типы, нюансы, характеристики :: Autonews

Фото: Toyota

adv.rbc.ru

Читайте также

Если максимально кратко, то гибрид — это автомобиль, в котором одновременно используются двигатель внутреннего сгорания и электромотор.

Во многом такое решение можно рассматривать как переходный этап между двумя мирами — машинами, которые сжигают топливо, и стопроцентными электрокарами.

adv.rbc.ru

Трудно сказать, когда состоится окончательный переход из одной эры в другую (и состоится ли он вообще), но прямо сейчас производители заявляют, что через 5-10 лет все выпускаемые модели будут в той или иной степени электрифицированы. Это не значит, что ДВС исчезнет как класс, но с высокой долей вероятности можно говорить, что гибриды станут повсеместной нормой. Правда, решать они будут очень разные задачи — в зависимости от конструкции и общей философии.

Типы гибридных автомобилей

Первое и главное, зачем делаются такие машины, — экономия топлива и необходимость вписываться во все более жесткие экологические нормы. Помимо прочего, оценивается средний уровень вредных выбросов по всей модельной линейке каждого производителя, поэтому компании идут на некоторые ухищрения.

«Мягкие» гибриды (mild hybrid)

Самая простая и доступная технология, позволяющая не сильно перекраивать конструкцию автомобиля и при этом демонстрировать нужные показатели по выбросам. В большинстве случаев все сводится к установке мощного стартер-генератора — электромотора, который может как запасать энергию, так и расходовать ее.

Например, в пробках это позволяет расширить функционал системы старт-стоп: двигатель глушится еще до полной остановки автомобиля (в это время как раз накапливается заряд), а при трогании стартер-генератор запускает его и помогает разгоняться в первые несколько секунд. Еще не полноценная езда на электротяге, но уже небольшие ее отголоски.

Помимо некоторой экономии топлива, такая система позволяет сгладить переходные процессы — ведь традиционная схема старт-стоп зачастую работает с рывками, например, когда мотор приходится запускать через секунду после того, как он был заглушен. Кроме того, «мягкому» гибриду не требуется большая батарея, которая увеличивала бы массу и отбирала пространство у пассажиров или багажа. Наконец, большинство подобных автомобилей вместо стандартной 12-вольтовой бортовой сети использует 48-вольтовую, от которой, помимо стартер-генератора, питаются современные технические решения вроде электрических турбонагнетателей и активных стабилизаторов поперечной устойчивости — особенно любят такие решения в немецком премиуме.

В пробках двигатель глушится еще до полной остановки автомобиля (в это время как раз накапливается заряд), а при трогании стартер-генератор запускает его и помогает разгоняться в первые несколько секунд.
(Фото: Марина Лысцева / ТАСС)

При этом традиционная 12-вольтовая сеть в «мягких» гибридах (как, впрочем, и полноценных электромобилях вплоть до Tesla) сохранена: гораздо проще питать фары, мультимедийку, дворники и прочие вспомогательные устройства от традиционного аккумулятора, чем заново изобретать все процессы.

Параллельные гибриды (parallel hybrid)

Именно такие машины можно называть обычными, самыми распространенными гибридами. Емкость батарей здесь уже выше, а электромотор обычно располагается между ДВС и трансмиссией, причем элементы этой цепочки могут работать и сообща, и отдельно друг от друга.

Это позволяет автомобилю перемещаться как на чистой электротяге — когда ДВС заглушен и отсоединен от колес — так и в настоящем гибридном режиме, когда на разгон работают и топливо, и электричество. Кроме того, аккумуляторы можно заряжать на торможениях за счет рекуперации, а также от обычного двигателя, который в этом случае выполняет роль генератора.

Получается своеобразная игра: во дворах и в пробках параллельный гибрид вполне может ездить, не загрязняя атмосферу, а если вам потребуется больше динамики — на помощь придут оба типа энергии и позволят разгоняться активнее, чем на одном только ископаемом топливе. И пусть запас хода на чистой электротяге чаще всего составляет всего несколько километров, при городских режимах эксплуатации экономия топлива оказывается уже ощутимой.

Последовательные гибриды (series hybrid)

В этой схеме вообще не предусмотрена механическая связь двигателя внутреннего сгорания и колес — он только производит энергию для электромоторов. Теоретические плюсы понятны: водитель получает «электрическое» удобство управления тягой без пауз и задержек, ДВС работает в оптимальном режиме и не крутится в отсечку, а машина превращается в милое и почти экологичное привидение с моторчиком.

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

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

Последовательно-параллельные гибриды (parallel-series-hybrid)

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

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

Подключаемые гибриды (plug-in hybrid, PHEV)

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

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

У современного «Кайена» емкость батарей — это 18 кВтч, то есть примерно треть от того, что можно найти в среднем электромобиле.
(Фото: Porsche)

Никто не отменял и дополнительной помощи от электромотора: в спортивном режиме бензоэлектрическая силовая установка даст динамику, на которую традиционный ДВС в одиночку будет не способен. Но надо понимать, что без питания от розетки подключаемые гибриды мало чем отличаются от обычных параллельных: да, запас электричества можно принудительно пополнять от бензинового мотора, но эффективности, экологичности и смысла в этом откровенно мало.

Экзотические разновидности

Не во всех случаях гибридная тяга применяется исключительно ради экономии топлива. Например, французы из Peugeot и Citroen при помощи электричества компенсируют отсутствие полноценных полноприводных машин: задние колеса вращаются при помощи электромотора. Для тяжелого бездорожья такая схема подходит слабо, но задачу всепогодного вождения решает довольно успешно.

А производители спорткаров уже давно используют гибридные технологии для того, чтобы их машины ехали быстрее — ведь максимум тяги электромотора доступен всегда и везде, и это здорово помогает на разгонах, когда бензиновый двигатель еще не вышел на пиковую отдачу. Среди ранних образцов подобных машин можно вспомнить Porsche 918 Spyder, а среди современных Koenigsegg Regera или Aston Martin Valkyrie— одни из самых быстрых гиперкаров планеты.

Гибридные автомобили в России

В наших широтах официальные продажи гибридов невелики, причем часть ранее представленных вариантов выкосило кризисом — например, Nissan Murano, Mitsubishi Outlander и даже Toyota Prius. В строю пока остаются кроссоверы Lexus NX и RX, Porsche Cayenne и Panamera, несколько моделей Mercedes-Benz, «подключаемый» Volvo XC90 и россыпь Audi — но там речь идет о «мягком» гибриде.

Впрочем, есть и пополнения: внезапно на российский рынок вышел «мягкий» Geely Atlas Pro, а плюс к тому недавно началось серийное производство отечественного седана Aurus Senat, который по конструкции является самым настоящим параллельным гибридом.

Среди гибридов, продающихся в России есть и пополнения: внезапно на рынок вышел «мягкий» Geely Atlas Pro.
(Фото: Geely)

При этом на вторичном рынке бензоэлектрические машины остаются очень популярными: их охотно везут из-за границы, ведь чаще всего рабочий объем ДВС, по которому рассчитывается таможенная пошлина, невелик — а значит, это хороший способ сэкономить деньги. А последовательные гибриды вроде BMW i3 или Nissan Note наше законодательство вообще считает электрокарами и дополнительной мзды, соответственно, не берет.

Особенности эксплуатации гибридов

В целом, гибридный автомобиль доставляет не больше хлопот, чем традиционный — а в некоторых случаях оказывается даже выгоднее. Например, в моделях, где активно используется рекуперация энергии при замедлении, приходится реже менять тормоза — ведь заметную часть работы берет на себя электромотор. В то же время, владельцам подключаемых гибридов стоит подумать о розетках, где можно будет регулярно пополнять запас электричества, иначе преимущества таких машин сведутся к минимуму.

В остальном электрическая начинка не требует особенного внимания, хотя, безусловно, нельзя обойти вниманием вопрос ресурса аккумуляторов. В среднем они должны служить около 150 тысяч километров — но Toyota, к примеру, дает аж десятилетнюю гарантию. Что случится после выработки ресурса? То же самое, что и со старым мобильником: батарея будет все хуже держать заряд, а гибридный автомобиль станет все больше походить на обычный. При этом замена аккумулятора — дело дорогостоящее, поэтому в покупке очень старого гибрида с большим пробегом особого смысла нет. Впрочем, то же самое во многом можно сказать и про любую традиционную машину.

Принцип работы гибридных автомобилей

Как работает гибридный автомобиль? В чем специфика его устройства? Каковы перспективы транспортных средств такого типа?

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.

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.

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:

Понимание гибридных автомобилей: 4 основных типа

Хотя почти все слышали о гибридных автомобилях, большинство людей на самом деле не знают о различных типах автомобилей, представленных на рынке. В этой статье мы рассмотрим 4 основных типа гибридных автомобилей и опишем, что делает каждый из них уникальным.

Мягкие гибриды

Одной из новейших инноваций в гибридной технологии является «мягкая» гибридная система. Как следует из названия, мягкая гибридная система обычно не приводит автомобиль в движение только за счет электроэнергии. Вместо этого система используется для небольшого увеличения мощности бензинового двигателя автомобиля, как правило, при ускорении с места, а также для облегчения работы энергоемких систем, таких как кондиционер, на бензиновом двигателе. Мягкие гибриды, обычно встречающиеся в виде 48-вольтовых электрических систем, не нуждаются в подключении к сети. Вместо этого батареи заряжаются за счет комбинации мощности от бензинового двигателя и рекуперации энергии при торможении автомобиля (также известное как рекуперативное торможение). ).

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

Полные гибриды

Как и мягкие гибриды, полные гибриды также оснащены как бензиновым двигателем, так и электрическим компонентом. Однако электрический компонент полностью гибридного автомобиля способен выдерживать гораздо большую нагрузку, чем у мягкого гибрида. Большинство полных гибридов могут фактически работать на некотором расстоянии исключительно за счет электроэнергии. Обычно это происходит на более низких скоростях в городе, но это одна из причин, по которой вы можете увидеть, что показатель расхода топлива на галлон в городе у полного гибрида выше, чем показатель расхода на галлон на шоссе (где в стандартных автомобилях с бензиновым двигателем все наоборот).

Когда речь идет о полностью гибридных автомобилях, существует два основных типа силовых агрегатов; Параллельные гибриды и серийные гибриды.

В гибридах Parallel двигатель может приводиться в действие одним из 3 способов: напрямую от двигателя, напрямую от электродвигателя или от обеих систем, работающих вместе.

В гибридной серии колеса приводятся в движение исключительно электродвигателем, а бензиновый двигатель обеспечивает питание для электродвигателя, что-то вроде генератора. Бензиновый двигатель на самом деле никогда не приводит в движение колеса.

С развитием гибридных технологий некоторые транспортные средства работают как комбинация двух (метко названных «последовательно-параллельными» гибридами), при этом бортовой компьютер выбирает наиболее эффективный способ работы в любой момент времени.

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

Подключаемые гибриды

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

Электромобили с гибридным приводом с увеличенным запасом хода

Хотя полностью электрические автомобили технически не считаются гибридами, некоторые из них оснащены небольшим бензиновым двигателем, который при необходимости обеспечивает амортизацию. Когда у электромобиля заканчивается заряд, его необходимо зарядить, прежде чем он снова заработает. Эти гибриды с увеличенным запасом хода используют свой бензиновый двигатель для зарядки аккумулятора или питания электродвигателя, чтобы вы не остались в затруднительном положении. В зависимости от размера бензинового двигателя это может означать от нескольких десятков миль до сотен.

Что такое гибридный автомобиль и как он работает? У нас есть ответы

Когда первые гибридные автомобили появились в выставочных залах примерно два десятилетия назад, они были отвергнуты как научные проекты. Теперь гибридные силовые агрегаты можно найти во всем, от элитных суперкаров до скромных такси и даже в коммерческих автомобилях.

Содержание

• Что такое гибридный автомобиль?
• Как работают гибриды?
• Зачем тебе гибрид?
• Заключение

Гибриды

станут еще более распространенными в течение следующего десятилетия или около того, поскольку автопроизводители делают все возможное, чтобы соблюдать строгие нормы выбросов. Если вы не уверены, что такое гибрид и как он работает, у нас есть ответы. И если вы заинтересованы в его покупке, у нас есть несколько советов по выбору лучшего гибридного автомобиля для любых потребностей и бюджета.

Что такое гибридный автомобиль?

1 из 6

Брэдли Айгер/Digital Trends

Ах, самый актуальный вопрос из всех. Гибрид в контексте автомобиля означает, что он приводится в действие как электродвигателем, так и двигателем внутреннего сгорания. Две системы работают непосредственно друг с другом, чтобы управлять колесами.

Наиболее распространенным примером гибридного автомобиля является Toyota Prius, которая стала первым современным серийным гибридным автомобилем, дебютировав на японском рынке в 1919 году.97. Prius сейчас находится в четвертом поколении, и это детище этого сегмента.

Помните этого парня? Toyota Prius 1997 года стала первым гибридным автомобилем массового производства. Toyota USA

Лучшая экономия топлива является основным мотивом гибридизации. Но совсем недавно автопроизводители заметили, что гибридизация также повышает производительность. Мы вернемся к этому через секунду.

Электродвигатель гибрида питается от бортового аккумуляторного блока, который обычно находится в багажнике за задними сиденьями или в поддоне пола, чтобы снизить центр тяжести и улучшить управляемость.

Когда определенные условия вождения благоприятствуют использованию только электродвигателя, например, движение на скорости ниже определенной или работа на холостом ходу, двигатель остается выключенным и, таким образом, не расходует бензин. Когда уровень заряда батареи достигает определенного уровня разрядки или требуются большие нагрузки на дроссельную заслонку, бензиновый двигатель автоматически включается, чтобы помочь как в подзарядке батареи, так и в приведении в движение ведущих колес.

Как работают гибриды?

1 из 4

Гибридный функциональный дисплей Toyota Prius 2018 Miles Branman/Digital Trends
Функциональный дисплей Hyundai Sonata Plug-In Hybrid 2018 г.
Функциональный дисплей Volkswagen Jetta Hybrid
Функциональный дисплей Kia Optima Hybrid Eco 2018 г.

На первый взгляд все гибридные автомобили могут показаться одинаковыми: они работают как на бензине, так и на электричестве и ориентированы на экономию топлива. Это может быть их основным идентификатором, но в дизайне и компоновке некоторых гибридов есть различия в зависимости от типа автомобиля и модели. Существуют также различные типы гибридных транспортных средств, хотя мы сосредоточены в основном на обычных потребительских и коммерческих транспортных средствах.

В традиционных гибридах, таких как Toyota Prius или даже в более крупном Toyota Highlander Hybrid, таких как Honda Accord Hybrid и Hyundai Sonata Hybrid, бензиновый двигатель по-прежнему является основным источником общей мощности автомобиля. Электродвигатель также производит электричество за счет преобразования кинетической энергии с помощью рекуперативного торможения. Однако без бензинового двигателя аккумуляторная батарея гибрида не может заряжаться для питания электродвигателя и некоторых основных функций автомобиля. Таким образом, автомобиль в основном станет электромобилем с ужасным пробегом и недостаточной мощностью.

Дополнением к бензиновому двигателю является электродвигатель, часто встроенный в трансмиссию. Он служит основным источником движения, тогда как газовый двигатель является второстепенным. В случае с вездесущим Hybrid Synergy Drive от Toyota вместо традиционной коробки передач используется пара электродвигателей. Однако Hyundai и некоторые другие автопроизводители сохраняют коробку передач.

Комбинация приборов и приборная панель Hyundai Sonata Hybrid

2018 года Схема, используемая Prius, где и двигатель внутреннего сгорания, и электродвигатель могут приводить в движение колеса, известна как «параллельная» гибридная система. Альтернативой является «серийный» гибрид, где двигатель внутреннего сгорания действует только как генератор, без прямой связи с колесами. Это позволяет двигателю работать с более постоянной скоростью, повышая эффективность. Серийные гибриды встречаются редко, хотя у Nissan есть серийно-гибридная трансмиссия под названием e-Power, которая, как ожидается, появится в США в роскошных автомобилях Infiniti.

Совсем недавно производители начали понимать, что гибриды также улучшают производительность, и поэтому они разработали различные типы гибридных автомобилей. Это потому, что электродвигатели обеспечивают мгновенную мощность, в то время как двигатели внутреннего сгорания должны раскручиваться, прежде чем достичь пика мощности.

Примеры включают тройной суперкар, Porsche 918, McLaren P1 и LaFerrari. Все три полагаются на комбинацию электродвигателя и бензинового двигателя для движения и мощности. Однако все они построены и спроектированы по-разному, особенно по сравнению с традиционной гибридной системой, используемой в автомобилях массового производства.

Porsche 918 оснащен двигателем V8 с двойным турбонаддувом, который расположен в середине шасси и приводит в движение задние колеса, но его электродвигатели установлены на передней оси, что обеспечивает 918 моделируемый полный привод. Электродвигатель McLaren P1 интегрирован с газовым двигателем и соединен с коробкой передач с двойным сцеплением, а гибридные возможности LaFerrari включают систему, изначально разработанную для гонок Формулы-1, также известную как KERS, или систему рекуперации кинетической энергии.

В конечном счете, однако, все они полагаются на электричество и бензин для движения, что придает им статус гибрида.

Совсем недавно появился еще один термин, добавленный в список в качестве варианта: Мягкий гибрид. Этот термин был придуман для описания одной из последних инноваций в отрасли — 48-вольтовой электрической системы. Это дополнительный источник питания, который дополняет уже стандартный 12-вольтовый источник питания, используемый в транспортных средствах. Он также приводит в действие новый комбинированный модуль электродвигателя и генератора, или EMG, установленный снаружи двигателя внутреннего сгорания и соединенный непосредственно со шкивом коленчатого вала через сверхпрочный ремень.

Said EMG действует как небольшой электродвигатель, который также выполняет функции стартера и генератора переменного тока. EMG на короткое время запускает двигатель и приводит его в действие с помощью электроэнергии, прежде чем компьютер двигателя автоматически перейдет на полностью газовое питание, обеспечивая гибридные преимущества без передачи мощности электродвигателем непосредственно через трансмиссию или оси. Это также избавляет от необходимости использовать дерганую и запаздывающую функцию автоматического запуска двигателя.

Зачем тебе гибрид?

2018 Хонда Аккорд Гибридный Двигатель

Скорее всего, если вы заинтересованы в приобретении гибридного автомобиля, вы хотите сэкономить на бензине. Гибриды стоят гораздо меньше, чтобы заправиться, и вы можете проехать экспоненциально дальше, чем обычные автомобили, без необходимости дозаправки.

Популярность рынка гибридных автомобилей растет с каждой минутой. Из-за дополнительного потребительского спроса производители выпускают все больше и больше новых моделей, предлагающих различные размеры и характеристики. Поиск подходящего гибрида, который удовлетворит ваши потребности в вождении и удовлетворит ваш бюджет, не составит труда. Те, кто хочет обычный автомобильный гибрид, могут выбрать Toyota Prius или Hyundai Ioniq, а также доступны гибридные версии различных других моделей. Если вас не привлекают стандартные автомобили, есть и гибридные кроссоверы.

Производители роскошных автомобилей также внесли свой вклад в развитие гибридного рынка. Lexus, Hyundai Kia, Ford, Toyota, Honda, Mini и BMW производят гибридные автомобили. В настоящее время гибридные автомобили по-прежнему классифицируются как полулюксовые. Тем не менее, производители продолжают добавлять новые гибриды в свои продукты каждый год.

Hyundai Sonata Hybrid 2020

Заключение

Никогда еще быть экологически сознательным человеком не было так легко и доступно. Помимо того, что с каждым годом расширяются возможности вашего автомобиля, все больше и больше городов предоставляют общественные зарядные станции. По мере того, как эти зарядные станции становятся все более популярными, более вероятно, что мы увидим гибридные автомобили в больших масштабах. Мы все еще находимся в начале производства гибридных автомобилей; Технологии будут расти в геометрической прогрессии в ближайшем будущем, создавая невероятные инновации в транспортных средствах.

Переходя с топлива на электричество, вы не только оказываете положительное влияние на окружающую среду, но и радуете свой кошелек.