современных гибридных автомобилях применяются вышеописанные способы снижения расхода. Далее мы подробнее расскажем о Honda Insight и Toyota Prius.
     
    Несмотря на то, что оба автомобиля являются параллельными гибридами, у них есть свои отличия. У Honda Insight и Toyota Prius установлены бензиновые двигатели, электродвигатели и аккумуляторы, но на этом, пожалуй, все сходства заканчиваются. Давайте начнем с Honda Insight.
     

     
     
    Honda Insight
     
    Honda Insight была представлена в США в 2000 г. Автомобиль был сконструирован специально для максимального снижения расхода топлива. Несмотря на то, что Honda больше не выпускает Insight, этот автомобиль остается хорошим примером гибрида.
     
    Honda сделала все возможное для максимального снижения расхода. Insight — это небольшой, легкий двухместный автомобиль с маленьким, но мощным бензиновым двигателем. Согласно Управлению по охране окружающей среды США, у Insight самые высокие показатели топливной экономичности из всех гибридов, представленных на рынке.
     
    Honda Insight представляет собой упрощенный параллельный гибрид. Электродвигатель сопрягается с бензиновым двигателем там, где обычно располагается маховик. Honda назвала данную разработку «комбинированный электроусилитель двигателя». В Insight устанавливается либо обычная 5-ступенчатая механическая трансмиссия, либо автоматическая бесступенчатая трансмиссия CVT (вариатор).
     
    Электродвигатель Insight обеспечивает экономию топлива:
     
    ·        Содействует работе бензинового двигателя, обеспечивая дополнительную мощность при разгоне и движении в гору
    ·        Обеспечивает рекуперативное торможение для накопления энергии, выделяемой при торможении
    ·        Запускает двигатель, заменяя стартер
     
    Однако электродвигатель не может приводить машину в движение самостоятельно, для этого необходимо, чтобы работал бензиновый двигатель.
     
    Honda использовала все вышеперечисленные способы снижения расхода топлива. Но в Insight производитель опирался на три основных момента:
     
    ·        Снижение массы — Несмотря на то, что автомобиль и так небольшой, кузов изготовлен из алюминия для дополнительного снижения массы. Благодаря сниженной массе, стало возможным использование небольшого двигателя, к.п.д. которого соответствует обычным автомобилям. Insight весит менее 1.900 фунтов (862 кг), что на 500 фунтов (227 кг) меньше, чем масса самого легкого автомобиля компании Honda Civic.
    ·        Использование небольшого, но производительного двигателя — Масса двигателя Insight объемом 1.0 л составляет всего 124 фунта (56 кг), а его мощность 67 л.с. при 5.700 об/мин. В двигателе используется система Honda VTEC (электронная система газораспределения с автоматически изменяемыми фазами клапанов), а также технология, основанная на использовании бедной смеси. Расход топлива Insight составляет 3,9 л/100 км по городу и 3,5 л/100 км по шоссе. Помимо этого, благодаря дополнительной мощности электродвигателя, автомобиль может разгоняться от 0 до 100 км/ч за 13 секунд.
    При работающем электродвигателе, мощность Insight составляет 73 л.с. при 5.700 об/мин. Если сравнить с показателями только бензинового двигателя, то получается, что электродвигатель увеличивает мощность всего на 6 л.с. Но максимальных показателей электродвигатель достигает на низких оборотах бензинового двигателя. Мощность электродвигателя Insight составляет 10 кВт (около 13 л.с.) при 3.000 об/мин.
    ·        It’s the peak torque numbers that really tell the story. Без электродвигателя, крутящий момент Insight составляет 89,5 Н*м при 4.800 об/мин. С электродвигателем, крутящий момент Insight составляет 107 Н*м при 1.500 об/мин. Таким образом, электродвигатель увеличивает крутящий момент на низких оборотах, когда не справляется бензиновый двигатель. Такое решение позволяет Honda Insight иметь маленький двигатель с показателями большого.
     
    ·        Улучшенная аэродинамика — Honda Insight имеет классический дизайн, автомобиль выполнен в форме капли: задняя часть автомобиля уже передней.   Задние колеса частично закрыты кузовом для придания более обтекаемой формы, а днище закрыто пластиковыми панелями. Благодаря этому, коэффициент волочения составляет всего 0,25, что делает Honda Insight одним из самых аэродинамичных автомобилей на рынке.
     

     
    Садясь за руль, Вы понимаете, что Insight не очень сильно отличается от обычных автомобилей. При разгоне бензиновый двигатель выполняет большую часть работы. При быстром разгоне, подключается электродвигатель для увеличения мощности.
     
    При езде по шоссе, бензиновый двигатель выполняет большую часть работы. Когда Вы нажимаете на тормоз или отпускаете педаль газа, электродвигатель включается для накопления энергии и подзарядку аккумуляторов. Вам не нужно подключать Insight к розетке, электродвигатель генерирует энергию, необходимую для заряда аккумуляторов.
     
    Следует отметить, что в Insight механическая трансмиссия отделена от бензинового и электрического двигателей муфтой сцепления. Это значит, что если Вы из тех водителей, которые любят выжимать сцепление или переключать на нейтральную передачу при замедлении хода, рекуперативное торможение происходить не будет. Для накопления энергии автомобиль должен быть на передаче.
     
    Теперь мы предлагаем ознакомиться с Toyota Prius. Prius значительно отличается от Insight.

     
    Toyota Prius
     
    Toyota Prius была представлена в Японии в конце 1997 г. и сконструирована для снижения вредных выбросов в городах. Для выполнения поставленной задачи Toyota создала силовой агрегат для параллельных гибридов, который получил название Toyota Hybrid System (THS). Новая конструкция обладала некоторыми преимуществами последовательного гибрида. Prius соответствует стандарту Калифорнии SULEV (автомобиль с максимально низким выбросом вредных веществ). Автомобиль представляет собой четырехдверный седан, силовой блок обеспечивает скорость выше 15 миль/ч (24 км/ч) только за счет электродвигателя. Это способствует снижению расхода при езде по городу, но не по шоссе. Prius получил награду Лучший автомобиль Северной Америки 2004.
     
    В отличие от Honda, Toyota сосредоточила свое внимание на силовом блоке для достижения поставленных целей по снижению выбросов и расхода. Prius весит 2.900 фунтов (1.315 кг), при этом размер салона и багажника такие же, как у Toyota Corolla. 
     
    В Prius используются два основных способа увеличения к.п.д. и снижения выбросов:
     
    ·        Двигатель работает только в том диапазоне оборотов и нагрузок, который обеспечивает максимальную экономичность — Для снижения выхлопа, Prius разгоняется до 15 миль/ч (24 км/ч) за счет электродвигателя. Бензиновый двигатель подключается только при достижении определенного порога скорости. После этого бензиновый двигатель работает только в узком диапазоне частот.
     
    ·        Трансмиссия с разветвлением потоков мощности — Бензиновый двигатель можно отрегулировать для более эффективной работы в определенном диапазоне оборотов и нагрузки. Трансмиссия с разветвлением потоков мощности в Prius позволяет двигателю работать в диапазоне оборотов и нагрузки, который обеспечивает максимальной экономии топлива.
     
    Toyota разработала для Prius объемом 1,5 л для работы с максимальной скоростью всего 5000 об/мин, при этом его мощность составляет 76 л.с. Низкая максимальная скорость двигателя позволяет использовать более легкие компоненты, которые также снижают расход.
     
    Мощность электродвигателя Prius составляет 67 л.с. при 1.200 — 1.540 об/мин. Крутящий момент при 0 — 1.200 об/мин составляет 400 Н*м, что более, чем достаточно для движения автомобиля без помощи бензинового двигателя.

      
    Преимущества гибридного автомобиля
     
    У Вас может возникнуть вопрос: зачем создавать такой сложный автомобиль, если большинство водителей устраивают их обычные машины? Ответ прост: для снижения выхлопа и расхода топлива. На самом деле, эти две задачи тесно связаны.
     
    Давайте в качестве примера рассмотрим стандарт на содержание отработавших газов Калифорнии, в котором указаны нормы по составу выхлопа на территории Калифорнии. Содержание вредных веществ обычно указывается в граммах на километр (г/км). Например, для малотоксичных транспортных средств (LEV) стандарт допускает выброс 5,4 г/км моноксида углерода (угарного газа). Ключевым аспектом данного стандарта является то, что нормы не зависят от расхода топлива автомобиля. Если у одного автомобиля расход в два раза больше, чем у другого, то и выброс вредных веществ у него будет в два раза больше. Дополнительный выхлоп вредных веществ устраняется при помощи оборудования для контроля выбросов в атмосферу. Благодаря снижению расхода топлива можно снизить выброс.
     
    Двуокись углерода(CO2) также содержится в выхлопе. Его содержание не контролируется правительством США, однако ученые считают, что данный газ способствует глобальному потеплению. Вследствие отсутствия контроля, в автомобилях не используются устройства для устранения СО2 из выхлопа. Если у одного автомобиля расход в два раза больше, чем у другого, то и выброс СО2 в атмосферу у него будет в два раза больше.
     
    Производители автомобилей в США стремятся снизить расход топлива еще по другой причине. Согласно законодательству, их продукция должна соответствовать Закону о среднем расходе топлива автомобилями, выпускаемыми корпорацией (CAFE). Согласно действующим стандартам, средний расход всех продаваемых новых автомобилей должен составлять 27,5 миль/галлон (8,55 л/100 км). Это значит, что если производитель продает 1 гибрид с расходом 60 миль/галлон (3,92 л/100 км), он также может продать 4 дорогих автомобиля класса люкс с расходом 20 миль/галлон (11,76 л/100 км).
     
    Каждый должен знать способы снижения расхода топлива. На следующей странице мы расскажем, как сократить расход топлива Вашего гибрида (или обычного автомобиля).

    Источник: https://auto.howstuffworks.com/hybrid-car.htm

    Что такое тип двигателя гибрид

    Устройство, принцип работы и список гибридных автомобилей

    Первый автомобиль вообще-то был электрическим, т.е. в качестве двигателя использовался электромотор, и только потом, из-за отсутствия хороших аккумуляторов или иных источников электроэнергии, основным источником энергии для движения стал ДВС.

    Тем не менее, несмотря на его преимущества, разработчики авто давно уже начинают оценивать возможности электромобиля, и как компромиссный вариант в такой ситуации выступают гибридные автомобили.

    1. Почему возникает идея гибрида
    2. А что собой вообще представляет гибрид
    3. Устройство гибридного авто с параллельной работой моторов
    4. Гибридный с последовательной схемой работы моторов
    5. Последовательно-параллельные гибридные ТС
    6. Достоинства и недостатки гибридов

    Параллельный гибрид

    Параллельная гибридная система оказалась в центре внимания благодаря разработкам Хонда, с приходом первого поколения Insight. Эта японская модель во времена дебюта была сродни НЛО по внешнему виду, ее дизайн излучал новаторство и даже флюиды авантюризма. В автомобиле было всего два места, а расход топлива суперавтомобиля составлял невероятные 3.9 л/100 км, что на деле показывало- автомобиль был, не только красив собой, но и необычен внутренне.

    Что было необычным в этой машине? Внутренностями экологичного зверя Honda Integrated Motor Assist стали параллельные гибридные системы. В первом поколении Honda Insight, дополнительная система еще не могла вырабатывать достаточное количество электроэнергии для автомобиля в одиночку. Расчёт был несколько в другом, добавить полезного помощника стандартному ДВС мотору.

    На пальцах схема строения силовой установки автомобиля такова, что электрический двигатель напрямую соединен с трансмиссией (к примеру, расположен на коленчатом валу), с помощью чего обеспечивается дополнительная мощность при разгоне и подзарядка аккумулятора при торможении.

    Первое поколение Insight не было способно использовать только электрическую энергию, также, как Honda CR-Z не смогла этого сделать в 2010 году. В связи с этим, первопроходца невозможно назвать «полноценным гибридом», к примеру, как i8 BMW.

    Тем не менее идея прижилась, появились другие варианты параллельных гибридных транспортных средств, включающих в себя гибридные Honda Accord и Volvo XC90 T8 Twin Engine. Эти вариации живы до сих пор, и вполне неплохо себя чувствуют и процветают. Volvo, например, использует электродвигатель для привода задних колес, что позволяет разгрузить ДВС при работе полного привода, качественно повышая мощность.

    Что касается преимуществ параллельных гибридных транспортных средств, у них наблюдаются меньшие потери при передаче энергии на пути от двигателя к колесам, что очень важно при уменьшении расхода топлива.

    Суть параллельных гибридов в том, что они больше полагаются на двигатель внутреннего сгорания, чем на электромоторы.

    Запуск модельного ряда подключаемых гибридов и электромобилей, начиная с первого полностью электрического компактного кроссовера XC40 Recharge.

    Мы стремимся к тому, чтобы к 2025 году около 50% автомобилей, которые мы продаем, были полностью электрическими, а остальные 50% гибридными.

    Наше видение заключается в том, чтобы быть климатически нейтральными по всей нашей производственно-сбытовой цепочке в соответствии с целями Парижского соглашения.

    Типы гибридных силовых установок

    Установкой гибридных силовых установок автопроизводители добиваются нескольких целей. Во-первых, это снижение выбросов углекислого газа (СО₂), который является источником парникового эффекта на планете и ведет к глобальному потеплению. Во-вторых, уменьшение расходов на топливо, которые несут на себе автовладельцы. И в-третьих, повышение динамики разгона автомобиля благодаря двум источникам крутящего момента.

    Два первых преимущества достигаются за счет возможности перемещения на электротяге (особенно в режимах, когда КПД у ДВС низкий), режима рекуперации энергии торможения (торможение электродвигателем, который работает в режиме генератора, вырабатывая электроэнергию для подзарядки АКБ), разгона с помощью ДВС и электродвигателя, выключения ДВС при кратких остановках (системы start-stop).

    Конструктивно все это происходит по-разному, поэтому получаемый эффект тоже отличается.

    Классификация гибридов

    Общепринятая классификация гибридов подразумевает три их типа: последовательный, параллельный и последовательно-паралельный.

    Последовательный гибрид – конструкция, в которой двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный) приводит в действие только генератор. ДВС в этой схеме работает в режиме максимальной экономии топлива. Электроэнергия, вырабатываемая генератором, поступает или на тяговый электродвигатель, или в аккумуляторную батарею. Электродвигатель в этой схеме через трансмиссию передает на колеса требуемый крутящий момент, а в режиме торможения работает как генератор, подзаряжая АКБ (режим рекуперации энергии торможения). Такие гибриды маркируются аббревиатурой REEV (range-extended electric vehicle) или EREV (extended-range electric vehicle).

    Подобная конструкция имеет свои преимущества и недостатки. Плюсы этой схемы – постоянная работа ДВС в самом экономичном режиме, простота управления и отсутствие сложной трансмиссии. Из минусов следует отметить малый КПД механизма передачи энергии от ДВС к ведущим колесам автомобиля. Такая конструкция используется в модели BMW i3 REx, спорткупе Cadillac ELR и Chevrolet Volt 2015 модельного года, а также в автобусах с гибридными силовыми установками, например Toyota Coaster Hybrid.

    Параллельная конструкция вооружена ДВС и тяговым электромотором, которые связаны с ведущими колесами автомобиля. Электромотор здесь питается от аккумуляторной батареи. Поскольку крутящий момент от первичного вала может быть напрямую передан на колеса авто, коэффициент полезного действия такого гибрида выше. В этой схеме используется один или два электромотора (гене-ратор+тяговый мотор). В первом случае электромотор может работать и в режиме генератора, и в режиме тягового двигателя. Но в такой схеме довольно сложная конструкция трансмиссии, потому что крутящий момент нужно передавать на колеса и от ДВС, и от электромотора. Помимо этого, ДВС не может все время работать в эконом-режиме. Такую конструкцию силовых агрегатов имеют модели Honda – Civic Hybrid, Insight и CR-Z.

    Последовательно-параллельная конструкция гибридной силовой установки сочетает в себе обе вышеупомянутые схемы. Благодаря такой комбинированной схеме удалось получить преимущества обеих систем. В данной случае имеется и ДВС, и электромотор, и в зависимости от условий движения машина может ехать либо только на электротяге (до 1,5–2,0 км), либо только на тяге от ДВС, либо движущую энергию колеса могут получать и от ДВС, и от электромотора. У компании Toyota в силовой установке Toyota Hybrid System использован планетарный делитель силового потока (крутящего момента), который поступает от двигателя внутреннего сгорания и может гибко изменяться, передавая часть энергии на генератор, а часть – на колеса автомобиля. Вырабатываемая при этом электроэнергия может сразу идти как для питания силового электродвигателя, так и для подзарядки аккумуляторных батарей. Данная конструкция внедрена в ряде моделей Toyota, в числе которых Prius, Yaris Hybrid, Auris Hybrid, Camry Hybrid, Avalon Hybrid, а также в моделях Lexus – CT 200h, IS 300h, GS 300h, GS 450h.

    Комбинированный гибрид применяется и в полноприводных моделях. Но в них колеса передней оси приводятся в действие вышеописанной комбинированной системой, как у переднеприводных моделей, а для привода колес задней оси используется отдельный электродвигатель. Такая конструкция значительно проще, без сложной трансмиссии с карданными передачами и редукторами. Ее применяют в полноприводных внедорожниках, например в Toyota Highlander Hybrid и RAV4 Hybrid.

    Подзаряжаемые гибриды

    Раньше считалось, что гибриды могут подзаряжать себя только сами, когда электромотор работает в режиме генератора (при рекуперации энергии торможения, при движении в режиме торможения двигателем и т.д.). Но Toyota в числе первых пошла дальше и сделала модель Prius подзаряжаемой. Эти гибриды получили название plug-in hybrid (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV). Они имеют на борту АКБ повышенной емкости (у Toyota литий-ионные вместо никель-металлгидридных), которые можно подзаряжать от бытовой электросети. Поэтому plug-in hybrid может передвигаться только на электротяге на большие расстояния – не 1,5–2,0 км. а от 20 до 80 км и более.

    Гибриды Toyota в Украине

    На сегодняшний день лидер в производстве моделей с гибридными силовыми установками компания Toyota представляет в Украине модель Auris Hybrid с гибридной силовой установкой. А в ближайшее время будет презентована гибридная версия нового Toyota RAV4 Hybrid.

    Недостатки гибридов

    1. Высокая стоимость автомобиля.
    2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
    3. 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.

    Типы гибридных агрегатов

    Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

    • микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
    • среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
    • полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

    Porsche Panamera

    Компания Porsche входит в число премиальных брендов, которые выпускают самые дорогие, роскошные и интересные машины.

    Одним из таких автомобилей выступает PanameraTurbo S E-Hybrid.

    После обновления под капотом так и остался электродвигатель на 136 лошадиных сил. А вот 4-цилиндровый турбированный ДВС улучшил свои характеристики. Вместо прежних 550 лошадиных сил появилась 571 лошадка. Суммарная мощность достигла 700 л. с.

    Теперь с места до сотни гибридная Panamera разгоняется за 3,2 секунды, что на 0,2 секунды лучше предыдущей версии. Подросла и максимальная скорость, составляющая теперь 315 км/ч. На электротяге машина способна проехать 50 километров.

    Дополнительно компания Porsche вернулась к выпуску младшего гибридного автомобиля. Это Panamera 4 E-Hybrid мощностью 462 лошадиные силы. Версия состоит из 2,9-литрового 6-цилиндрового ДВС и блока аккумуляторов с увеличенной ёмкостью. В таком исполнении электротяга позволяет преодолеть до 56 километров без участия ДВС.

    При этом разгон младшего гибрида занимает 4,4 секунды до 100 километров, а максимальная скорость теперь 280 километров в час.

    Как долго продержатся гибридные автомобили на рынке, сказать сложно. Уже сейчас их активно подбирают полностью электрические машины. Причём спрос на них стремительно растёт.

    Кого вы считаете фаворитом среди гибридов? Хотели бы себе такой автомобиль? Какую машину из рейтинга считаете лучшей и почему?

    Ждём ваших ответов. Подпишитесь, оставьте комментарий, задайте вопрос и расскажите о проекте друзьям!

    голоса

    Рейтинг статьи

    «Мягкий» гибрид, новый двигатель, полный привод и множество систем Suzuki для помощи водителю. Представлен новый кроссовер Suzuki S-Cross

    Компания Suzuki представила новый кроссовер S-Cross, который поступит в продажу в Европе уже в конце этого года. Автомобиль будет производиться на заводе Magyar Suzuki в Венгрии.

    Салон Suzuki S-Cross получил эргономичные кожаные сиденья с оригинальной декоративной отделкой и большой панорамный люк. Сдвижные панели панорамного люка создают обширный проём на крыше. Когда люк закрыт, общая длина стеклянных панелей составляет 1000 мм. В открытом состоянии длина проёма — 560 мм. В салоне предусмотрено много функционального места для хранения вещей, объём багажного отделения составляет 430 литров.

    Автомобиль получил трёхмерную широкоформатную приборную панель, 9-дюймовый дисплей мультимедийной системы с возможностью беспроводного подключения смартфона, отображающий всю информацию об автомобиле, а также эргономичную шайбу управления системой полного привода Allgrip Select.

    Новый Suzuki S-Cross комплектуется 1,4-литровым турбированным двигателем Boosterjet, который имеет функцию прямого впрыска топлива и систему «мягкого» гибрида SHVS 48В. Новая гибридная система Suzuki включает недавно разработанный двигатель внутреннего сгорания в сочетании с одним электромотором (MGU) и роботизированной коробкой переключением передач (AGS). Такая схема позволяет двигаться как в гибридном режиме, так и используя только электротягу, что приводит к значительному снижению расхода топлива.

    Новый Suzuki S-Cross оснащён фирменной системой Suzuki Safety Support, которая включает функцию автоматического торможения, адаптивный круиз-контроль с функцией Stop&Go, камеру кругового обзора, а также функцию оповещения и предотвращения выезда из полосы движения, мониторинг слепых зон, помощь при трогании на подъёме и другие системы помощи водителю.

    Suzuki S-Cross будет доступен в восьми цветах: Silky Silver Metallic, White, Cool White Pearl, Titan Dark Gray Pearl Metallic, Cosmic Black Pearl Metallic, Canyon Brown Pearl Metallic, Energetic Red Pearl, Sphere Blue Pearl.

    Современный гибридный двигатель — Экологические автомобили Экологические автомобили

    Что представляет собой автомобильная гибридная система сегодня? Современный гибридный двигатель существенно отличается от силовых систем, которыми комплектовались гибридные автомобили в прошлом. Сохранив общий принцип взаимодействия двигателя внутреннего сгорания с приводом электромотор-генератор, они существенно снизили свой вес, а также стали более доступными по цене. Конечно, не так как хотелось бы, но все же.

    Первый официально зарегистрированный автомобиль с гибридным двигателем, был первоначально электромобилем. Легендарный конструктор Фердинанд Порше на рубеже 19-20 веков создал проект под названием Lohner-Porsche. Компактный электромотор, расположенный в ступице колес, питался током от генератора, энергию для которого вырабатывал бензиновый двигатель внутреннего сгорания.

    Удивительно, но принцип работы современного гибридного двигателя мало чем отличается от аналогов того времени. Однако за это время производителям удалось оптимизировать связи, сделать батареи легче и эффективнее, а электромоторы мощнее. Это позволило использовать гибридные установки на современных легковых машинах.

    Основные схемы гибридных двигателей

    Последовательная схема гибридного двигателя. Малолитражный ДВС крутит генератор, заряжая батареи. Сам автомобиль приводит в движение электромотор. Редко применяется на легковых машинах, но похожий принцип используют локомотивы, карьерные самосвалы, автобусы.

    Параллельная схема гибридного двигателя. Повсеместно используется на современных легковых автомобилях. В этом случае для движения можно использовать оба двигателя, как вместе, так и по отдельности. Условно такую схему можно поделить на три подтипа:

    • Mild hybrid (Умеренный гибрид). В основном использует топливную силовую установку, а электромотор дает автомобилю дополнительную мощность. Основные плюсы такой схемы — облегченная конструкция и низкая цена. Здесь не требуются огромные аккумуляторы, потому что электрическая тяга не используется для самостоятельного движения.
    • Full hybrid (Полный гибрид). В такой схеме электромотор и ДВС в гибридном двигателе используются в равной степени. Однако чаще для движения используется электродвигатель, а ДВС выступает в роли генератора, аккумулирующего энергию в батареях.
    • Plug-in hybrid (Подключаемый гибрид) — это гибридный двигатель с возможностью подзарядки своих батарей от сети. Такая система сохраняет все преимущества электрического автомобиля, решая его один из самых главных недостатков — дальность пробега.

    Сегодня легковые гибридные автомобили в основном используют две японские технологии: Integrated Motor Assist от Honda и Hybrid Synergy Drive от Toyota.

    Но все больше компаний развивают свои собственные технологии, позволяющие создать достаточно доступные и эффективные экологические автомобили. Например, современные гибридные двигатели Hybrid4, которые предлагает концерн PSA Peugeot Citroen, оборудуются дизельными ДВС.

    Также автомобильный рынок в ближайшем будущем пополниться гибридами Mitsubishi и Kia, оснащенными собственными силовыми системами. И уже не за горами премьера русского серийного гибридного автомобиля, финансированием которого занимается Прохоров.

    Все самое интересное впереди. Подписывайтесь на обновления нашего журнала, чтобы следить за всеми новостями и самыми интересными событиями в мире экомобилей.

    Гибридные автомобили: плюсы и минусы

    Автомобильный транспорт является мощным источником загрязнения окружающей среды. Факт не нуждается в дополнительном подтверждении, достаточно сравнить состояние атмосферы в большом городе с воздухом в сельской местности — разница очевидна. Тем не менее, многие туристы, побывавшие в странах Европы, в США или Японии, знают, что загазованность здесь не такая сильная, и этому есть простое объяснение:

    • более жесткие нормы по выбросу СО2 в атмосферу — сегодня уже принята норма Евро-6, тогда как в России двигатели отечественного производства, те же ЯМЗ, ЗМЗ и УМЗ, отвечают нормам Евро-2, Евро-3;
    • широкое внедрение экологического транспорта — электромобили, гибриды, автомобили на водороде и растительном топливе, даже привычные нам ГБО производят меньше выбросов;
    • ответственное отношение к экологии — европейцы с большим удовольствием пользуются общественным транспортом, ездят на велосипедах, тогда как у нас в стране не везде даже есть нормальные велосипедные дорожки.

    Стоит сказать, что гибриды, пока медленно, но все более уверенно начинают появляться и на наших дорогах. Что же заставляет людей переходить на такой вид транспорта? Попробуем разобраться в данном вопросе на нашем сайте Vodi.su.

    Плюсы

    Самый главный плюс мы обозначили выше — экологичность. Наиболее экологически чистыми являются гибриды типа Plug-IN, которые можно заряжать непосредственно от розетки. В них устанавливают мощные АКБ и электродвигатели, их заряда хватает на 150-200 километров. ДВС же применяется исключительно для того, чтобы можно было добраться до ближайшего источника электроэнергии.

    Есть также типы гибридных авто умеренные и полные. В умеренных электродвигатель выполняет роль дополнительного источника энергии, в полных же они работают на равных. Благодаря генераторам АКБ могут заряжаться в то время, как работает обыкновенный бензиновый двигатель. Также практически на всех моделях использована система рекуперации тормозных усилий, то есть энергия торможения используется для заряда аккумуляторных батарей.

    В зависимости от типа двигателя гибрид может потреблять на 25 процентов меньше топлива, чем его дизельные или бензиновые собратья.

    Более продвинутые модели гибридных авто, о которых мы подробно рассказывали на Vodi.su, могут обходиться лишь 30-50% топлива, соответственно на 100 км им нужно не 7-15 литров, а значительно меньше.

    При всех своих показателях экологического выброса гибриды ничуть не уступают обычным моделям автомобилей по техническим характеристикам — у них та же мощность двигателя, такой же крутящий момент.

    Еще один важный момент состоит в том, что правительства многих стран заинтересованы в более широком внедрении таких экологически чистых машин, поэтому предлагают выгодные условия для автомобилистов. Не нужно далеко идти — даже в соседней Украине ввозить гибриды из-за рубежа значительнее выгоднее, потому что правительство отменило на них специальную ввозную пошлину. Также в США при покупке гибрида в кредит государство может компенсировать часть затрат, хотя в Америке проценты по кредиту и без того низкие — 3-4% в год.

    Есть сведения, что подобные послабления появятся и в России. Например планируется, что при покупке гибридного авто у официального дилера государство будет обеспечивать грант в размере 1000 долларов.

    В принципе, особые положительные качества гибридов на этом и кончаются. Негативные стороны тоже есть и их не мало.

    Минусы

    Самый главный минус — стоимость, даже за рубежом она выше на 20-50 процентов, аналогичной модели с двигателем внутреннего сгорания. По этой же причине в странах СНГ гибриды представлены не в самом большом ассортименте — производители не очень охотно везут их нам, зная, что спрос будет минимальным. Но, несмотря на это, некоторые дилеры предлагают непосредственный заказ тех или иных моделей.

    Второй минус — дороговизна ремонта. Если аккумулятор накроется (а рано или поздно это произойдет), покупка нового обойдется очень дорого. Мощности же ДВС будет очень мало для нормальной езды.

    Утилизация гибридов обходится значительно дороже опять же из-за АКБ.

    Также АКБ гибридных авто свойственны все проблемы аккумуляторов: боязнь низких температур, саморазряд, осыпание пластин. То есть можно сказать, что для холодных регионов гибрид — не самый лучший выбор, он здесь попросту не будет работать.

    Загрузка…

    Поделиться в социальных сетях

    Австрийский инженер переделал Tesla Model 3 в гибрид / Хабр

    Прототип модернизированного Tesla Model 3 версия Obrist Mark II.

    В компании Obrist Powertrain взяли за основу электромобиль Tesla Model 3 и модернизировали его, поменяв батарею и встроили внутрь небольшой бензиновый двигатель. Получился «гипер-гибрид» за €20 тыс., способный проехать тысячу километров без остановки.

    Фрэнк Обрист, основатель и руководитель компании Obrist Powertrain, считает, что электромобили слишком до́роги, а лучший способ удешевить их — это уменьшить их электрический диапазон и добавить небольшой бензиновый мотор. В итоге получается так называемый подключаемый гибрид. Но в Obrist Powertrain назвали свою разработку «гипер-гибридом».

    Главный компонент этого решения — собственное изобретение компании под названием «

    генератор нулевой вибрации

    », представляющее собой тандем из небольшого тихого двухцилиндрового бензинового двигателя с КПД 40% и мощностью 40 кВт/54 л.с., который весит всего 95 кг, и генератора для зарядки батареи и других нужд в бортовой сети. Расход топлива в этом двигателе — 2,93 литра на 100 км. Также в Obrist Powertrain разработали небольшую аккумуляторную батарею на 17,3 кВтч массой 98 кг.

    Таким образом, использовав только два небольших и легких источника питания собственной разработки внутри Tesla Model 3, инженеры компании создали прототип, по их мнению, более дешевого гибридного автомобиля, который они назвали Tesla Model 3 Obrist Mark II (Obrist Mark I был сделан ранее на базе китайского автомобиля Geely EC7 для отработки некоторых инженерных решений). Бензиновый двигатель встроен в переднюю часть кузова, а штатные аккумуляторы (это в Tesla Model 3 блок массой 478 кг в версии с батареей 50 кВтч) в полу автомобиля были убраны и заменены на разработку от Obrist. Журналисты издания Electrek назвали такой инженерный даунгрейд самой худшей Tesla на свете.

    Тестирование показало, что с полностью заряженными аккумуляторными батареями и с полным баком горючего гибрид проезжает до тысячи километров. Фрэнк Обрист выбрал в качестве основы данного прототипа электромобиль Tesla Model 3 из-за его эффективной аэродинамики. Причем АКБ также заряжается во время движения каждый раз, когда автомобиль разгоняется быстрее 65 км/ч. При таком режиме зарядки ресурс батареи сохраняется намного лучше, чем при полном разряде и подключении на ночь к зарядной станции.

    В Obrist намерены предоставить свои разработки разным производителям автомобилей. В случае серийного производства стоимость генератора с двигателем будет €1,2 тыс., а батареи €2 тыс.

    Компания ожидает, что первые серийные автомобили с ее элементами питания появятся в продаже к 2023 году. Предполагается, что подобные транспортные средства с технологией «гипер-гибрид» будут использоваться в странах и регионах мира без густой сети зарядных станций, таких как Азия, Африка и Латинская Америка.

    Полное руководство по гибридным автомобилям

    Руководство GreenCars по гибридным автомобилям

    Хотите узнать больше о гибридных автомобилях? Добро пожаловать в наш подробный путеводитель по гибридным автомобилям.

    Содержание

    Что такое гибридный автомобиль?

    Гибридные автомобили появились в 1997 году с выпуском Toyota Prius. Рекламируя повышенную экономию топлива и снижение выбросов, Prius быстро стал популярным среди многих защитников окружающей среды и знаменитостей, заботящихся об окружающей среде. С тех пор гибриды продолжают расти, и такие автопроизводители, как Toyota, Kia, Honda, Ford, Hyundai и другие, создали гибридные варианты своих самых популярных моделей.

    Итак, что такое гибридный автомобиль? Как это работает? И самое главное, стоит ли рассматривать его?

    Существует два типа гибридов, использующих комбинацию электроэнергии и бензина. Один из них представляет собой обычное гибридное транспортное средство, часто называемое гибридным электромобилем (HEV), а другой — подключаемым гибридным электромобилем (PHEV). Разница между HEV и PHEV заключается в том, что PHEV можно подключить для перезарядки, тогда как HEV использует рекуперативное торможение для перезарядки.Бензиновый двигатель автомобиля также помогает HEV заряжать аккумуляторную батарею, когда она разряжается. Оба типа гибридов могут снизить расход топлива и выбросы CO2 до 35%.

    Таблица ниже дополнительно описывает различия между тремя основными типами электромобилей электромобилей:

    Электрические средства (EV) Cheat Sheet
    Тип автомобиля BEV Гибриды
    PHEV PHEV
    Имя аккумулятор электрический автомобиль Гибридный электрический автомобиль Гибридный гибридный электромобиль Plug-in Hybrid Electric Manse
    Тип топлива Батарея только + Батарея газа + батарея
    источник топлива зарядное устройство газа + регенеративное торможение зарядное устройство + газ + регенеративное торможение

    Далее мы рассмотрим технологии за Hevs, выделите преимущества и недостатки по сравнению с обычным бензиновым автомобилем, и ч Помогите определить, подходит ли вам гибридный автомобиль.Откроем капот и прыгнем!

    Как работает гибридный автомобиль?

    Если вы откроете капот гибридного электромобиля, вы увидите, что он очень похож на обычный бензиновый автомобиль, потому что во многом так и есть. Вы увидите двигатель, трансмиссию, ремень ГРМ и т. д. Однако вы заметите, что двигатель часто немного меньше, потому что гибридная батарея обеспечивает дополнительную дополнительную мощность. Это снижает потребность в большом газовом двигателе, потому что он просто не должен работать так тяжело.Чтобы лучше понять, как работает гибридный автомобиль, давайте поговорим обо всех различных компонентах, которые отличают HEV от остальных.

    Гибридная батарея

    Во всех гибридных электромобилях есть две батареи: вспомогательная батарея и блок тяговых батарей. Вспомогательная батарея служит той же цели, что и в обычном автомобиле с бензиновым двигателем, — для подачи питания на систему зажигания и другие вспомогательные системы (например, радио, электрические стеклоподъемники и т. д.), даже когда двигатель не работает.Тяговый аккумулятор обеспечивает повышенную экономию топлива и ускорение, включая полную мощность, необходимую для ускорения на малых скоростях.

    Блок тяговых аккумуляторов обычно изготавливается из никель-металлгидридных (NiMH) или литий-ионных аккумуляторов, сложенных вместе и расположенных рядом с задней осью, так что в случае столкновения аккумулятор надежно защищен огнеупорным металлическим корпусом. коробка.

    Вам может быть интересно, является ли батарея легковоспламеняющейся или взрывоопасной. Аккумуляторы NiMH текущего поколения, используемые в гибридных автомобилях, не являются взрывоопасными.Литий-ионные батареи могут удерживать больший заряд в пределах того же физического пространства, но у этой дополнительной емкости есть потенциальный недостаток. Теоретически ионно-литиевые батареи могут быть взрывоопасными при определенных условиях; однако автопроизводители и независимые испытания показали, что батареи не опасны, поскольку огнеупорный ящик обеспечивает безопасность пассажиров.

    Ничто не вечно, и батарейки не исключение. Срок службы батареи может варьироваться в зависимости от пробега и технических характеристик автомобиля.Почти все аккумуляторы со временем изнашиваются, и каждый автомобиль имеет немного различную конфигурацию, что приводит к изменению запаса хода.

    Чтобы узнать больше об аккумуляторах, ознакомьтесь с нашим Полным руководством по аккумуляторам для электромобилей.

    Гарантия на аккумулятор

    Гарантия на механические части обычных бензиновых автомобилей покрывает основные проблемы, связанные с двигателем, трансмиссией и другими важными системами. Гибридные гарантии аналогичны, но помимо механической защиты гибридные батареи часто имеют собственную отдельную гарантию.

    Например, Toyota Prius 2020 года выпуска имеет 10-летнюю гарантию на аккумуляторную батарею с пробегом 150 000 миль. Эта гарантия, однако, отличается от механической гарантии, которая на момент написания этой статьи составляет восемь лет и 100 000 миль пробега.

    Имейте в виду, что каждый автопроизводитель имеет свои собственные условия гарантии на свои автомобили, поэтому мы предлагаем уделить время тому, чтобы полностью понять, какая марка и модель подходит вам, вашим потребностям в транспорте и как долго вы намерены оставить свой автомобиль.

    Вопросы, которые часто возникают в связи с подержанными гибридами: что, если я рассматриваю подержанный гибрид, у которого больше нет гарантийного аккумулятора? Если потребуется замена, сколько это будет стоить?

    Стоимость аккумулятора зависит от года выпуска и модели автомобиля. В качестве примера, если мы посмотрим на Toyota Prius 2010 года, стоимость нового блока тяговых аккумуляторов колеблется от 3000 до 5000 долларов. Хотя это дорого, стоит отметить, что замена батарей является скорее исключением, чем нормой.Например, Prius часто может проехать до 300 000 миль без замены аккумулятора. Стоимость батарей продолжает снижаться по мере совершенствования технологий.

    Гибридная зарядка

    Одним из преимуществ вождения PHEV по сравнению с традиционным гибридом является то, что аккумулятор можно заряжать, подключив его к сети дома. Традиционно подключаемый гибрид позволит вам проехать в полностью электрическом режиме по городу до 30 миль, прежде чем он переключится на использование своего бензинового двигателя.Новые PHEV, такие как BMW X5 Hybrid, могут похвастаться полностью электрическим пробегом в 54 мили благодаря аккумулятору емкостью 24 кВтч.

    Вы можете еще больше сократить свои расходы, если воспользуетесь непиковыми тарифами на электроэнергию, которые может предлагать местная электроэнергетическая компания. Как правило, зарядка вашего автомобиля в периоды пикового энергопотребления (когда все остальные в вашем районе бодрствуют и используют электричество) может быть намного дороже, чем если бы вы выполняли тот же цикл зарядки ночью. Знание того, когда взимать плату, является важной частью снижения стоимости владения.

    Чтобы узнать больше о зарядке электромобилей, прочитайте наше Полное руководство по зарядке электромобилей.

    Регенеративное торможение

    Поскольку HEV нельзя подключить к сети, для перезарядки аккумуляторной батареи должен использоваться процесс, называемый рекуперативным торможением. Чтобы полностью понять рекуперативное торможение, мы должны сделать шаг назад и понять энергетический принцип физики, называемый кинетической энергией. Кинетическая энергия — это энергия движения, а автомобили в движении обладают большой кинетической энергией.

    Когда вы нажимаете на тормоз в традиционном транспортном средстве, энергия передается от кузова движущегося транспортного средства к тормозной системе, в результате чего кинетическая энергия (от движения автомобиля) превращается в трение и тепловую энергию по мере замедления транспортного средства. . После долгой поездки вы можете заметить, что ваши тормоза будут горячими. Хотя это трение эффективно при остановке транспортного средства, оно со временем приводит к износу, поэтому тормозные колодки и/или роторы на любом автомобиле в конечном итоге потребуют замены.

    Тормозная система гибридного автомобиля отличается от обычной тормозной системы.Как только водитель отпускает педаль акселератора, даже до того, как будет нажата педаль тормоза, система начнет собирать энергию движущегося тела автомобиля, замедляя его. Он делает это, беря механическую энергию и преобразовывая ее в электрическую энергию. Затем эта энергия отправляется в аккумулятор для хранения, где она будет использоваться для питания автомобиля позже.

    Итак, помните, что трение и тепло производятся в традиционном автомобиле? В гибриде автомобиль не высвобождается и не растрачивается в виде тепла, а удерживает энергию и использует ее для подзарядки аккумулятора.

    Гибриды имеют те же тормозные колодки, что и в обычных автомобилях, но они вторичны по отношению к регенеративной системе. Вот почему тормозные колодки на гибридах могут прослужить до 100 000 миль, поскольку рекуперативное торможение создает большую часть тормозного усилия. Некоторые гибридные водители даже обнаруживают, что, как только они освоятся, они смогут вести большую часть времени, используя только акселератор! (Конечно, каждый должен время от времени нажимать на тормоз, особенно при полной остановке.)

    Расход энергии аккумулятора

    Водители могут своими глазами увидеть экономию топлива и распределение энергии по всему гибрид.От первого запуска автомобиля до движения по шоссе компьютерная система определяет, в каком из различных режимов вождения она должна работать, и соответствующим образом настраивается. Это может включать режим работы только на газе, режим работы только на электричестве, режим ожидания или режим зарядки. Многие производители будут демонстрировать эти потоки энергии в режиме реального времени — либо на комбинации приборов, либо на центральном экране. У каждого автопроизводителя есть определенные конфигурации, в зависимости от автомобиля, которые будут включаться и отключаться, когда энергия поступает в аккумулятор или выходит из него.Понимание того, почему и когда ваша батарея заряжается или посылает энергию на колеса, может быть довольно интересным. И знание того, когда вы используете больше этого драгоценного заряда батареи, помогает многим водителям ослабить педаль газа, чтобы быть немного более экологичным.

    Серия по сравнению с параллельными гибридами

    Термин «трансмиссия» используется для описания того, как мощность передается на колеса в любом типе автомобиля. С бензиновой трансмиссией для ускорения требуется топливо. Это топливо поступает из одного источника – бензобака.В гибридах не все так просто. Конструкция трансмиссии важна для гибридов, поскольку она определяет, как механические компоненты автомобиля взаимодействуют с различными электрическими системами, чтобы обеспечить эффективную работу автомобиля.

    Гибридная трансмиссия предназначена для экономии топлива без ущерба для производительности. Для этого в гибридах используется бортовой компьютер, который определяет, сколько энергии поступает от аккумулятора, бензинового двигателя и когда. В HEV используются две основные трансмиссии: последовательная и параллельная.Давайте рассмотрим каждый более подробно.

    Как работают серийные гибриды

    Конфигурация серийных гибридов не так сложна. Есть электродвигатель и бензиновый двигатель. Когда для движения колес требуется мощность, электродвигатель (и ТОЛЬКО электродвигатель) подает энергию. Электродвигатель может использовать энергию от аккумуляторной батареи или от генератора, работающего от бензинового двигателя, но не от того и другого одновременно. Подумайте о названии серии : то одну, то другую. Имеет смысл, верно?

    Таким образом, если аккумулятор полностью заряжен, автомобиль может сначала использовать энергию аккумулятора.Когда батарея почти разряжена, автомобиль включит бензиновый двигатель, чтобы вырабатывать дополнительную мощность для поддержания работы электродвигателя. Переход от одного источника энергии к другому должен быть плавным.

    Преимущества:
    • Аккумуляторная упаковка обеспечивает большинство мощности
    • Идеально для городского и пригородного вождения
    • Бензиновые двигатели меньше и эффективнее, чем обычные

    • дорого приобрести, так как требуется аккумулятор большей емкости
    • Не столь эффективен при движении по длинным маршрутам или по шоссе
    Примеры автомобилей:
    • Chevrolet Volt, Honda Insight, Hyundai Ioniq, BMW i3 с расширителем диапазона

    Как Parallel Hybrids Work

    В отличие от серийных гибридных трансмиссий (где только электродвигатель может приводить в движение колеса, а бензиновый двигатель служит только его резервным генератором), параллельная трансмиссия может передавать мощность на дорожное покрытие с помощью электродвигателя или бензинового двигателя. двигатель напрямую.Бортовой компьютер определит, что лучше для данного стечения обстоятельств, и сделает выбор за водителя.

    Так как есть два двигателя, они могут работать бок о бок, приводя машину в движение. Это позволяет бортовому компьютеру постоянно отслеживать потребность в ускорении и решать, какой двигатель (электрический или бензиновый) будет лучше.

    Например, если вы уже двигаетесь, но вам нужно увеличить мощность, например, выехать на автостраду и набрать скорость, параллельный гибрид может заставить работать бензиновый двигатель.Но когда вы сидите на красный свет, а загорается зеленый, тот же автомобиль может выбрать электродвигатель и его легкодоступный крутящий момент, чтобы разогнать вас до 0-30 миль в час как можно скорее. Кроме того, когда бензиновый двигатель не используется непосредственно для подачи мощности на колеса, он включится, чтобы действовать как генератор для зарядки аккумулятора, когда это необходимо.

    Существует также концепция серийно-параллельного гибрида, которая позволяет электродвигателю и бензиновому двигателю одновременно приводить в движение колеса. Этот тип гибрида обсуждается ниже, когда мы рассматриваем Prius.

    Преимущества:
    • Двигатель и электродвигатель могут напрямую поставлять крутящий момент к колесам одновременно
    • Двигатель бензина менее Compact, чем те, которые используются в серии гибридов

                    • Сложная конструкция может быть сложной для ремонта
                    • Не так эффективна при местном вождении – например, при движении с частыми остановками
                    Примеры автомобилей:
                    • Audi Q8, Chevrolet Malibu Hybrid, Honda Accord Hybrid

                    6 90 Рассвет Prius: сочетание серии и параллели

                    Prius происходит от латинского слова Primus, означающего «первый».«Toyota Prius, безусловно, оправдывает свое название. Это был первый серийный гибрид. Он также в некоторой степени уникален, потому что это был первый автомобиль, в котором сочетались последовательная и параллельная трансмиссии, что означает, что он может приводиться в действие газовым двигателем или электродвигателем, или обоими одновременно. Это иногда называют «последовательно-параллельным» гибридом, что, если подумать, похоже на гибрид внутри гибрида!

                     

                    Такое разделение мощности возможно благодаря планетарной передаче, которая была введена в Prius второго поколения.Не вдаваясь в технические подробности, электродвигатель прикреплен к коробке передач, которая соединяет бензиновый двигатель, электродвигатель и генератор в одно целое. Шестерня перемещается в зависимости от мощности, требуемой автомобилем. Двигатель является последней из передач, поэтому изначально электродвигатель и генератор работают максимально долго; бензиновый двигатель запускается только тогда, когда они не могут удовлетворить потребности в мощности.

                    По состоянию на 2020 год продано более 6,1 миллиона автомобилей Prius, Prius продолжает доминировать на рынке гибридных автомобилей, но в этом году по продажам его обогнал внедорожник RAV4.Фактически, на сегодняшний день Toyota продала более 15 миллионов автомобилей с гибридными моделями, включая линейку Lexus, и производит 44 гибридные модели по всему миру. Однако впереди нас ждут проблемы, поскольку популярность электромобилей продолжает расти из-за снижения сложности, стоимости и уменьшения выбросов углекислого газа. Далее давайте рассмотрим, чем HEV отличаются от электромобилей.

                    В чем разница между гибридом и электромобилем?

                    Основное различие между стандартным гибридом и электромобилем заключается в том, что гибридный автомобиль получает часть своей мощности от неэлектрического источника энергии, такого как бензин.Электромобили, такие как модели Nissan Leaf, Ford Focus Electric или Tesla, работают исключительно на электричестве. Как только батарея разрядится, электромобиль необходимо зарядить либо дома, либо на зарядной станции. В большинстве гибридов вы можете заправиться бензином, чтобы завершить поездку.

                    Чтобы получить общее представление о полностью электрических автомобилях (также известных как аккумуляторные электромобили, электромобили или электромобили для краткости), ознакомьтесь с нашим Полным руководством по электромобилям.

                    Аналогичная технология

                    Электромобиль называется электромобилем (EV), аккумуляторным электромобилем (BEV) или автомобилем с нулевым уровнем выбросов (ZEV).В этой статье мы будем называть электромобили просто EV.

                    Аналогичные технологии, используемые гибридами и электромобилями, включают аккумуляторную технологию и рекуперативное торможение. Разница в том, что гибриды имеют меньший запас хода и размер батареи по сравнению с электромобилями. Это предусмотрено конструкцией, поскольку в гибридных автомобилях мощность дополняется двигателем внутреннего сгорания. Электромобили, однако, должны быть подключены к сети для подзарядки.

                    Регенеративная зарядка обеспечивает питание как электромобилей, так и гибридов, но ее эффективность зависит от автомобиля и условий.Например, зимой рекуперативное торможение менее эффективно, чем летом. В среднем возврат энергии составляет от 10 до 27%. Чтобы узнать больше об батареях, ознакомьтесь с нашим руководством по батареям и диапазону.

                    Не все гибриды можно заряжать

                    Если не указано, что это PHEV, гибриды, такие как оригинальный Prius, нельзя подключать к источнику электроэнергии для зарядки. Благодаря тому, что для подзарядки не требуется подключение к розетке, гибридные электромобили отлично подходят для водителей, которым нужна эффективность снижения расхода бензина без использования зарядного оборудования.Водители, которые живут в многоквартирных домах или предприятиях, осуществляющих доставку в городских районах, также могут извлечь выгоду из беспроблемной эффективности HEV.

                    Обратите внимание, что PHEV также не нужно заряжать, так как вы можете ездить на PHEV на 100 % на бензине; однако это сведет на нет экономию топлива, полученную за счет использования электричества в качестве топлива. Чтобы узнать больше о подключаемых гибридных электромобилях, ознакомьтесь с нашим руководством по подключаемым гибридам.

                    Стоимость обслуживания гибрида

                    Многие автопроизводители с годами внедряют гибриды, надежные модели, которые требуют минимального обслуживания, помимо того, что требуется бензиновому автомобилю.Это включает в себя традиционное техническое обслуживание, такое как замена шин, замена масла, замена охлаждающей жидкости и т. д.

                    Затраты на техническое обслуживание могут немного возрасти, если техническое обслуживание связано с неисправностью аккумуляторной батареи, кислородных датчиков или систем улавливания паров топлива. Хотя эти проблемы не являются обычным явлением, важно отметить, что дополнительная сложность гибридной системы может потребовать более специализированного технического специалиста и, как следствие, может увеличить стоимость некоторых ремонтных работ. С другой стороны, электромобили

                    обходятся дешевле в обслуживании, чем бензиновый автомобиль или гибрид, поскольку в двигателе меньше движущихся частей.Нет необходимости менять масло, менять трансмиссионную жидкость или изнашивать ремни ГРМ. Эти дополнительные преимущества могут оказать положительное влияние на общую стоимость владения.

                    Подходит ли вам гибрид?

                    Ответ на самом деле зависит от ваших привычек вождения. Если ваша поездка на работу позволяет вам совершать короткие поездки в условиях городского движения, аккумулятор подключаемого гибридного электромобиля (PHEV) или гибридного электромобиля (HEV) с серийной трансмиссией обеспечит большую часть необходимой мощности.Если вы часто ездите по шоссе, гибрид с параллельной или последовательно-параллельной трансмиссией может подойти вам лучше всего. И хотя последний не уменьшит потребление бензина полностью, как полностью электрический автомобиль, он все же обеспечит экономию топлива по сравнению с обычным бензиновым автомобилем.

                    Короче говоря, гибрид снизит ваши расходы на бензин, тогда как полностью электрический автомобиль устранит традиционные затраты на топливо. Тем не менее, оба уменьшат ваш углеродный след. Гибриды имеют более энергоэффективные двигатели и дешевле в обслуживании, чем традиционные автомобили с бензиновым двигателем.

                    Гибрид может стать отличной инвестицией и сэкономить много денег с течением времени. Хотя покупка заранее может быть немного дороже, если вы посмотрите на общую стоимость владения (снижение расходов на топливо, меньшее обслуживание и т. д.), экономия со временем будет увеличиваться.

                    Многих людей привлекают гибридные автомобили из-за их топливной экономичности, и некоторые из этих автомобилей более экономичны, чем другие. Например, Hyundai Ioniq Hybrid расходует, по оценке EPA, 58 миль на галлон в смешанном цикле.Toyota Prius расходует 56 миль на галлон, а Honda Insight — 52 мили на галлон.

                    Сегодня гибридные автомобили бывают всех форм и размеров. Если вы ищете гибридный внедорожник, сегодня самые популярные модели включают Toyota Highlander Hybrid и RAV4 Hybrid, Honda CR-V Hybrid и Subaru Crosstrek Hybrid.

                    Кроме того, некоторые новые гибридные и подключаемые гибридные автомобили имеют право на ряд скидок и поощрений, включая федеральный налоговый кредит в размере до 7500 долларов США для PHEV и 4543 долларов США для HEV.Здесь вы можете увидеть, где все марки и модели электромобилей получают налоговые льготы. Чтобы узнать больше о мире электромобилей, посетите наше Полное руководство по электромобилям.

                    № 2560: первый гибридный автомобиль

                    Сегодня гибридные автомобили — и четвертый искуситель. Университет Хьюстона Инженерный колледж представляет серию о машинах, которые производят управляют нашей цивилизацией и людьми, чья изобретательность создала их.

                    Итак, каким был первый гибридный автомобиль на рынке? На одном веб-сайте говорится, что Honda Insight 1999 года, , за которой быстро последовала Toyota. Приус. Теперь я читаю свое издание 1920 года Бензин. Автомобиль. И как будто я смотрю пьесу Т. С. Элиота, Убийство в соборе, про Томаса Бекета.

                    Позвольте мне объяснить: в одной длинной сцене Томас подвергается искушению, прежде чем встретиться лицом к лицу с убийство за то, что поставил Черча впереди короля.Три призрачных искусителя приходят, чтобы отговорить его, и предлагают обычные блага: безопасность и дружбу, власть и богатство, благословение Папы. Бекет сопротивляется им всем. потом он расслабляется. Эти вещи всегда идут тройками, не так ли? Его испытания закончены.

                    Но тут появляется четвертый искуситель! Томас кричит: «Кто ты? Я ожидал [только] три.» Искуситель улыбается: « Я… предшествую ожидание.» Затем он предлагает мученичество и святость.Он предлагает Томасу то, что он хочет больше всего, самый жирный приз из всех. Какая моральная дилемма, правильная вещь по неправильной причине!

                    Итак, вернемся к моей столетней книге об автомобилях: она начинается с названий видов автомобили. И это те, которые мы все знаем: паровые, электрические, бензиновые. — все борются за господство. Но ждать! Книга продолжает перечислять четвертый тип , который, безусловно, опережает наши ожидания. Для этого это бензиново-электрический автомобиль. Есть изображение полного гибридного автомобиля с бензиновым двигателем, приводящим в действие генератор.Генератор, в свою очередь, заряжает аккумуляторы автомобиля.

                    Автопроизводители с самого начала рассматривали гибридные автомобили. Тот самый в моей книге есть автомобиль Dual Power 1917 года выпуска, построенный компанией Woods Motor. Автомобильная компания. И двигатель, и тормоза приводили в действие электрический генератор. которые заряжали аккумуляторы. Батареи могли либо дополнить скромный 12-сильный двигатель на более высоких скоростях, или они могли привести машину в движение сами по себе.

                    Автомобиль Woods был полным гибридом, за 82 года до Honda и Toyota. попал в дело.И это было далеко не первое. Уже в 1901 г. автопроизводитель Джордж Фишер экспортировал бензиново-электрические автобусы в Англию. А Строитель из Новой Англии [Knight Neftal] представил комбинированный бензиново-электрический автомобиль год спустя в гонке на выносливость на сто миль. В Канаде появился гибрид рынок 1915г.

                    Это четвертое автомобильное искушение было в полном расцвете, когда автомобили еще игрушки для богатых. Но только богатые могли позволить себе Woods за 2700 долларов. машина. Генри Форд и другие вскоре все изменили.Когда они это сделали, середина класс быстро пошел с первым искусителем — дешевые газовые тележки с аппетитом за дешевое топливо.

                    Итак, гибридные автомобили зависли в воздухе — столь же правдоподобно, столь же неожиданно, как четвертый искуситель Элиота. Но, как и четвертый искуситель, они были правы там все время. В конце концов мы проглотили большую часть нашей дешевой нефти и начали чувствуя щепотку. Только тогда эта четвертая альтернатива возникла из тени, которые позволяли ему оставаться незамеченным в течение очень долгого времени.

                    Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересует, как изобретательные умы работай.

                    (Музыкальная тема)

                    Г. В. Хоббс и Б. Г. Эллиотт, 90 174 Бензиновый автомобиль. (Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Co., Inc., 1920/1915). Схематическая диаграмма (выше) взята из этот источник.

                    Д. А. Кирш, Электромобиль и бремя истории. (новый Брансуик, Нью-Джерси: Rutgers University Press, 2000): см. особ. Ч. 7.

                    Представьте мое удивление, когда после того, как я закончил этот эпизод, я обнаружил, что Кирш (выше) процитировал это из « Четырех квартетов » Элиота :
                    Что могло быть и что было
                    Указать на один конец, который всегда присутствует.
                    И та же самая идея четвертого искусителя — идея такая близкая, такая знакомый, что мы даже не видим его.

                    Вот прекрасный отчет о машине Вудса, и краткая онлайн-история гибридных автомобилей.Картина 1424 года (вверху) под названием «Мученичество святого Фомы» любезно предоставлена ​​Wikipedia Commons. Фотографии автомобиля Woods Dual Power, в том числе приведенные ниже, см. эта превосходная веб-страница AutoBlogGreen.

                    Через несколько месяцев после того, как этот эпизод впервые вышел в эфир, я получил записку от Дэвида Адольфуса, доц. Эд. Хеммингс Мотор Ньюс. Он отметил, что Rambler 1912 года обладал большинством характеристик полностью гибридного автомобиля. И он предоставил принципиальную схему этого автомобиля, показанную ниже:

                    гибрид против.Электрический и подключаемый модуль — определения и различия

                    Гибридный и подключаемый гибрид — плюсы и минусы

                    Гибриды и подключаемые гибриды часто путают на рынке. Но многие задаются вопросом: что лучше, гибрид или подключаемый гибрид? Это зависит от ваших обстоятельств. На гибридах можно ездить где угодно, потому что они на 100% работают на бензине. Нет проблем, потому что вы никогда не подключаете их к сети.

                    Гибриды с подключаемыми модулями также можно использовать где угодно. Как правило, они обеспечивают достаточный полностью электрический запас хода, чтобы помочь вам избежать ежедневного использования бензина.Но вам нужно регулярно подключать их, чтобы они имели экономический или климатический смысл — PHEV стоит больше, чем эквивалентный гибрид.

                    Плюсы и минусы гибридных автомобилей

                    Pros

                    • Быстрая и простая заправка на любой заправке
                    • Самый недорогой тип электромобиля
                    • Не нужно думать о подключении
                    • Нет проблем для жителей квартир
                    • Может быть вашим единственным автомобилем

                    Минусы

                    • Не такой большой потенциал экономии газа, как у подключаемого гибрида
                    • Бензиновый двигатель гибрида обычно маломощный и маломощный
                    • Электрическая плита без номинальной мощности

                    Подключаемый гибрид плюсы и минусы

                    Pros

                    • Может работать как электромобиль во время обычных поездок на работу в будний день
                    • Выключите электричество, и он продолжит работать
                    • Бензиновый двигатель позволяет путешествовать по дорогам
                    • Может быть твоей единственной машиной
                    • Федеральные и государственные налоговые льготы могут компенсировать более высокую стоимость

                    Минусы

                    • Стоимость выше, чем у обычного гибрида
                    • Недостаточно запаса хода на электротяге, чтобы полностью отказаться от бензина
                    • Необходимо регулярно подключать его, чтобы иметь смысл (но может не потребоваться оборудование на 240 В)
                    • Пространство, занимаемое силовым агрегатом, может поставить под угрозу пространство или функциональность

                    Гибрид против гибрида.электрический — плюсы и минусы

                    Гибриды и электромобили представляют противоположные стороны спектра электрификации. Гибриды могут ехать куда угодно и так же беспроблемны, как и любой обычный автомобиль. Они полностью питаются бензином и получают необходимое электричество за счет регенерации тормозов и использования избыточной мощности двигателя. С другой стороны, полностью электрические автомобили полностью питаются от аккумуляторов, которые необходимо регулярно заряжать. Большинство владельцев электромобилей заряжают электромобили дома в ночное время.Таким образом, электромобили лучше всего подходят домовладельцам, которые могут сами контролировать свою судьбу зарядки. И хотя в этом нет строгой необходимости, электромобилями легче владеть, если у вас есть вторая машина для дальних поездок.

                    Плюсы и минусы гибридных автомобилей

                    Плюсы

                    • Нет необходимости в зарядке
                    • Газовый двигатель означает, что вы можете отправиться куда угодно, не беспокоясь о расстоянии
                    • Может быть вашим единственным автомобилем
                    • Недорого купить

                    Минусы

                    • Не такой энергоэффективный, как электромобиль
                    • Необходимость замены масла и ухода за двигателем
                    • Не хватает плавности и бесшумности разгона электромобиля
                    • Начальное ускорение кажется слабым по сравнению с ним

                    Плюсы и минусы электромобиля

                    Плюсы

                    • Нулевой выброс выхлопных газов
                    • Плавное, мгновенное и бесшумное ускорение без переключения передач
                    • Небольшой регулярный уход за шинами и стеклоочистителями
                    • Электричество за милю стоит меньше, чем бензин
                    • Нет необходимости останавливаться для заправки

                    Минусы

                    • Беспокойство по поводу дальности полета вызывает беспокойство, поскольку для перезарядки требуется время
                    • Вы должны подключить его и, возможно, потребуется домашняя станция на 240 вольт
                    • Арендаторам трудно контролировать взимание платы
                    • Для дальних поездок необходимо найти станции быстрой зарядки
                    • Покупать дороже

                    Как насчет подключаемого гибрида или гибридного автомобиля?электромобили?

                    Люди, которые хотят электромобиль, часто упускают из виду подключаемые гибриды. Это упущенная возможность, потому что PHEV может представлять собой лучшее из двух решений. Частично проблема может быть связана с тем, что некоторые автопроизводители продают свои PHEV как обычные гибриды. Но это также связано с недавним отсутствием действительно желательных вариантов PHEV.

                    Ситуация меняется с появлением подключаемых гибридных версий некоторых популярных небольших внедорожников. К ним относятся Ford Escape PHEV 2021 года, Toyota RAV4 Prime 2021 года и Jeep Wrangler 4xe 2021 года.Этот привлекательный семейный выбор позволяет работать как электромобилю в течение недели и свободно передвигаться по выходным из-за их газовых двигателей.

                    Следующие шаги

                    Интересным аспектом этого выпуска является то, что постоянно появляются новые продукты: более дешевые электромобили с большим количеством вариантов зарядки, разнообразные и удобные для всей семьи подключаемые гибриды, а также более совершенные и полнофункциональные гибриды. Эдмундс получает ранний доступ для тестирования и оценки этих новых машин и использует это время для создания видеороликов, статей о первых поездках и удобных для покупателей ценовых и информационных страниц.Подпишитесь на наши каналы в социальных сетях, чтобы получать самую свежую информацию, и посетите Edmunds, чтобы узнать больше о любом гибридном, подключаемом гибридном или электрическом транспортном средстве, которое привлекает ваше внимание.

                    Ссылки по теме:

                    Лучшие электромобили Edmunds
                    Лучшие гибриды и подключаемые гибриды Edmunds
                    Супер-тест электромобилей Edmunds
                    Протестировано Edmunds: запас хода и потребление электромобилей

                    Гибридные электромобили

                    Гибридные электромобили

                    Ханну Яаскеляйнен

                    Рукопись ПРОЕКТА находится в разработке. Пожалуйста, не цитируйте и не цитируйте!
                    Этот документ все еще редактируется или находится на рассмотрении.Окончательный вариант может существенно отличаться.

                    Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
                    Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

                    Гибриды

                    В гибридной трансмиссии существует два средства обеспечения мощности конечной передачи автомобиля. В то время как гибриды двигателя внутреннего сгорания / электродвигателя являются наиболее распространенными, другие возможности включают: двигатель внутреннего сгорания / гидравлический, двигатель внутреннего сгорания / пневматический, двигатель внутреннего сгорания / маховик и топливный элемент / электрический аккумулятор.Большинство гибридных трансмиссий также содержат средства для хранения энергии (аккумулятор, конденсатор, гидравлический резервуар, маховик и т. д.), но это не обязательно.

                    Конфигурация трансмиссии. Примерно до 2000 года в основном обсуждались две гибридные трансмиссии, рис. 5. Первая называется параллельной конфигурацией, в которой тепловой двигатель является основным источником энергии, а электродвигатель используется в качестве силовая помощь. Эта помощь может включать в себя различные функции, от управления большинством бортовых систем до обеспечения дополнительной мощности для ускорения, подъема в гору или любой комбинации этих функций.Распределение мощности между тепловым двигателем и электродвигателем является важным параметром при определении общего уровня выбросов трансмиссии. Например, если тепловая машина может быть уменьшена, появятся широкие возможности для минимизации расхода топлива и уровня выбросов. Второй подход представляет собой последовательное гибридное расположение. Гибриды ранних серий можно было бы более точно описать как «электромобили с увеличенным запасом хода», где электродвигатель используется в качестве основного источника энергии, а небольшой тепловой двигатель используется в качестве генератора для подзарядки батарей и увеличения запаса хода автомобиля.

                    Рис. 5. Ранние конфигурации гибридной трансмиссии

                    После 2000 года многие гибридные трансмиссии не подпадали ни под одну из классификаций. Хотя разнообразие гибридных трансмиссий велико, большинство из них основано на одной или обеих конфигурациях, показанных на рис. 5. Для более подробного обсуждения читатель может обратиться к литературе [3087] [3101] .

                    Гибридные функции. Гибридные трансмиссии могут обеспечивать ряд функций, которые можно использовать для снижения расхода топлива и/или улучшения характеристик автомобиля.Не все гибридные трансмиссии обеспечивают все эти функции. Некоторые из наиболее важных функций включают в себя:

                    • Старт/стоп
                    • Рекуперативное торможение
                    • Увеличение мощности двигателя
                    • Двигатель внутреннего сгорания – выключенный режим
                    • Расширенные возможности передачи

                    Старт/стоп — остановка двигателя, когда транспортное средство не выполняет никаких полезных функций (например, остановился на светофоре), может снизить расход топлива.Максимальная экономия топлива может быть достигнута за счет как можно более продолжительного периода выключения двигателя. Поскольку запуск двигателя внутреннего сгорания происходит со значительной задержкой, транспортное средство с функцией «старт-стоп» и без каких-либо других средств приведения в движение транспортного средства, кроме двигателя внутреннего сгорания, должно запускать двигатель за достаточно долгое время до того, как возникнет необходимость приведения транспортного средства в движение. вперед (например, при нажатии педали сцепления, тормоза или рычага переключения передач), чтобы избежать негативного восприятия со стороны водителя транспортного средства.С гибридным транспортным средством, имеющим дополнительный накопитель энергии (например, аккумулятор) и достаточно большой электродвигатель, двигатель может оставаться выключенным даже после начала движения транспортного средства, что потенциально увеличивает экономию расхода топлива. Технологии старт-стоп более подробно обсуждаются в разделе «Технологии сокращения холостого хода».

                    Рекуперативное торможение — рекуперативное торможение позволяет направить часть изменения кинетической энергии, необходимой для замедления транспортного средства или компонента транспортного средства (например, ковша экскаватора или фронтального погрузчика), на другие полезные функции транспортного средства.Во многих случаях эта энергия направляется на дополнительное хранение энергии для последующего использования. Тем не менее, это не всегда так. В некотором внедорожном оборудовании ряд функций транспортного средства может выполняться одновременно, например, торможение транспортного средства и одновременная работа стрелы и ковша, что позволяет немедленно использовать энергию рекуперативного торможения без необходимости дополнительного накопления энергии.

                    Повышение производительности двигателя — некоторые гибридные автомобили достигают значительной части экономии топлива за счет конструкции двигателя с очень низким расходом топлива (например,г., двигатель с циклом Аткинсона, используемый в Toyota Prius). С некоторыми из этих конструкций двигателей их использование в негибридном транспортном средстве для приведения в движение потребует дополнительных затрат на двигатель, чтобы избежать потенциального снижения производительности транспортного средства. Гибридная трансмиссия может обеспечить дополнительный крутящий момент для обеспечения требуемой производительности автомобиля при снижении стоимости двигателя.

                    Работа с выключенным двигателем внутреннего сгорания — эксплуатация транспортного средства с выключенным двигателем является одним из способов использования энергии, захваченной во время рекуперативного торможения, и дальнейшего снижения расхода топлива.Насколько это возможно, зависит от емкости дополнительной системы накопления энергии и мощности, которую может производить второй приводной двигатель. В зависимости от того, как обрабатываются выбросы парниковых газов или загрязняющих веществ, которые не происходят непосредственно из транспортного средства, максимизация потенциальной продолжительности работы двигателя внутреннего сгорания, которую может поддерживать транспортное средство, путем дополнения запаса топлива транспортного средства другими энергетическими валютами, такими как электричество может быть выгодным для производителя транспортных средств.Гибридные электромобили с подключаемым модулем (PHEV) имеют относительно большую батарею, полную зарядку которой можно получить, только подключив ее, когда автомобиль имеет доступ к электросети. В некоторых случаях эта стратегия может позволить более крупным и мощным пассажирским автомобилям легче соответствовать нормативным ограничениям по CO 2 и расходу топлива без необходимости жертвовать производительностью автомобиля.

                    Расширенные возможности трансмиссии — некоторые гибридные трансмиссии могут обеспечивать значительную гибкость в выборе условий работы двигателя для заданной потребности автомобиля в мощности.Например, двигатель может работать при минимальном BSFC для заданной выходной мощности, рис. 6 [3086] .

                    Рисунок 6 . Базовая рабочая схема двигателя для гибридного привода Toyota THS II

                    Гибридность. Различные функции, которые может выполнять гибридная трансмиссия, очень сильно зависят от ряда факторов, включая относительную мощность вторичного приводного двигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

                    Одним из способов классификации электрических гибридных транспортных средств является относительная мощность электрической машины (машин) и двигателя внутреннего сгорания.Это иногда называют гибридностью, H где:

                    H=Сумма мощности всех электрических машинСумма мощности электрической машины + Мощность двигателя(1)

                    Таким образом, гибридность отражает способность электрической машины приводить в движение транспортное средство без двигателя внутреннего сгорания и восстанавливать мощность рекуперативного торможения. В Таблице 1 представлена ​​одна разбивка этой классификации, а на Рисунке 7 показаны различные значения H, при которых различные гибридные функции реализуют свой полный потенциал [3087] .На Рисунке 7 концепция подключаемого гибрида, по-видимому, в первую очередь охватывает подключаемые гибриды с двигателем внутреннего сгорания, работающим как расширитель диапазона, и может не полностью охватывать ряд доступных гибридных вариантов, появившихся после 2008 года.

                    В таблице 1 также показана классификация гибридной функциональности, используемая одним производителем компонентов [3088] . Хотя такие классификации полезны при обсуждении различных гибридных силовых агрегатов, читатель предостерегается от слишком строгого применения таких разделений.Эволюция технологии гибридных приводов означает, что такие классификации могут быстро устареть.

                    Рекуперативное торможение 8 /900 15 кВт
                    Поддержка крутящего момента от 6 до 15 кВт
                    Таблица 1
                    Классификация гибридных электромобилей по относительной производительности электромашины
                    Классификация Гибридная функциональность Напряжение
                    Micro Hybrid <10% Функция остановки 7 Регенеративное торможение до 2 кВт 12 V
                    Micro- Мягкий гибрид Функция «стоп/старт»
                    Рекуперативное торможение от 4 до 8 кВт
                    Увеличение крутящего момента от 3 до 8 кВт
                    48 В
                    Мягкий гибрид 10-15% 7 110 В+
                    Полный гибрид 40–50 % Функция «стоп/старт»
                    Рекуперативное торможение Автомобиль с мощностью от 20 до 70 09 кВт 3 00 кВт
                    Электрический усилитель крутящего момента -работа только для ограниченного диапазона
                    330 В+
                    Рисунок 7 .Доступные гибридные функции, связанные с гибридностью трансмиссии

                    Микрогибридные трансмиссии появились примерно в 2007 году и первоначально представляли собой немногим больше, чем обычный двигатель внутреннего сгорания с возможностью запуска / остановки. Согласно более раннему определению гибридных трансмиссий, они на самом деле не были настоящими гибридами, поскольку не было второго двигателя, обеспечивающего мощность транспортного средства. Ранние микрогибриды в первую очередь разрабатывались для электрической системы на 12 В и даже в тех случаях, когда электрическая машина могла использоваться для рекуперативного торможения; рекуперация энергии была ограничена примерно 2 кВт.Важным фактором для принятия этих 12-вольтовых систем пуска/останова было то, что они обеспечивали снижение импорта CO 2 по циклу NEDC при относительно небольших затратах. Однако с принятием в Европе цикла WLTP преимущества этих систем значительно уменьшились [3347] .

                    Мягкий гибрид имеет относительно небольшой электродвигатель для обеспечения тяговой мощности и аккумулятор небольшой емкости. Он предназначен для обеспечения функции старт-стоп наряду с небольшим усилием ускорения и небольшим количеством рекуперативного торможения.События запуска/остановки могут происходить чаще, чем в системах запуска/остановки на 12 В, поскольку двигатель можно отключить во время движения автомобиля, а повторный запуск двигателя более плавный. Однако ранние мягкие гибридные трансмиссии были основаны на электрической системе, работающей около 110 В, и дополнительные затраты из-за высокого напряжения не всегда оправдывали относительную экономию топлива, и некоторые производители отказались от этого подхода.

                    В 2011 году ряд немецких производителей автомобилей объявили о планах разработки электрических систем двойного напряжения 12 В / 48 В для легковых автомобилей.Электрическая система 48 В расширяет ряд гибридных функций, которые могут быть включены в легковые автомобили, избегая при этом необходимости переходить на более высокие напряжения, типичные для мягких гибридов. Это ниже порогового значения 60 В, выше которого должны быть предусмотрены специальные меры предосторожности в электрической системе и специальное обучение для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Более высокое напряжение обеспечивает мощность до 12 кВт и улучшенное рекуперативное торможение. Эти и другие факторы составляют систему, которая способна обеспечить экономию топлива/CO 2 преимущества мягкого гибрида, но при меньших затратах.Для некоторых производителей автомобилей эти системы на 48 В заменяют предыдущее поколение мягких гибридных систем с более высоким напряжением. Переход Европы на WLTP означает, что эти 48-вольтовые гибриды, вероятно, заменят 12-вольтовые системы старт/стоп во многих приложениях [3347] . Как ни странно, эти гибридные системы на 48 В иногда называют различными терминами, включая микро-, микро/мягкие и мягкие гибриды.

                    Полный гибрид обеспечивает многие из тех же функций, что и мягкий гибрид, но в большей степени.Поскольку в нем используется более крупный электродвигатель и батарея, он может обеспечить большее ускорение и мощность рекуперативного торможения. Кроме того, полный гибрид обеспечивает электрический старт, благодаря чему электродвигатель может разгонять автомобиль без ДВС на небольшие расстояния. Электродвигатель может использоваться для ускорения транспортного средства сам по себе (в чисто электрическом режиме) или в сочетании с двигателем внутреннего сгорания (для большего ускорения, чем обеспечивается одним двигателем).

                    В то время как более ранние гибридные автомобили с подключаемыми модулями (PHEV) в основном представляли собой электромобили с увеличенным запасом хода, они значительно эволюционировали. Многие современные PHEV обладают всеми функциями и возможностями полного гибрида, но с большей батареей, которая обеспечивает больший запас хода только на электричестве. Кроме того, подключаемые гибриды имеют зарядный порт, который можно использовать для внешней зарядки аккумулятора от электросети, что позволяет им иметь полный запас хода без запуска двигателя внутреннего сгорания.Благоприятное отношение регулирующих органов, таких как Агентство по охране окружающей среды США, к выбросам ПГ, связанным с производством электроэнергии, используемой для зарядки аккумулятора в PHEV, побудило ряд производителей транспортных средств включить PHEV в свой модельный ряд. Они особенно привлекательны для мощных автомобилей премиум-класса, где дополнительные затраты легче покрываются, а потенциальное сокращение выбросов CO 2 велико. В 2010 году Агентство по охране окружающей среды США подсчитало, что выбросы парниковых газов вверх по течению для электромобиля среднего размера составляли около 180 граммов на милю.Для типичного бензинового автомобиля среднего размера выбросы ПГ вверх по потоку составляли около 60 граммов на милю, в то время как у электромобиля чистое значение выбросов ПГ на входе составляло около 120 граммов на милю.

                    Экономия топлива. На рис. 9 показано преимущество CO 2 (топливная эффективность) современных гибридных автомобилей, работающих на бензине, по сравнению с обычными автомобилями с бензиновым и дизельным двигателем. Как в городе, так и на шоссе обычные дизельные трансмиссии обеспечивают улучшение на 17-20% по сравнению с обычными бензиновыми трансмиссиями.При движении по шоссе преимущество бензинового гибрида незначительно лучше, чем у обычного дизеля, в то время как при вождении по городу преимущество гибрида явно выше на 40-50%.

                    Рисунок 8 . Сравнение выбросов CO 2 для автомобилей с бензиновым и дизельным двигателем 2013 модельного года и легких грузовиков по циклам FTP и HWFET в США

                    Дизельные гибриды. В Северной Америке гибридные трансмиссии автомобилей получили значительный импульс в 1990-х годах благодаря поддерживаемому правительством Партнерству для нового поколения транспортных средств (PNGV).Интересно, что GM, Ford и Chrysler разработали дизель-электрические гибриды, преследуя цель PNGV на 80 миль на галлон. В Японии Honda и Toyota разработали гибриды на основе бензиновых двигателей.

                    Хотя в Северной Америке еще нет серийных дизельных гибридов, в Европе они были. В соответствии с ездовым циклом NEDC современные дизельные гибриды обеспечивают примерно 18-процентное преимущество CO 2 по сравнению со средним бензиновым гибридом. Тем не менее, ряд бензиновых гибридов, по-видимому, может сравниться с преимуществами дизеля, рис. 9.Учитывая более высокую цену современных дизельных двигателей, дизельные гибриды кажутся более подходящими для рынка автомобилей премиум-класса. Рисунок 9 . Сравнение выбросов CO 2 для бензиновых и дизельных гибридных электромобилей 2013 модельного года по циклу NEDC

                    Выбросы. Хотя часто предполагается, что выбросы от гибридных автомобилей ниже, чем от сопоставимых негибридных автомобилей, это предположение не всегда подтверждается фактами. Хотя расход топлива и выбросы парниковых газов являются основными преимуществами гибридных автомобилей, эти преимущества иногда могут быть завышены и/или обходятся значительно дороже, чем ожидалось.Многие процедуры сертификации, используемые для подтверждения топливной экономичности транспортных средств, были разработаны для негибридных транспортных средств и могут не охватывать многих тонкостей эксплуатации гибридных транспортных средств. Некоторые примеры включают:

                    • До 2006 года многие клиенты Toyota Prius замечали, что они не могут достичь экономии топлива, указанной на этикетках экономии топлива Агентства по охране окружающей среды США. Отчасти из-за этого опыта EPA перешло к 5-тактному тесту на экономию топлива для своих требований к маркировке; снижение рейтинга экономии топлива Prius по шоссе/городу на 11 и 36% соответственно.
                    • В 2013 году аналогичное несоответствие было отмечено в заявлениях Ford об экономии топлива гибрида C-Max. На этот раз несоответствие было связано с правилами, которые позволяют автомобилям с одинаковым двигателем, трансмиссией и весовой категорией использовать одни и те же данные о значении маркировки экономии топлива. Ford использовал данные об экономии топлива от Fusion для маркировки экономии топлива как для Fusion, так и для C-Max. Однако аэродинамические различия между Ford C-Max и Ford Fusion означали, что данные об экономии топлива Fusion завышали расход топлива C-Max примерно на 13%.

                    Что касается критериев выбросов, испытания городских автобусов показали, что гибридные автобусы могут значительно увеличить выбросы NOx [3089] . Одна из возможных причин такого несоответствия заключается в том, что процедура сертификации, используемая для сертификации большегрузных гибридных автомобилей, не сертифицирует всю трансмиссию. Например, в США двигатель, используемый в гибридной трансмиссии, обычно сертифицируется для того же набора скоростей FTP и условий нагрузки, что и двигатель, используемый в негибридном транспортном средстве, что делает процесс сертификации гибрида плохо отражающим фактическое использование. операционный цикл.

                    приложений. Гибридные трансмиссии не ограничиваются малотоннажными автомобилями. Они являются привлекательным вариантом для автомобилей средней и большой грузоподъемности и некоторых видов внедорожной техники. Они также внедряются в морские приложения, где они лучше всего подходят для судов с большими различиями в энергопотреблении, прибрежных промыслов и операций в зонах контроля выбросов. Комбинация дизельного и электрического приводов может обеспечить ряд преимуществ, включая: работу двигателя в наиболее эффективной точке независимо от потребляемой мощности или нагрузки, работу двигателя с выключенным двигателем (требуется в некоторых портах для определенных маневров) и возможность использования двигателей меньшего размера для экономия топлива (дизельный двигатель меньшего размера можно использовать в таких приложениях, как паромы, где полная мощность может потребоваться только в течение относительно коротких периодов времени и где можно часто использовать береговое питание для зарядки аккумуляторов).Эта технология также становилась применимой для некоторых сегментов глубоководных перевозок, таких как крановые операции.

                    ###

                    Как работает Toyota Hybrid System в гибридных автомобилях Toyota?

                    Toyota является бесспорным лидером автомобильной промышленности в области гибридных автомобилей. Все началось более двух десятилетий назад с дебютом Toyota Prius . Культовый лифтбэк показал, что гибридный автомобиль может быть как практичной реальностью, так и привлекательным для автомобильных клиентов.С тех пор линейка гибридов Toyota значительно расширилась. Toyota предлагает больше гибридных автомобилей, чем любой другой автопроизводитель. Сердцем гибридных автомобилей Toyota является проверенная временем гибридная система Toyota. Узнайте больше, чтобы узнать, как это работает.

                    Обзор гибридной системы Toyota

                    Компоненты и компоновка гибридной системы Toyota различаются для каждой модели Toyota Hybrid, но все они включают в себя электродвигатель, бензиновый двигатель, блок управления мощностью, устройство разделения мощности, генератор и аккумуляторную батарею, а также специальный тип трансмиссии для передачи мощности на колеса.Гибридная система Toyota обеспечивает максимальную эффективность за счет плавного переключения между бензиновым и электрическим приводом в зависимости от дорожной ситуации.

                    Баланс выходной мощности гибридной системы Toyota в большей степени смещается в сторону бензинового двигателя, если гибридный автомобиль Toyota движется со скоростью шоссе. Когда бензиновый двигатель работает, он заряжает аккумулятор. При вождении в условиях городского движения или при вождении на низкой скорости гибридная система Toyota может работать только на электричестве на короткие расстояния для вождения с нулевым уровнем выбросов.Гибридные автомобили Toyota также оснащены технологией регенерации тормозов, которая использует энергию, излучаемую при торможении.

                    Подробнее: Особенности Toyota Prius 2020 Edition 2020 Edition

                    Какие гибридные автомобили предлагает Toyota?

                    Помимо Prius, Toyota предлагает множество других гибридных моделей. Сюда входят RAV4 Hybrid, Highlander Hybrid, Camry Hybrid, Corolla Hybrid и Avalon Hybrid. Кроме того, Toyota предлагает подключаемые гибридные версии RAV4 (RAV4 Prime) и Prius (Prius Prime), которые имеют более высокий запас хода только на электричестве.


                    Еще из блога Novato Toyota

                    Гибрид против электромобилей: как решить, что подходит именно вам

                    Аккумуляторные электромобили, такие как Model Y, — это только один из вариантов.

                    Тесла

                    Когда дело доходит до покупки экономичного автомобиля или автомобиля с нулевым уровнем выбросов, у вас есть множество вариантов. Но не каждая силовая установка, альтернативная двигателю внутреннего сгорания, подходит для всех. Как и у многих вещей, у электромобилей, гибридов, автомобилей на топливных элементах и ​​многого другого есть свои плюсы и минусы.

                    Конечно, все это может сбивать с толку. Не чувствуйте себя подавленным.Мы здесь, чтобы помочь вам понять разницу между мягким гибридом, гибридом и другими вариантами. И к специям это, кстати, не имеет никакого отношения. Будь то электромобиль или, возможно, что-то еще привлекло ваше внимание, читайте ниже, поскольку мы разбираем каждый тип электрифицированного транспортного средства, а также их плюсы и минусы, чтобы вы могли принять лучшее решение о покупке вашего электрифицированного автомобиля.

                    Подробнее: Лучшие электромобили 2021 года

                    Да, даже грузовики участвуют в игре с мягким гибридом.

                    Джон Вонг/Роудшоу

                    Мягкий гибрид

                    Мягкая гибридная система — это самый простой и экономичный способ добавления компонентов электрической трансмиссии к транспортному средству с двигателем внутреннего сгорания. В мягкой гибридной системе ДВС часто полностью отключается в условиях холостого хода, например, при спуске с холма или остановке. Гибридная система позволяет почти мгновенно перезапускать ДВС и может питать вспомогательные системы автомобиля, такие как стереосистема или кондиционер.Некоторые мягкие гибридные системы будут иметь рекуперативное торможение или будут предлагать ДВС с усилением или заполнением крутящего момента, но все они не могут работать исключительно на электроэнергии.

                    Преимущества

                    • Может питать многие электрические системы автомобиля.
                    • Система «стоп-старт» экономит топливо на холостом ходу.
                    • Может уменьшить турбо-задержку за счет заполнения крутящего момента до тех пор, пока двигатель не начнет работать на наддуве.
                    • Меньший вес по сравнению с другими электромобилями.
                    • Более низкая сложность.
                    • Более низкая стоимость.

                    Недостатки

                    • Повышенная стоимость и сложность по сравнению с двигателями только внутреннего сгорания.
                    • Нет режима полного EV.

                    Гибрид OG.

                    Крейг Коул/Роудшоу

                    Гибрид серии

                    Последовательный гибрид, также известный как параллельный гибрид или силовой агрегат, — это то, о чем думает большинство людей, когда думают о гибридном транспортном средстве.В них используется ДВС уменьшенного размера для обеспечения мощности на более высоких скоростях и в условиях более высокой нагрузки, а также аккумуляторно-электрическая система для движения автомобиля на низких скоростях и в условиях низкой нагрузки. Это позволяет ДВС работать в идеальном диапазоне КПД, обеспечивая превосходную экономию топлива, особенно в городских условиях.

                    Преимущества

                    • Высокая эффективность при движении по городу.
                    • ДВС с бензиновым двигателем для дальних поездок (и дальних поездок).
                    • Предлагает хороший компромисс между эффективностью, удобством использования и общей стоимостью.

                    Недостатки

                    • Как правило, более высокая стоимость, чем транспортное средство того же размера, работающее только на ДВС.
                    • Повышение эффективности означает снижение выходной мощности.

                    У RAV4 Prime большой запас хода на электротяге.

                    Эмме Холл / Роуд-шоу

                    Подключаемый гибрид

                    Подключаемый гибрид — это следующий логический шаг вперед по сравнению с серийной гибридной системой.Эти автомобили приближаются к полностью электрическим транспортным средствам в континууме, имея возможность преодолевать большие расстояния только на электроэнергии. Подключаемая часть их названия происходит от их способности подключаться к зарядной станции для электромобилей, а не просто полагаться на ДВС и рекуперативное торможение для питания от батареи, что эффективно устраняет беспокойство о запасе хода. Еще одна область, в которой подключаемые гибриды отличаются как от мягких гибридов, так и от серийных гибридов, — это размер их аккумуляторной батареи. Это то, что дает им расширенный диапазон только для электромобилей.

                    Преимущества

                    • Увеличенный запас хода по сравнению с аккумуляторными электромобилями благодаря бензиновому двигателю, увеличивающему запас хода.
                    • Более низкая стоимость покупки по сравнению с электромобилями.
                    • Более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с серийными гибридами.

                    Недостатки

                    • Покупать дороже, чем серийные гибриды или мягкие гибриды.
                    • Аккумуляторы большего размера означают больший вес.
                    • Более сложный, чем мягкие гибриды.

                    Все знают Model 3.

                    Ник Миотке/Roadshow

                    Аккумуляторный электромобиль

                    Аккумуляторный электромобиль в основном соответствует звучанию: большая батарея, к которой подключен как минимум один электродвигатель. О, и тонны сложного программного обеспечения для управления тысячами отдельных ячеек, из которых состоит эта большая батарея. С точки зрения механики электромобили наименее сложны из всех рассматриваемых нами транспортных средств, если учесть, что даже самый простой многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания имеет сотни движущихся частей, а электродвигатель имеет только ротор.Чисто электрические транспортные средства становятся все более и более распространенными благодаря инновациям относительно новых компаний, таких как Tesla, и отраслевых приверженцев, таких как General Motors и Nissan.

                    Преимущества

                    • Механическая простота означает меньше обслуживания, чем у ДВС.
                    • Тонны мгновенного крутящего момента.
                    • Почти бесшумная работа.
                    • Электричество пока дешевое.
                    • Нет выхлопной трубы, поэтому нет выбросов и испытаний на выбросы.
                    • Низкий центр тяжести облегчает управление автомобилем.

                    Недостатки

                    • Дороже, чем гибриды аналогичной серии или автомобили с ДВС.
                    • Ограниченный ассортимент.
                    • Продолжительное время зарядки.
                    • Инфраструктура зарядных станций все еще развивается.
                    • Непрактично для большинства людей, если только у вас дома или на парковке нет зарядки 240-вольтового уровня 2.
                    • Больший вес, чем у автомобилей аналогичного размера.
                    • Неопределенное воздействие на окружающую среду при утилизации отработанных батарей.

                    Hyundai Nexo доступен только в некоторых регионах.

                    Дэниел Голсон/Роудшоу

                    Водородный топливный элемент

                    Топливный элемент берет водород и окисляет его для создания электрического заряда, который затем направляется в батарею и используется электродвигателями. Эта технология используется в автомобилях уже несколько десятилетий, но из-за стоимости, размера компонентов и относительного отсутствия инфраструктуры немногие компании до сих пор работают с ней.Миниатюризация технологий за последние несколько лет сделала водородные FCV более коммерчески жизнеспособными, и мы начинаем замечать все больший интерес со стороны таких производителей, как Honda и Hyundai.

                    Преимущества

                    • Не требует зарядки; просто заправьте свою машину водородом и вперед.
                    • Бесшумная работа, как у BEV.
                    • Единственным выбросом является вода.

                    Недостатки

                    • Цены на водород сильно колеблются, зачастую они дороже, чем ископаемое топливо.
                    • Ограниченная сеть заправок за пределами некоторых городов, таких как Лос-Анджелес или Сан-Франциско.
                    • Резервуары с водородом могут разъесть пассажирский салон или грузовой отсек, если транспортное средство не было спроектировано с нуля для топливных элементов.

                    Садитесь за руль и получайте последние автомобильные новости и обзоры, которые доставляются на ваш почтовый ящик два раза в неделю.

                    Гибридные электромобили | Центр климатических технологий и сеть

                    Одним из подходов к снижению выбросов CO 2 от дорожного движения является гибридизация транспортных средств.Гибридное транспортное средство использует два или более различных источника энергии, то есть гибридные электромобили (ГЭМ) сочетают в себе двигатель внутреннего сгорания и один или несколько электродвигателей. Транспортные средства, используемые в городских районах, такие как небольшие легковые автомобили, местные грузовики и городские автобусы, выигрывают от гибридизации и демонстрируют значительно более низкие выбросы CO 2 , варьирующиеся от 23 до 43% в зависимости от динамики движения. Для легковых автомобилей возможны различные уровни гибридизации, что приводит к различным объемам сокращения выбросов CO 2 при различных затратах.Маленькие легковые автомобили больше всего выигрывают от сильного уменьшения размеров в сочетании с микрогибридизацией. Автомобили, проезжающие большую часть километров по автомагистралям, не выигрывают от гибридизации в основном потому, что по автомагистралям транспортные средства движутся с более или менее постоянной скоростью. Гибридные автомобили по-прежнему дороже, чем традиционные автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Их преимущество заключается в более высокой эффективности использования топлива и снижении выбросов CO2 без дополнительных требований к инфраструктуре.

                    Введение

                    В настоящее время не существует единственного хорошего решения проблемы снижения выбросов CO 2 в транспортном секторе.В настоящее время существует два основных технических пути сокращения выбросов ПГ. Первый путь предполагает использование низкоуглеродных альтернативных видов топлива, таких как биотопливо, СНГ, СПГ и КПГ. Второй технический путь предполагает повышение энергоэффективности транспортных средств за счет уменьшения размера двигателя и различных уровней гибридизации и электрификации. Эти два технических пути дополняют друг друга.

                    Самым энергоэффективным транспортным средством на сегодняшний день является электромобиль.Однако коммерциализации полностью электрических транспортных средств по-прежнему препятствуют высокие закупочные цены, короткий пробег и длительное время подзарядки. Эти факты привели к созданию гибридных автомобилей. Гибридный автомобиль сочетает в себе двигатель внутреннего сгорания с технологиями, используемыми в полностью электрических транспортных средствах.

                    Гибриды обеспечивают повышенную эффективность за счет использования нескольких технологий. Важным приемом является регенеративное разрушение. Во время торможения кинетическая энергия автомобиля обычно рассеивается в виде тепла в тормозных дисках.Однако в гибридных транспортных средствах электродвигатели, прикрепленные к колесам, служат генераторами во время торможения, преобразуя кинетическую энергию в электричество. В полностью гибридных транспортных средствах электродвигатели также приводят в движение транспортное средство на относительно низких скоростях. Преимущество электродвигателей перед двигателями внутреннего сгорания на низких скоростях заключается в том, что даже при низких оборотах они могут создавать максимальный крутящий момент (тяговое усилие). Напротив, двигатели внутреннего сгорания должны работать на гораздо более высоких оборотах, чтобы развить свой максимальный крутящий момент. Это делает электродвигатели намного более эффективными на низких скоростях, чем двигатели внутреннего сгорания.

                    Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EERE) Министерства энергетики США предлагает анимированное объяснение того, как работают гибридные электромобили и почему они более экономичны.

                    В транспортных средствах доступно четыре различных уровня гибридизации (Larsen, 2004):

                    1. Микрогибриды не используют электродвигатели для приведения в движение транспортного средства. Электродвигатели используются только в качестве генераторов для рекуперативного торможения для зарядки автомобильного аккумулятора.Эти автомобили имеют небольшие генераторы, подключенные к двигателю внутреннего сгорания, что снижает трение и, следовательно, снижает расход топлива. Кроме того, в микрогибридах используется система старт-стоп, которая выключает двигатель на холостом ходу. (РДВ, 2010)
                    2. Мягкие гибриды оснащены электродвигателями, которые используются для приведения в движение транспортного средства. Однако они не могут двигаться только на электричестве. Мягкие гибриды также используют рекуперативное торможение и систему старт-стоп. (РДВ, 2010)
                    3. Полногибридные автомобили — это параллельные гибриды, которые могут двигаться полностью на электричестве на низких скоростях и использовать двигатель внутреннего сгорания на более высоких скоростях или при низком уровне запаса электроэнергии в автомобильном аккумуляторе.РДВ, 2010)
                    4. Гибридные автомобили серии — это полностью электрические автомобили, в которых двигатель внутреннего сгорания используется в качестве генератора для производства электроэнергии. Силовой агрегат серийного гибрида идентичен аккумуляторному электромобилю и автомобилю на водородных топливных элементах. Единственная разница между этими тремя электромобилями заключается в источнике электроэнергии, вырабатываемой автомобилем. (RDW, 2010)

                    Осуществимость технологии и эксплуатационные потребности

                    Гибридные электромобили наиболее целесообразны для использования в городских условиях, где часто возникает необходимость в остановке.Влияние рекуперативного торможения и использования электродвигателей гибридного автомобиля на выбросы CO 2 показано на рисунке 1. Согласно этому графику, гибридные автомобили имеют значительное снижение выбросов CO 2 выхлопных газов только при относительно низких скоростях. На графике предполагается, что при скоростях ниже 50 км/ч автомобиль эксплуатируется в условиях городской застройки с соответствующей динамикой движения.

                    Повышенная эффективность гибридных транспортных средств делает гибридизацию особенно полезной для городских легковых автомобилей, небольших грузовиков для местных перевозок и городских автобусов.Гибридные автомобили не демонстрируют значительного снижения расхода топлива при движении по шоссе. Транспортные средства, которые в основном используются на автомагистралях, лучше всего оснащать дизельными двигателями уменьшенного размера, чтобы обеспечить минимальный расход топлива. Большим преимуществом гибридных автомобилей по сравнению с другими вариантами снижения выбросов ПГ на транспорте является тот факт, что не требуется дополнительных инвестиций в инфраструктуру.

                    Состояние технологии и ее будущий рыночный потенциал

                    Гибридный автомобиль вышел из фазы крупномасштабных демонстраций и сейчас находится на первом этапе коммерциализации.Сегодня в продаже имеется множество различных HEV.

                    • Микрогибридизация часто используется для относительно небольших автомобилей в сочетании с сильно уменьшенными двигателями внутреннего сгорания. Примерами являются VW Polo Bluemotion и VW Up. VW Bluemotion Motion имеет одобрение типа (процесс, который гарантирует, что транспортные средства соответствуют применимым стандартам безопасности и охраны окружающей среды) для выброса выхлопной трубы CO 2 на уровне 87 граммов/км (RDW, 2010).
                    • Мягкая гибридизация в основном используется для автомобилей среднего размера.Примерами являются Honda Insight и Honda Civic. Honda Insight имеет значение одобрения типа для выброса CO 2 из выхлопной трубы около 105 граммов / км (RDW, 2010)
                    • .
                    • Полная гибридизация в основном используется для больших автомобилей. Примерами являются Toyota Prius и различные модели BMW и Mercedes. У Toyota Prius выброс CO 2 в выхлопной трубе составляет около 92 г/км
                    • .
                    • Гибриды серии пока недоступны, но станут доступны в ближайшем будущем.Примерами являются Opel Flextreme, Opel Ampera и GM volt.

                    Как технология может способствовать социально-экономическому развитию и защите окружающей среды

                    Гибридные автомобили имеют значительно более низкие выбросы CO 2 только тогда, когда они эксплуатируются в городских районах (см. рис. 1). Этот факт делает гибридизацию особенно подходящим инструментом для снижения выбросов CO 2 и NO x из городских автобусов и местных грузовиков. В исследовании NREL, проведенном в 2006 году, оценивались характеристики гибридных дизельных автобусов (Chandler, 2006).Расход топлива тридцати новых дизельных сочлененных автобусов сравнивался с расходом топлива десяти гибридных дизельных автобусов за 12 месяцев. В зависимости от динамики движения гибридные автобусы имеют на 23-43% меньше выбросов CO 2 и на 18-39% меньше выбросов NO x по сравнению с аналогичными новыми негибридными дизельными сочлененными автобусами.

                    Вторая группа транспортных средств, которые могут существенно выиграть от гибридизации, — это грузовики, используемые для местной доставки в городских районах.В исследовании, проведенном NREL в 2009 году, шесть гибридных грузовиков для доставки сравнивались с шестью стандартными дизельными грузовиками в течение 12 месяцев (Lammert, 2009). Экономия топлива гибридных грузовиков была примерно на 29% лучше, чем у стандартных дизельных грузовиков. Однако было обнаружено увеличение эмиссии NO x на 29%.

                    Трудно определить сокращение выбросов CO 2 для (полных) гибридных пассажирских транспортных средств. Полностью гибридное транспортное средство, проехавшее большую часть километров в городских районах, может иметь сокращение выбросов CO 2 до 25% (Passier et al, 2007).Тем не менее, легковые автомобили, проезжающие большую часть километров по автомагистралям, в лучшем случае будут иметь очень небольшое сокращение выбросов CO 2 . Более высокий вес автомобиля из-за дополнительных электродвигателей и автомобильных аккумуляторов может даже привести к более высоким выбросам CO 2 , чем у сопоставимых негибридных автомобилей. Поэтому, например, городские такси являются хорошей нишей рынка для (полных) гибридных автомобилей.

                    Финансовые потребности и затраты

                    Легковые автомобили

                    Микрогибридизация — это самое дешевое решение для легковых автомобилей, использующее такие технологии экономии топлива, как система «старт-стоп» и рекуперативное торможение.Напротив, полная гибридизация транспортных средств по-прежнему является относительно дорогостоящим методом. Дополнительные затраты на полную гибридизацию легкового автомобиля составляют от 3000 до 6000 долларов США (ЮНЕП, 2009 г.). Ожидается, что затраты на техническое обслуживание полногибридных автомобилей будут такими же, как и у негибридных автомобилей. Однако ожидается, что общие затраты в течение срока службы транспортного средства будут ниже для гибридного транспортного средства из-за лучшей топливной экономичности.

                    Автобусы

                    Затраты на покупку гибридного автобуса могут быть на 30% выше, чем у сопоставимого негибридного автобуса (Chandler and Walkowics, 2006).Но общие эксплуатационные расходы гибридного автобуса примерно на 15 % ниже, чем для негибридного автобуса, а это означает, что первоначальные 30 % более высокие затраты на покупку могут быть компенсированы более низкими эксплуатационными расходами в течение всего срока службы автобуса.

                    Рыночный статус механизма чистого развития

                    Эта информация любезно предоставлена ​​группой ЮНЕП по углеродным рынкам Risoe Center.

                    Разработчики проектов по развертыванию гибридных электромобилей могут использовать следующую методологию CDM: AMS-III.C.: Сокращение выбросов от электромобилей и гибридных транспортных средств.

                    Ссылки

                    • Чандлер, К. и Валковикс, К. (2006). Гибридные сочлененные автобусы метро округа Кинг: результаты окончательной оценки. NREL/TP-540-40585, доступен по адресу [1]
                    • Ламмерт, К. (2009): Двенадцатимесячная оценка дизельных гибридных электрических развозных фургонов PS. NREL/TP-540-44134, доступен по адресу [2]
                    • .
                    • Ларсен, Р. П. (2004). Обзор технологий гибридных автомобилей. Аргоннская национальная лаборатория, Центр транспортных исследований, 2004 г.
                    • Пассье, Г., Ф.В. Конте, С. Сметс, Ф. Бадин, А. Брауэр, М. Алакюла, Д. Сантини (2007). Обзор состояния гибридных и электрических транспортных средств 2007; Заключительный отчет Фазы III, Приложение VII, IEA. TNO, Делфт, Нидерланды
                    • РДВ (2010 г.). Brandstofverbruiksboekje 2010. доступно по адресу [3]
                    • .
                    • ЮНЕП, 2009 г. Гибридные электромобили. Обзор современных технологий и их применения в развивающихся странах и странах с переходной экономикой. Программа ООН по окружающей среде, Найроби, Кения.
                    .