Гибридный двигатель принцип работы: 403

Содержание

Принцип работы бензиново-электрических гибридных автомобилей

Как работает гибридный автомобиль? Какие процессы происходят под его капотом во время движения? В этой статье мы поможем вам понять принцип работы гибридной силовой установки.

Любое транспортное средство, использующее в своей работе два или более источника энергии, является гибридом. Огромная часть выпускаемых в наше время автомобилей являются бензиново-электрическими гибридами, силовая установка которых сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор.

Бензиново-электрические гибридные автомобили — это своеобразный симбиоз автомобилей с бензиновыми двигателями и электромобилей. Различие, как известно, между бензиновыми и электрическими автомобилями заключается в источнике и механизме их питания. В бензиновом автомобиле топливо поступает к двигателю с топливного бака, в электромобиле же электрический мотор обеспечивают электроэнергией аккумуляторные батареи. Можно сказать, что гибридный автомобиль является своеобразным компромиссным вариантом между этими двумя автомобильными механизмами.

Для того, чтобы автомобиль был комфортным для пользователя в процессе эксплуатации, он должен отвечать определенным требованиям. Необходимо чтобы автомобиль был в состоянии:

— обеспечивать большой пробег до момента дозаправки/подзарядки;

— заправлялся быстро и легко.

Бензиновые автомобили отвечают вышеизложенным требованиям, но являются источником значительного загрязнения окружающей среды. Электрические же автомобили в процессе своей работы практически не образуют загрязняющих веществ, однако их пробег на одном заряде аккумуляторных батарей, как правило, не превышает 80-160 км. Главным недостатком электрических автомобилей является довольно продолжительный процесс их подзарядки.

Бензиново-электрические гибридные автомобили сочетают в себе преимущества как электрических, так и бензиновых машин, позволяя объединить в одной системе бензиновое топливо и электроэнергию. Совместное использование двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя позволяет значительно повысить топливную эффективность силовой установки транспортного средства, обеспечить быстрое достижение необходимого показателя скорости движения путем практически моментальной подачи энергии, снизить объемы образуемых вредных выхлопов, а также увеличить пробег автомобиля благодаря эффективному функционированию системы рекуперативного торможения, позволяющей преобразовывать кинетическую энергию движения в электроэнергию. К тому же, применение гибридной силовой установки в автомобиле создает возможность уменьшения его суммарного вес по сравнению с бензиновым аналогом.

Широкое использование гибридные автомобилей на дорогах способствует значительному снижению выбросок оксида азота в атмосферу (на 50%), а также сажи и углекислого газа.

Термин «гибридный автомобиль», чаще всего применяется к средствам передвижения, сочетающим в своей конструкции двигатель внутреннего сгорании и один или несколько электродвигателей. Однако, не исключена возможность использования в гибридных автомобилях и иных источников питания, помимо бензина и электроэнергии. В последнее время ряды гибридных автомобилей начали пополняться гибридными моделями, механизм работы которых предполагает сочетание ДВС и двигателя, работающего на сжатом воздухе, или же электромотора и двигателя, использующего в своей работе энергию солнца, ветра, биологического топлива.

Гибридные автомобили делятся на два вида: умеренные и полные. Движение умеренных гибридов обеспечивается преимущественно работой двигателя внутреннего сгорания, а электромотор при этом используется только в качестве дополнительного тягового механизма (яркий пример — Honda Insight). Полным же гибридам свойственна возможность перемещения исключительно только на одной электротяге, независимо от ДВС.

Наиболее популярными в мире гибридные автомобили — Toyota Prius, Shevrolet Volt, Honda Insight. В модели Toyota Prius реализован следующий механизм: движения автомобиля на низкой скорости (до 40 км/ч) происходит благодаря работе электродвигателя, питаемого литий-ионной аккумуляторной батареей, но при большем разгоне активизируется двигатель внутреннего сгорания, который обеспечивает тягу на высокой скорости. При этом электроника регулирует работу моторов и генератора.

Противоположный механизм работы реализован в гибриде Shevrolet Volt. Передвижение этого автомобиля происходит благодаря электродвигателю, функции же ДВС сводятся только к подзарядке его аккумуляторных батарей.

Для гибридных автомобилей свойствен механизм рекуперации энергии при торможении – электрический двигатель переходит в режим генератора, преобразующего кинетическую энергию в электрическую, которая способствует восполнению заряда аккумуляторных батареи.

Схемы подключения двигателей гибридного автомобиля:

— Последовательная схема – маломощный ДВС соединен только с генератором электроэнергии, а электрический двигатель — с колесами. ДВС приводит в движение небольшой генератор электрического тока, вырабатываемая электроэнергия от которого поступает к аккумуляторным батареям, обеспечивающим питание электрического мотора. При такой схеме подключения, ДВС никогда непосредственно не приводит транспортное средство в движение, и главным силовым механизмом является электромотор. Конструкция подобных гибридных автомобилей предполагает использование аккумуляторов увеличенной емкости. Данная схема подключения двигателей была использована в первых гибридных автомобилях, сконструированных Фердинандом Порше. На сегодняшний день представителями Plug-in Hybrid являются модели Chevrolet Volt, Opel Ampera.

— Параллельная схема – ДВС, электрический двигатель и коробка передач соединяются с помощью автоматических муфт. Данная схема свойственна практически для всех умеренных гибридов и для ряда полных (например, Audi Duo). Для гибридный автомобилей с параллельной схемой характерна возможность как одновременного, так и раздельного использования возможностей ДВС и электродвигателя для движения колес. Электрический мотор способствует быстрому разгону транспортного средства, а также обеспечивает выполнение функции рекуперативного торможения. Гибриды с параллельной схемой — Hyundai Elantra Hybrid, Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid.

— Последовательно-параллельная схема (смешанная) – планетарный редуктор обеспечивает связь ДВС, электрогенератора и электрического двигателя. Яркими примером гибридных автомобилей с последовательно-параллельной схемой (Full Hybrid ) является Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Lexus RX 450h.

Последовательная схема подключения двигателей гибридного автомобиля

Параллельная схема подключения двигателей гибридного автомобиля (слева)

Последовательно-параллельная схема подключения двигателей гибридного автомобиля (справа)

Гибридную силовую установку автомобиля могут образовывать следующие компоненты:

Двигатель внутреннего сгорания. В гибридных автомобилях также, как и в традиционных – бензиновых, используется ДВС, однако он значительно меньше и более усовершенствован в направлении сокращения уровня вредных выбросов в атмосферу и увеличения работоспособности.

Топливный бак. Топливный бак в гибридах является устройством хранения бензинового топлива для работы ДВС.

Электрический двигатель. Современные автомобилестроительные технологии позволяют использовать электродвигатель как в качестве силового двигателя, так и генератора энергии при торможении, тоесть электромотор способен ускорять автомобиль, питаясь от аккумуляторных батарей, или же может работать в генеративном режиме при спусках автомобиля по склону и торможении, обеспечивая восполнение энергии батарей.

Генератор. По механизму своей работы генератор схож с силовым электродвигателем, однако в ряде гибридном автомобиле он используется только для производства электрической энергии.

Аккумуляторные батареи – устройства хранения энергии для работы электродвигателя гибридного автомобиля. В то время, когда для бензинового двигателя свойственно только черпание бензина из топливного бака, электрический двигатель гибридного автомобиля может как использовать энергию батарей, так и восполнять её посредством механизма рекуперативного торможения.

В гибридных автомобилях, как правило, применяются более компактные и легкие аккумуляторные батареи, нежели в электромобилях.

Коробка переключения передач выполняет в гибридном автомобиле ту же функцию, что и бензиновом, с тем только различием, что контролирует работу как ДВС, так и электрического двигателей.

Для контроля потока энергии между генератором, батареей и электромотором используется блок управления энергией и полупроводниковое устройство переключения.

Ряд приемов позволяет увеличить эффективность использования бензинового топлива и энергии аккумуляторных батарей в гибридном автомобиле. Итак, в гибридном автомобиле с этой целью:

— Восполняется энергия, запасаемая в батареях, благодаря функции рекуперативного торможения электродвигателя.

— Приостанавливается работа ДВС. Гибридному автомобилю не нужно все время полагаться на бензиновый двигатель, поскольку в нем, как правило, есть полноценный тяговой электромотор.

— Используется развитая аэродинамика с целью уменьшения лобового сопротивления.

— Применяются легкие материалы. Снижение общего веса автомобиля является простым способом увеличения его пробега. Более легкий автомобиль потребляет значительно меньше энергии при ускорении и подъемах вверх по холмам. Композитные материалы, такие как углеродное волокно или же легкие металлы (алюминий, магний) могут использоваться для снижения веса общей конструкции гибридного транспорта.

— Используются специальные шины с пониженным сопротивлением качению.

Существует несколько эффективных методов обеспечения максимального пробега гибридного автомобиля:

— Поездки на небольших скоростях – аэродинамическое сопротивление резко возрастает при увеличении скорости.

— Поддержание стабильной скорости – при изменении скорости автомобиля, значительная часть энергии тратится впустую; поддержание скорости позволяет более эффективно использовать топливо.

— Предотвращение резких остановок – если транспортное средство будет останавливаться более длительный промежуток времени, электродвигатель сможет сгенерировать больше энергии.

Все о гибридах: история, принцип работы, преимущества

Они комфортны, они безопасны и надежны, но самое главное – они существенно снижают ваши расходы на топливо. Вот основные причины, по которым гибридные автомобили с каждым годом становятся все популярнее на рынке. Однако гибридной технологии понадобилось больше ста лет, чтобы стать массовой.

История гибридов

Формально первым в мире гибридным автомобилем является Lohner-Porsche, который был представлен широкой публике на Парижском автосалоне в 1900 году. Этот передовой для своего времени автомобиль был устроен таким образом: два бензиновых двигателя, установленных посередине шасси, служили приводом для двух электрических генераторов. Динамо-машины вырабатывали ток, который подавался на двигатели в колесах, а избыточная мощность с колес поступала в аккумуляторные батареи. Уже тогда инженеры Порше создали технологию, которая позволяла использовать генераторы в качестве стартеров для бензиновых двигателей. Машина произвела фурор на выставке и была готова к выпуску в серию, но до широкого потребителя так и не дошла.

К разработкам в области гибридных автомобилей вернулись американские инженеры в 60-х годах прошлого века. Подобные идеи приходили в голову и советским разработчикам в 70-х. Однако ни у тех, ни у других не получилось создать пригодную для выпуска в серию и поистине массовую машину.

Это оказалось под силу японцам.

В 1997 году компания Toyota представила миру первый массовый гибридный легковой автомобиль – модель Prius. Еще в 1993 году руководство компании поручило талантливому японскому инженеру Такеши Учиямада создать проект под кодовым названием G21. Целью проекта было изучить технологии, которые позволили бы радикально снизить расход топлива у серийного автомобиля. Прежде чем у инженеров Тойоты получилось создать первый жизнеспособный образец, они перепробовали 80 различных вариантов гибридной системы: были проблемы с перегревами и низкой надежностью. В начале 1995 года руководство Тойоты приняло решение о серийном выпуске гибридного автомобиля, и команде господина Учиямада пришлось спешно разрабатывать уже не прототипы, а пригодную для массового производства модель.

В марте 1997 года японский концерн представил собственную гибридную систему, которую назвал просто – Toyota Hybrid System (THS). Основные компоненты системы Тойота производила сама, а батареи для гибридов поставляла компания Panasonic. Японские инженеры сильно переживали за жизнь молодой технологии, поэтому после старта продаж первых Приусов в компании был создан специальный отдел, который отслеживал все сообщения о неисправностях. Но вопреки всем опасениям, модель «прижилась» и даже начала набирать популярность.

Приус на рынке с 1997 года по сегодняшний день, модель пережила уже четыре поколения и три рестайлинга. Гибридная Тойота предлагается на рынке в кузове минивен и хэтчбек. Есть и компактная версия – Toyota Aqua. Сегодня японский концерн – лидер по производству и продажам гибридных автомобилей: с 1999 по 2007 год в США было их продано более миллиона. Тойота устанавливает гибридные установки не только на бюджетные, но и на автомобили премиум класса, например, Lexus LS 600h. Гибридную технологию от Toyota также лицензировали Ford и Nissan. Благодаря развитию технологий гибрид купить становится по силам все большему кругу потребителей.

Принцип работы гибридной установки

Гибридный синергетический привод (англ. Hybrid Synergy Drive, HSD) – запатентованная технология от Toyota, в основе которой лежит синергетический эффект. HSD состоит из семи основных элементов: бензиновый двигатель, электродвигатель, электрогенератор, планетарная передача, аккумуляторная батарея, инвертор и электронный вариатор.
Силовая установка разделена на два модуля – электрическая подсистема и подсистема внутреннего сгорания.

Их работа происходит в синергии, т.е дополняя и усиливая друг друга, они достигают нужного эффекта. Так на малой скорости (до 50 км/ч) автомобиль приходит в движение только за счет батареи. На средней скорости бензиновый двигатель передает часть энергии через водило и планетарную передачу на передние колеса, другая часть энергии поступает на электрогенератор. В генераторе энергия также разделяется: одна часть идет на подзарядку батареи, другая – возвращается в электромотор, который вращает передние колеса. В режиме ускорения весь ток от батареи и электрогенератора поступает на электромотор. При торможении бензиновый двигатель отключается, а электродвигатель возвращает энергию в батарею. Таким образом, автомобиль заряжается самостоятельно, пока вы жмете педаль тормоза.

Автомобили на электротяге сейчас разделяются на два класса: plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) – это гибридные установки, которые могут заряжаться как от движения, так и от домашней электросети, но у них есть и бензиновый агрегат; и электромобили – в конструкции нет бензиновых двигателей, движение осуществляется только за счет электромотора.

Преимущества гибридных автомобилей

Снижение расхода топлива
Бензиновый агрегат в гибридных автомобилях включается в работу только в определенных режимах, но не работает постоянно. За счет этого автомобиль не потребляет топливо при прогреве, в пробках и во время движения с низкой скоростью. Средний расход топлива моделей Приус, например – 5-6 л на 100 км.
Увеличение моторесурса бензинового агрегата
Бензиновому двигателю помогает электромотор, который берет на себя часть нагрузки. Компьютер распределяет усилие в зависимости от скорости и режима движения, не позволяя двигателю работать при повышенных нагрузках. За счет этого ресурс ДВС увеличивается.
Снижение вредных выбросов
Есть исследования, которые показывают, что больше всего вредных выбросов в атмосферу бензиновые двигатели производят, когда работают на холостом ходу – в пробках и во время прогрева. Гибридные установки снижают количество вредных выбросов, поскольку гибридный автомобиль в этих режимах работает полностью на электротяге.

Продажи гибридов в мире

Швейцарское аналитическое агентство EVvolumes каждый квартал приводит статистику по продажам гибридных автомобилей в мире. По данным агентства в первом квартале 2018 года было продано 321 400 единиц гибридной техники что на 59% больше, чем за аналогичный период прошлого года. Электромобили выросли на 52%, а плагин-гибриды – на 39%.
Активнее всего рынок гибридных авто развивается в Китае (+113%). В Европе лидером продаж гибридов является Норвегия, но по темпу роста ее уже обходит Германия. Гибридные автомобили в России пока только набирают популярность, и большая их часть из-за близкого соседства с Японией сконцентрирована на Дальнем Востоке. Так выглядит общий рейтинг самых продаваемых электромобилей и гибридов:

Мировые бренды видят будущее за гибридными автомобилями, поэтому в модельном ряду всех лидеров автомобилестроения есть как минимум по одной версии с электромотором. Для потребителя сегодня рынок предлагает широкий выбор гибридов почти что на любой вкус. Купить гибридный автомобиль очень просто: свяжитесь с нами по телефону, и наши менеджеры расскажут обо всех актуальных предложениях и о том, как купить машину на японском аукционе. Ниже собраны самые популярные гибридные автомобили и актуальные цены на них:

Toyota Aqua NHP10

Toyota Prius ZVW30

Toyota Prius ALPHA ZVW41W

Toyota Prius ZVW55

Toyota Vellfire ANh30W

Nissan Leaf AZEO

Honda Fit GP5

Honda CR-Z ZF2

Honda Insight ZE2

Honda Vezel RU1

Mitsubishi Outlander PHEV GG2W

*****
Если Вам нравится любой из этих авто, звоните: 8-800-555-69-16
Мы расскажем все подробности, как приобрести такой автомобиль из Японии, с автоаукциона!

Популярные автомобили

Быстрый просмотр

Honda N-BOX JF2

2017 год

Пошлина
660 cc

707 200 ₽

Подробнее

Быстрый просмотр

Honda FIT GK4

2016 год

Пошлина
1300 cc

910 100 ₽

Подробнее

Быстрый просмотр

Honda Civic FK8

2017 год

Пошлина
2000 cc

1 954 700 ₽

Подробнее

Быстрый просмотр

Honda SHUTTLE GP7

2017 год

Пошлина
1500 cc

861 200 ₽

Подробнее

Быстрый просмотр

Honda JADE FR5

2016 год

Пошлина
1500 cc

1 138 200 ₽

Подробнее

Быстрый просмотр

Honda STEPWGN RK2

2014 год

Пошлина
2000 cc

1 041 700 ₽

Подробнее

Перейти в каталог

принцип работы, что значит, схема мотора

Автор автомеханик А.Зарядин На чтение 10 мин. Просмотров 8.6k. Опубликовано 15.07.2020

Гибридный двигатель имеет несколько источников энергии: бензиновый и электрический моторы. Оба агрегата приводят автомобиль в движение по отдельности или совместно. Разработано несколько видов гибридных конструкций, и каждая реализует в себе главное преимущество перед «обычными» моторами — топливную экономичность. А значит, и в возможность достичь высоких экологических требований к транспорту.

Содержание

История гибридных двигателей
Принцип работы и устройство гибридных двигателей
Полная конструкция
Функционирование двигателя
Типы гибридных агрегатов
Схемы взаимодействия мотора и ДВС
Последовательная схема
Параллельная схема
Последовательно-параллельная схема
Классификация по степени электрификации
Микрогибрид
Мягкий гибрид
Полный гибрид
Гибриды плагины
Преимущества и недостатки гибридных авто
Заключение

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

низкая стоимость топлива;
нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Принцип работы гибридных двигателей основан на комбинировании возможностей ДВС и электромотора. Бензиновый агрегат развивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, в то время, как электрический двигатель — на низких. Объединение установок позволяет исключить из конструкции механизмы преобразования механической энергии, увеличить КПД силового агрегата и снизить расход топлива.

Полная конструкция

Автомобиль с гибридным мотором устроен иначе, чем привычные машины с ДВС. Здесь под днищем находятся:

двигатель внутреннего сгорания;
один или несколько электрических моторов;
блок аккумуляторных батарей.
для управления и преобразования энергии установлен электронный блок с инвертором.

Источником энергии в гибридном двигателе служит ДВС, работающий на бензине или дизеле. Мощность, преобразованная генератором, запускает тяговый электродвигатель и заряжает аккумуляторные батареи. Именно от блока аккумуляторов электромотор получает дополнительное питание, если не будет хватать энергии генератора.

Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтного аккумулятора в 3-фазный переменный ток большего напряжения. Энергия используется для:

управления электромотором;
обратной конвертации тока с генератора для подзарядки батареи;
питания бортовой электросети.

Конструктивно инвертор представляет собой корпус с набором электронных плат и транзисторными сборками.

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

Режим совместной работы ДВС и электромотора зависит от конструктивного устройства гибридного силового агрегата и режима движения автомобиля. Так, в начале движения бензиновый двигатель не всегда нужно запускать. Машина тронется за счёт работы электрического мотора, питающегося от батареи.

Большая ёмкость аккумулятора с возможностью внешней подзарядки может сократить потребление бензина до нуля, если суточный пробег автомобиля короткий.

Электромотор поддерживает работу автомобиля на холостом ходу: при стоянке на светофоре, временной остановке. В это время ДВС отключен, до те пор, пока хватает мощности электротяги. Обычно бензиновый мотор подключается на скорости 60км/ч. При больших нагрузках, например, для заезда в горку, понадобится двойное усилие обоих агрегатов. В таком режиме автомобиль сможет проехать более 500 км.

Отличительно, как работает гибридный двигатель во время торможения. Тормозная система привычного автомобиля с ДВС преобразует кинетическую энергию в тепловую, рассеивая её в воздухе. Гибриды оснащены системой рекуперации, т.е. возвращения. При замедлении движения электромотор переключается в режим генератора, отдавая электрическую энергию в аккумуляторную батарею.

Типы гибридных агрегатов

Гибридные двигатели различаются по типу применения и компоновочной схеме. По первому критерию гибриды делятся на микрогибриды, умеренные гибриды и полные гибриды. Более подробно о них поговорим ниже.

Применение разных компоновочных систем гибридных двигателей отражает уровень развития гибридизации, суть которой заключается в желании производителей перевести автомобиль на альтернативный источник энергии. Наиболее прогрессивными в плане разработок являются компании Тойота, БМВ, Хёндай, Вольво.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Конструктивная схема гибридного двигателя выбирается исходя из проектных характеристик автомобиля: требуемой мощности, скорости разгона, расхода топлива и т. д. Различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы.

Последовательная схема

Гибридная система автомобиля с последовательной компоновкой была придумана Порше в 1899 году. Схема включает в себя ДВС с генератором, тяговый электродвигатель и аккумуляторные батареи. По этой схеме двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую, питая электрический мотор. В свою очередь электродвигатель воздействует на ведущие колёса, приводя машину в движение.

Большая ёмкость аккумуляторов позволяет автомобилю в некоторых режимах работать только на электрической энергии, при выключенном ДВС. Батареи заряжаются от генератора, когда потребляемая мощность электромотора невысока, например, во время размеренного движения. Однако, в режиме ускорения мощности генератора может не хватать, и тогда недостаток энергии компенсирует аккумулятор.

Последовательная схема гибридного двигателя хороша тем, что ёмкая АКБ позволяет устанавливать ДВС меньших габаритов и меньшего веса. Более простая конструкция расходует меньше топлива и требует меньших затрат на обслуживание.

Электрический мотор вращается в любом направлении, что позволяет упростить конструкцию автомобиля, убрав сцепление и коробку передач. А при установке электродвигателей с редуктором в ведущие колёса, можно обойтись и без дифференциала. Подобная схема встречается на карьерных самосвалах БелАЗ и городских автобусах ЗИЛ. В легковых автомобилях встречается редко.

Параллельная схема

Гибридные двигатели с параллельной системой могут приводить автомобиль в движении от ДВС, тягового электромотора или их совместной работы. Часто электрический двигатель устанавливают вместо маховика, используя электромотор в качестве генератора и стартера для трогания и остановки автомобиля. Аккумуляторные батареи подзаряжаются во время рекуперативного торможения.

Параллельная схема подходит для автомобилей небольшой мощности. За счёт использования малоёмких батарей снижается вес и начальная стоимость машины. Подобная конструкция встречается в моделях Honda Insight, BMW 7 ActiveHybrid.

Последовательно-параллельная схема

По сути данная схема представляет собой доработку параллельной. Особенность гибридных двигателей с последовательно-параллельной системой — наличие делителя мощности в трансмиссии. Энергия ДВС разделяется на 2 потока в соответствии с режимом движения автомобиля. Часть мощности переходит к ведущим колёсам, другая — к накопителю электрической энергии.

Для реализации подобной компоновки необходим менее мощный ДВС, но с высокой эффективностью. Например, двигатель, работающий по циклу Аткинсона с коротким тактом сжатия. По такой схеме построены Toyota Prius и Lexus RX.

https://www.youtube.com/watch?v=k1nG8PkP28E&feature=youtu.be

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Преимущества	Недостатки
1. Высокий КПД за счёт использования крутящего момента от ДВС при любых нагрузках	1. Мало специалистов по ремонту и обслуживанию гибридов
2. Экономия бензина в городе 10 — 30%	2. Высокая стоимость аккумуляторных батарей. При выходе из строя одного элемента приходится менять весь блок в сборе. Проблема с утилизацией
3. Энергия торможения рекупируется в электрическую энергию	3. Наличие большого количества электроники. Сложность с запчастями. Дорогой ремонт.
4. Использование ДВС меньшей мощности и габаритов. Возможность отказаться от сцепления и КПП	4. Недостаточное количество станций для подзарядки аккумуляторов. Малый пробег на одной электротяге
5. Надёжный запуск зимой	5. Плохая маневренность
6. Снижение токсичных выхлопов	6. Из-за холодов батареи быстрее выходят из строя
7. Тихая работа	7. Бесшумная работа приводит к авариям

Заключение

Принцип работы гибридного автомобиля основан на использовании энергии бензинового и электрического двигателей. Их совместная работа позволяет достичь жёстких требований экологических стандартов, снижая расход топлива и выбросов. Инженеры постоянно совершенствуют конструкции, придумывают новые решения. Однако, не все компании видят перспективу в гибридах, концентрируясь на создании полноценных электромобилей.

Гибридный двигатель

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Содержание

Принцип работы гибридных двигателей
Схемы взаимодействия электромотора и ДВС
Последовательная схема
Параллельная схема
Последовательно-параллельная схема

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями
Audi Q5 Hybrid
BMW Active Tourer
Chevrolet Volt
Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)
Hyundai Sonata Hybrid
Honda CR-Z (Insight Hybrid)
Jaguar Land Rover
Mitsubishi Outlander PHEV
Nissan Altima Hybrid
Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid

По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
не нужно сцепление и коробка передач;
автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

потери энергии в процессе преобразований;
большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

что это, принцип работы, плюсы и минусы

В последние годы мир охвачен электромобильным ажиотажем, который вызван во многом небезызвестной компанией Tesla. Автомобили на электрической тяге это, конечно, прогрессивно, экологично, выгодно, только вот слишком радикально. Гибридные автомобили выглядят более взвешенным и оптимальным вариантом.

Что такое гибридный автомобиль

Нетрудно догадаться, что гибридный автомобиль это результат «скрещивания» двух видов авто — с двигателем внутреннего сгорания и с электромотором. Если продолжить аналогию с биологической эволюцией, то гибридный автомобиль это переходная форма от традиционных машин к машинам будущего. Компромиссное решение для тех людей, кого уже не устраивают двигатели, работающие по принципам позапрошлого века, но при этом ещё не готовы полностью перейти на электричество.

Автопроизводители пробуют различные комбинации двигателей внутреннего сгорания и электроприводов в поисках самого оптимального варианта гибридного автомобиля. В одних вариантах машина приводится в движение только электромотором, в других — только двигателем внутреннего сгорания. Есть и по-настоящему гибридные варианты, где ДВС и электромоторы могут трудиться попеременно или даже одновременно. Конечно, идеального решения на все случаи жизни не существует.

Принцип работы гибридного автомобиля

Все гибридные машины, которые выпускаются в настоящее время, можно условно разделить на 3 категории, в зависимости от того, как двигатели соединены с колёсами:

Последовательная схема — мотор одного типа питает или запускает мотор другого типа, который и приводит автомобиль в движение.
Параллельная схема — самый простой и дешёвый тип «гибридов», где электромотор и ДВС работают независимо друг от друга.
Последовательно-параллельная схема — каждый тип двигателя может работать в одиночку или в паре с другим типом.

Последовательные «гибриды» часто считаются ненастоящими гибридными автомобилями, что обосновывается принципом их работы. Так, электромотор в них может всего лишь запускать обычный ДВС и поддерживать его, заменяя собой стартер и генератор. Или наоборот — традиционный бензиновый мотор запускает электродвигатель и питает его батарею, а машина движется исключительно на электрической тяге. Впрочем, даже такая схема имеет свои объективные достоинства.

Устройство гибридного автомобиля

Параллельные и последовательно-параллельные гибридные машины дают большую свободу выбора и больше преимуществ. Первые чаще всего они следуют такому сценарию: в городском режиме и до определённой скорости (например, 60 км/ч) работает исключительно электродвигатель, а ДВС подключается на более высоких скоростях. Вторые используют традиционные и электрические моторы одновременно, при этом динамически распределяют нагрузку на них, в зависимости от дорожной ситуации.

Нужно иметь в виду, что двигатели внутреннего сгорания, которые используются на «гибридах», значительно переработаны по сравнению с обычными автомобилями. Даже на последовательных схемах, где электромотор только запускает ДВС, производители ощутимо меняют настройки электронных блоков управления двигателем. Это делается в угоду основным преимуществам гибридных машин — экологичности и экономичности.

Более подробный разбор принципов работы гибридных установок, есть у нас в статье «Особенности гибридных автомобилей: отличия PHEV, REX и «Приусов» (+видео)»

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Сначала стоит обратить внимание на сильные стороны электропривода как такового:

очень высокий КПД, доходящий до 90%;
мгновенно запускается и останавливается;
не требует переключения передач;
одинаково работает в обоих направлениях;
очень динамичен — быстро разгоняет авто;
полное отсутствие шума и грязного выхлопа.

Конечно, в гибридных машинах эти достоинства раскрываются не полностью. Автомобили с последовательной схемой, где электромотор только запускает и поддерживает ДВС, почти полностью лишены всех этих плюсов. Такие «гибриды» могут похвастать лишь быстрым и лёгким запуском, небольшой экономией топлива и чуть улучшенной динамикой. Зато и специфических минусов нет — это, фактически, усовершенствованный вариант традиционного авто.

Намного экономичнее и динамичнее вариант, где ДВС только питает батарею электродвигателя. Для этого не нужна большая мощность, так что можно обойтись двумя или тремя цилиндрами очень небольшого объёма. Такая последовательная схема отлично раскрывает потенциал электропривода. Есть и минусы — такие машины не бесшумны и всё-таки загрязняют природу отработанными газами, хоть и в небольшой степени.

Параллельные и последовательно-параллельные типы «гибридов» очень разнообразно сочетают плюсы и минусы ДВС и электромоторов, в зависимости от конкретных моделей машин и используемых технологий. Например, некоторые автопроизводители делают упор на использование машины в городских условиях. Здесь преимущества езды на электроприводе очевидны:

нулевой расход бензина или дизельного топлива;
полное отсутствие загрязняющих выбросов;
двигатель не порождает шумы и вибрации;
не нужно часто переключать режимы КПП;
машина может очень быстро разогнаться.

Недостатки гибридных автомобилей почти идентичны таковым у традиционных машин и электромобилей, только выражены не так отчётливо. Прежде всего, это сложность и дороговизна «гибридов», причём они дороги не только в покупке, но и в обслуживании. Электробатареи очень чувствительны к ударам и высоким температурам, что может привести к взрыву и сильному пожару. Бесшумность хода на электротяге опасна для пешеходов, они просто не слышат приближающийся автомобиль.

До сих пор не решены трудности использования электродвигателей в холодном климате с морозными зимами и в условиях бездорожья. Здесь главные плюсы гибридных машин — высокая экономичность и экологичность — чаще всего полностью сходят на нет. Впрочем, даже в холодные зимы «гибриды» вполне неплохо чувствуют себя в городских условиях, которые можно назвать естественной средой их обитания.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Ключевые теги: гибридный двигатель, устройство автомобиля, двигатель

Гибридный автомобиль.История, принцип работы, лучшие авто

Автор Авто Эксперт На чтение 17 мин. Просмотров 7k. Опубликовано 17.11.2020

Содержание

Что такое гибридные автомобили?
История гибридных двигателей
Преимущества и недостатки гибридов
Типовые схемы гибридных автомобилей
Принцип работы и устройство гибридных двигателей
Полная конструкция гибрида
Функционирование двигателя-гибрида
Классификация по степени электрификации
Микрогибрид
Мягкий гибрид
Обычные гибриды, они же «полные» или Full Hybrid Electric Vehicle
Подключаемые гибриды, или PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус
Проверка и обслуживание гибридных автомобилей
Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы
Лучшие гибридные автомобили
Toyota Prius
Chevrolet Volt Hybrid
Chevrolet Malibu Hybrid
Lexus RX 450h
Вывод

Что такое гибридные автомобили?

Гибридный автомобиль – это машина, которая использует не только обычный двигатель внутреннего сгорания, функционирующий на бензине либо дизеле, но и альтернативный источник в виде электродвигателя.

Второй мотор начинает работать при небольших оборотах, что позволяет значительно сэкономить топливо, к примеру, при загруженном трафике на дороге. Также гибридные авто более экологически чистые, что делает их более популярными.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Преимущества гибридных машин:

Заметное уменьшение расхода горючего. Показатель затрат топлива у гибридных представителей до 30 % ниже по сравнению с обычными автомобилями. Сжигание меньшего количества горючего одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные автомобили являются более экономными и экологически чистыми по сравнению с аналогами, которые оборудуются только ДВС;
Снижение шума в процессе работы;
Долгая служба деталей тормозной системы;
Гибридные авто по сравнению с электромобилями имеют большой запас хода и являются универсальными при ежедневной эксплуатации. Гибрид не нужно обязательно заряжать от электросети, его можно заправлять бензином. После сгорания топлива часть энергии собирается в аккумуляторе, благодаря которому начинает работать электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора есть преобразование кинетической энергии движущейся машины в электричество;
Также гибриды имеют ряд конструктивных решений и вспомогательных систем для большой экономии и уменьшения уровня вредных выбросов: система старт-стоп и т. д.

К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести большую начальную стоимость, а также некоторые сложности при ремонте и обслуживании данных моделей. Еще одним недостатком можно назвать возможный критический разряд аккумулятора и его быстрый вывод из строя при больших перепадах температуры.

Типовые схемы гибридных автомобилей

Гибрид гибриду рознь. На данный момент существует три основные типовые схемы гибридных автомобилей, каждая из которых характеризует определенный принцип совместной работы ДВС и электромотора:

Параллельная работа моторов. Судя по названию, несложно догадаться что это схема подразумевает совместную работу двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. В таких автомобилях основную энергию для движения авто обеспечивает ДВС. И ДВС, и электродвигатель соединены с колесами. Электромотор включается лишь в определенных ситуациях – например, когда ДВС нужно и поддержка во время обгона, при разгоне. Это позволяет не только увеличить ресурс двигателя внутреннего сгорания, но и обеспечивает максимальную экономию топлива. Кроме того, авто такого типа характеризуются невысокой стоимостью.
Последовательная работа моторов. В автомобилях, поддерживающих данную схему, один из моторов выполняет роль основного. В подавляющем большинстве случаев это электромотор. Двигатель внутреннего сгорания, в свою очередь, принимает на себя второстепенную функцию – отвечает за работу генератора, обеспечивающего электромотор энергией. Электродвигатель соединен с колесами, а двигатель внутреннего сгорания – с генератором. В этом случае ДВС работает в регулярном режиме – без больших перепадов оборотов.

При последовательной работе моторов, в гибриде используются аккумуляторы большой емкости, которой хватает на преодоление значительных расстояний без подзарядки.

Говоря более простым и понятным языком, схема последовательной работы моторов напоминают принцип работы небольшой электростанции, которая работает от двигателя внутреннего сгорания и обеспечивает электроэнергией электрический мотор.

Последовательно-параллельная схема работы моторов. При таком размещении двигатель внутреннего сгорания и электродвигателя работают совместно. ДВС, электромотор и электрогенератор связаны друг с другом и с колесами. В гибридах этого типа ДВС не только запускает работу генератора, но и передаёт крутящий момент на колёса. Полные гибриды (а именно так называют автомобили с последовательным и параллельным подключением моторов) обеспечивает значительную экономию топлива, благодаря включению электромотора в нужных ситуациях. Электродвигатель и ДВС могут работать вместе, тем самым обеспечивая форсированный режим работы авто. Ну и, конечно же, ДВС запускает генератор для подзарядки аккумуляторов.

На сегодняшний день самая распространенная схема гибридных авто – параллельная. Вторая по популярности – параллельно-последовательная схема. Последовательная схема применяется в спецтехнике (самосвалы, тяжеловесные грузовики).

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине. Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Классификация по степени электрификации

Микрогибрид

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

Мягкий гибрид

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Обычные гибриды, они же «полные» или Full Hybrid Electric Vehicle

Этот тип автомобилей способен ездить при полном отсутствии помощи ДВС, при этом удается вписаться в ограничение «95 г СО2 на километр» с запасом. Пополняется заряд как за счет рекуперации энергии торможения, так и непосредственно от ДВС. Конструкция — гораздо более сложная, дорогая и к тому же высоковольтная, что влечет за собой определенные сложности при ремонте (связанные с необходимой квалификацией работников). И на этапе разработки тут приходится учитывать особые требования к компоновке. «Полные» гибриды используют в своей конструкции интегрированный в коробку передач мотор-генератор, преобразователь постоянного тока, специальный инвертор EPIC, управляющий охлаждением высоковольтных компонентов при помощи отдельного электронасоса (батарея имеет напряжение около 260 В и водяное охлаждение), блок управления зарядным устройством батареи BECM, а также электрический компрессор кондиционера и высоковольтные провода в оранжевой обмотке (международное требование безопасности).

Такой гибрид способен обеспечить бóльшую экономию топлива (до 20%) и дополнительную мощность и момент. Первым массовым гибридом стала Toyota Prius, увидевшая свет в 1997 году. Впоследствии эту конструкцию взяли на вооружение многие марки, хотя сейчас большинство отдает предпочтение подключаемым гибридам (о них ниже).

Toyota Prius (слева) продолжает удерживать титул самого массового гибрида в мире. В России Prius плоховато продается через дилеров (всего 59 штук за прошлый год), но подержанные экземпляры из-за рубежа востребованы. Относительно большое распространение получили у нас различные гибридные модели Lexus — LS, RX, CT… Компания JLR использовала технологию HEV в 2013-2016 годах на своих моделях Range Rover и Range Rover Sport

Подключаемые гибриды, или PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

Это еще более сложная и тяжелая схема: в среднем плюс 300 кг к массе автомобиля. Она позволяет совершать короткие поездки (до нескольких десятков километров) без участия ДВС. А главное отличие от обычных гибридов — наличие разъема для зарядки от сети. Тут аккумулятор уже не зарядишь за счет одной лишь рекуперации или от ДВС (точнее, зарядишь, но это невыгодно и долго). В конструкции присутствуют дополнительные компоненты (нагреватель охлаждающей жидкости, зарядный блок BCCM, отдельный стартер без генератора, электрический усилитель тормозов), а также более мощная и высоковольтная батарея. Также автомобиль получает дополнительный 12-вольтовый аккумулятор (или даже два) для электроусилителя тормозов и для стартера.

Вся высоковольтная проводка в любой точке автомобиля выделяется оранжевым цветом. Прикасаться к таким проводам ни в коем случае нельзя даже на автомобиле с неработающим двигателем. Доступ к электрическим компонентам возможен только после полного обесточивания и размыкания контакторов высоковольтной аккумуляторной батареи, которая имеет отдельный контур водяного охлаждения (рабочая температура всегда должна поддерживаться на уровне 22-25°С), изображенный на рисунке справа. Внутрь высоковольтных компонентов не допускаются даже механики JLR, все они меняются только в сборе

К примеру: мотор-генератор, установленный в корпусе коробки передач Range Rover PHEV, способен дополнительно выдать 116 л.с. и целых 275 Нм крутящего момента, что, несомненно, является очень солидной прибавкой для установленной под капотом 2,0-литровой «турбочетверки» (300 л.с.). При этом суммарная отдача составляет 404 л.с. и 640 Нм, он разгоняется до «сотни» за 6,8 секунды, расход топлива составляет ничтожные 2,8 л в смешанном цикле «по паспорту», а количество выбросов СО2 — всего 64 г/км. Но в то же время на одной только электротяге такой Range Rover способен проехать всего 51 км, а на полную зарядку от домашней сети уходит около семи часов (2 часа 45 мин — от суперчарджера).

Подзаряжаемые гибриды — редкость в России. В прежние годы у нас продавался Mitsubishi Outlander PHEV. Также одно время к нам поставляли аналогичные BMW X5 и 7-серии. А вот подзаряжаемая модификация Toyota Prius в России не продается. В JLR технологию PHEV применяют на внедорожниках Range Rover P400e и Range Rover Sport P400e. На фото справа видно, как плотно упакован багажник версии P400е: основной аккумулятор, два 12-вольтовых, блоки предохранителей, куча проводки и трубки охлаждения. Под днищем компоновка еще более «хитрая»

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

Этот автомобиль выпускается уже в третьем поколении и достиг определённой степени совершенства, хотя конкурирующие гибриды продолжают наращивать сложность и эффективность конструкций.

Основой привода здесь является принцип синергии, по которому в создании крутящего момента на колёсах могут в любом сочетании участвовать ДВС и электромотор. Параллельность их работы обеспечивает сложный механизм планетарного типа, где потоки мощности смешиваются и через дифференциал передаются на ведущие колёса.

Трогание с места и стартовое ускорение выполняет электромотор. Если электроника определяет, что его возможностей недостаточно, подключается экономичный бензиновый двигатель, работающий по циклу Аткинсона.

В обычных автомобилях с моторами Отто такой термический цикл применять нельзя из-за переходных режимов. Но тут их обеспечивает электродвигатель.

Исключён режим холостого хода, если у Toyota Prius автоматически запускается ДВС, то для него сразу же находится работа, помогать в разгоне, заряжать батарею или обеспечивать климатическую установку.

Постоянно имея нагрузку и работая на оптимальных оборотах он минимизирует расход бензина, находясь в самой выгодной точке своей внешней скоростной характеристики.

Традиционный стартер отсутствует, поскольку такой мотор можно запустить только раскрутив его до значительных оборотов, что и делает реверсируемый генератор.

Аккумуляторы имеют разную ёмкость и напряжение, в наиболее сложной подзаряжаемой версии PHV это уже вполне обычные для электромобилей 350 вольт при 25 А*ч.

Проверка и обслуживание гибридных автомобилей

Батареи, как правило, требуют замены через 15-20 лет, для электродвигателя не исключено наличие пожизненной гарантии. Обслуживание гибридных автомобилей рекомендуется проводить только в официальных сервисных центрах, которые оснащены специальным оборудованием и где работают специалисты, обученные принципам сервиса автомобилей этого вида. Проверка гибридного авто включает в себя:

диагностические коды ошибок;
гибридная батарея;
изоляция батареи;
работоспособность системы;
система охлаждения.

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.

Лучшие гибридные автомобили

А теперь перейдем к описанию самых востребованных и популярных моделей гибридных авто.

Toyota Prius

Самый первый серийный гибрид. Кроме того, именно этот автомобиль считается самым «эффективным» – он оснащен двигателем, КПД которого достигает 40% (цифра, пока недостижимая для других производителей). Плавный ход, достигаемый благодаря независимой подвеске, не оставит равнодушным даже самых искушенных автолюбителей.

Тойота Приус – крайне экономичный гибрид (расход топлива – от 2,45 л на 100 км). При этом автомобиль может развивать скорость на трассе до 180 км/ч.

Конструкция авто четко продумана – батареи перенесены из багажного отсека под пассажирские задние сиденья для максимального расширения полезного пространства багажника.

Как вы могли заметить, преимуществ у этой машины масса: от привлекательного внешнего вида до высокого уровня безопасности. Минус только один – высокая стоимость авто в базовой комплектации (ну а если рассматривать варианты более расширенной оснастки, то цена даже на вторичном стартует от 15000 долларов и выше).

Chevrolet Volt Hybrid

Chevrolet Volt Hybrid. Данный автомобиль представляет собой переднеприводный четырехместный хэтчбек. Главным достоинством этой модели является то, что электромоторов, мощностью 149 л.с. хватает на 60 км при езде по городу, без расхода топлива и с сохранением характеристик. Однако большим недостатком Chevrolet Volt является большая стоимость.

Если вы интересуетесь будущим этого и других автомобилей этой марки, рекомендуем ознакомиться с последними новостями Chevrolet.

Chevrolet Malibu Hybrid

Chevrolet Malibu Hybrid. Это большой комфортный и вместительный седан, который имеет выразительный дизайн и качественно проработанный салон с современной техникой и богатым оснащением. По мнению экспертов, авто хорошо подойдет тем клиентам, которым нравится свободное пространство. В состав гибридной установки входит двигатель объемом 1.8 л и пара электромоторов. Средний расход топлива данной модели составляет 5.2 л на 100 км. Для авто предусмотрены десять подушек безопасности и камера заднего вида, что делает его более безопасным.

Lexus RX 450h

Смелый дизайн, современное оснащение, самые передовые технологии – все это соединяет в себе ультрасовременный автомобиль-гибрид от компании Lexus. Это машина класса «Люкс». Разработчики позаботились не только о стильном дизайне – авто полностью укомплектовано элементами обеспечения безопасности пассажиров и водителя. Кроме того, не забыли конструкторы и о весьма приятных «мелочах», которые никак не влияют на ходовую часть, зато делают путешествия более приятными и комфортными – акустическая система, шумоизоляция, бортовой компьютер с дисплеем на панели.

Конечно, такой автомобиль по карману далеко не всем – цены стартуют от 70000 долларов. При этом заправлять этот агрегат можно только 95 бензином. Естественно, запчасти и ремонт Лексуса также обойдется владельцу в весьма круглую сумму.

Вывод

Приобретая автомобиль-гибрид, многие автолюбители сомневаются – стоит ли переплачивать 30% стоимость просто за наличие еще одного двигателя (электрического). Наш ответ однозначен – конечно же, стоит! Деньги, потраченные на покупку, вернутся вам уже через 2-3 года – вы будете заметно экономить на заправке, что, несомненно, положительно скажется на вашем бюджете. Кроме того, все гибриды – современные машины, оснащенные самими новыми разработками лучших конструкторов. Соответственно, вместе с автомобилем вы покупаете ежедневный комфорт и безопасность для вас и вашей семьи!

Источники

https://automonth.ru/rejting-gibridnyh-avtomobilej/
https://nahybride.ru/baza-znanij/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel-avtomobilya
https://jplife. ru/stati/luchshie-gibridnye-avtomobili/
https://dvsoff.ru/tip/gibridnyj-dvigatel
https://www.drom.ru/info/misc/67656.html
https://AutoVogdenie.ru/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel.html
https://zen.yandex.com/media/avtotachki/gibridnyi-avtomobil-chto-nujno-znat-5ec2990dd5408876452306cb
http://KrutiMotor.ru/avto-s-gibridnym-dvigatelem/

Что такое гибридный автомобиль? | Как работает гибридный автомобиль?

Содержание

1 Что такое гибридный автомобиль?
2 Принцип работы гибридного автомобиля
3 Как заряжается аккумулятор гибридного автомобиля?
4 Что такое рекуперативное торможение?
5 Типов гибридных автомобилей
- 5.1 1) Параллельный гибридный
- 5.2 2) Серия Гибрид
- 5,3 3) Гибридный автомобиль с подключаемой инфекцией
- 5,4 4) 2-рекордные гибридные вагоны
- 5,5 5) Маленький автомобиль Mid-Hybrid
6 Parts of Hybrid Car
7 Fuel-Efficient System Design
8 Advantages and Disadvantages of Hybrid Cars
- 8. 1 Advantages of Hybrid Car
- 8.2 Disadvantages of Hybrid Electric Car
9 Hybrid Car Vs Electric Car
10 FAQ Раздел
- 10.1 Что означает гибрид в автомобиле?
- 10.2 Что означает гибридный автомобиль?
- 10.3 Как работает гибридный автомобиль?
- 10.4 Как заряжать гибридный автомобильный аккумулятор?
- 10.5 Как долго работает гибридный автомобильный аккумулятор?
- 10.6 Из каких компонентов состоит гибридный автомобиль?

Комбинация двух или более источников питания известна как гибрид . Автомобиль, созданный по гибридной технологии, известен как гибридный автомобиль . Гибридный электромобиль (HEV) входит в число самых известных транспортных средств в мире. Гибридный электромобиль имеет два источника питания: I.C. двигатель, а другой — электродвигатель.

И.К. Двигатель и электродвигатель используются в гибридном автомобиле для увеличения мощности автомобиля и снижения уровня выбросов. Двигатель называют сердцем автомобиля. Это двигатель, который преобразует мощность топлива в движение автомобиля.

Что такое гибридный автомобиль?

Любое транспортное средство, которое может питаться от двух или более источников питания , называется Гибридным транспортным средством . Гибридный автомобиль — это тип транспортного средства, в котором используется как электродвигатель и I.C. двигатель как источник энергии.

Невозможно подключить гибридный электромобиль для зарядки аккумулятора. Вместо этого батарея заряжается за счет рекуперативного торможения и ИС. двигатель. Дополнительная мощность, обеспечиваемая электродвигателем, потенциально может позволить использовать двигатели меньшего размера.

Аккумулятор также питает вспомогательную нагрузку и снижает холостой ход двигателя при остановке. Эти два источника энергии (электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания) улучшают экономию топлива без ущерба для производительности.

В отличие от полностью работающих I.C. автомобилей с двигателем, гибридный электрический автомобиль имеет батареи, которые питают электродвигатели и приводят их в действие, в дополнение к топливному баку, который подает питание на двигатель внутреннего сгорания. Существует несколько способов упаковки и зарядки аккумулятора. Основным преимуществом гибридного электромобиля (HEV) является его экономичность.

Эти типы автомобилей имеют более низкий уровень выбросов, более высокую мощность и лучшую топливную экономичность, чем обычные автомобили. Гибридный двигатель обеспечивает лучшую топливную экономичность и мощность, чем другие типы двигателей.

Когда гибридный автомобиль едет или тормозит, он создает избыточную энергию для зарядки аккумуляторной батареи двигателя. Поэтому вам не нужен внешний источник для зарядки аккумулятора вручную. Во-вторых, этот процесс также помогает улучшить запас топлива или эффективность.

Обычный гибридный автомобиль — это полностью электрический автомобиль. К ним относятся электродвигатель, приводящий в движение колеса, и аккумулятор, питающий электродвигатель. Затем есть совершенно отдельный бензиновый двигатель, который питает генератор. Обычные гибридные автомобили имеют очень маленькие двигатели.

Обычные гибридные автомобили имеют большой вес. Эти транспортные средства должны выдерживать вес аккумуляторов, бензиновых двигателей, генераторов и электродвигателей.

Обычный гибридный автомобиль не требует столько энергии от батареи, как чистый электромобиль, поэтому вы можете снизить вес, но полноразмерный электродвигатель и 10-киловаттный генератор весят сотни фунтов.

Теперь мы собираемся изучить, как работает гибридный автомобиль?

Принцип работы гибридного автомобиля

Основной целью создания гибридных автомобилей является снижение расхода топлива и выбросов вредных газов. Гибридные автомобили питаются как минимум от двух типов источников энергии.

Старый гибридный автомобиль имел стационарный газовый двигатель для питания генератора. Этот генератор передает электрическую энергию электродвигателю, установленному на ступице переднего колеса.

Новейший гибридный автомобиль использует комбинацию электрической и топливной (бензиновой или дизельной) энергии. Этот тип транспортного средства имеет различное количество электродвигателей.

Гибридный автомобиль работает следующим образом:

В первую очередь карбюратор двигателя автомобиля засасывает воздух из окружающей среды и подмешивает топливно-воздушную смесь.
Топливно-воздушная смесь направляется в цилиндр сжатия двигателя внутреннего сгорания. двигатель.
Цилиндр сжатия содержит возвратно-поступательный поршень.
Этот поршень сжимает топливно-воздушную смесь. Благодаря высокому сжатию топливовоздушная смесь воспламеняется, и вырабатывается мощность.
Энергия, вырабатываемая двигателем, направляется в генератор для выработки электроэнергии.
Вырабатываемое электричество используется для зарядки автомобильного аккумулятора или для работы двигателя.
По мере того, как энергия передается на батарею, батарея сохраняет ее. Эта накопленная мощность используется для запуска автомобиля, когда двигатель не работает.

Как заряжается аккумулятор гибридного автомобиля?

Зависит от типа гибрида. В большинстве продуктов, включая подключаемые и серийные гибриды, используется бензиновый двигатель для выработки электроэнергии и зарядки аккумулятора.

Параллельные гибриды отличаются тем, что они только заряжают батарею, поглощая дополнительную энергию и преобразовывая ее в электричество. Дополнительная энергия, которая обычно тратится впустую, когда автомобиль работает на холостом ходу или замедляется, сохраняется в аккумуляторе для последующего использования (например, для рекуперативного торможения).

Эта «рекуперативная» зарядка используется в бензиновых двигателях и других гибридных автомобилях.

Что такое рекуперативное торможение?

Рекуперативное торможение — это метод рекуперации энергии, потерянной во время торможения, и сохранения ее в виде электроэнергии в аккумуляторе.

Когда вы нажимаете на тормоз автомобиля, генерируется кинетическая энергия, которая используется для движения автомобиля вперед. Обычно он выделяет тепло тормозными колодками. Однако технология рекуперативного торможения гибридных автомобилей может преобразовывать это рассеянное тепло в электричество.

Когда вы нажимаете на педаль акселератора, батарея подает питание на двигатель. Когда двигатель получает мощность, он приводит в движение колеса.

Обратный процесс, когда вы убираете ногу с педали акселератора или нажимаете на тормоз. Питание электродвигателя отключается, и колеса передают кинетическую энергию электродвигателю, фактически превращая его в генератор и возвращая энергию обратно в аккумулятор.

Все гибриды также оснащены стандартными фрикционными тормозными дисками для резких остановок, поскольку рекуперативное торможение не подходит для резких остановок.

Читайте также: Различные типы двигателей

Типы гибридных автомобилей

Автопроизводители используют различные гибридные конструкции для достижения максимальной эффективности использования топлива или сохранения цены гибридного автомобиля на как можно более низком уровне. Существуют различные типы гибридных автомобилей. Гибридный автомобиль имеет следующие основные типы:

Параллельный гибридный
Series Hybrid
Гибридный гибрид
2-Mode Hybrid
Mild-Hybrid

1) Parallel Hybrid

Parallel Hybrid Hybrid Hybrid Hybrid Hybrid. Этот дизайн очень известен.

Параллельные гибриды используют как двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель для выработки мощности и управления автомобилем. В гибридном автомобиле Parallel и электродвигатель, и I.C. двигатель подключен параллельно к трансмиссии или коробке передач.

Параллельный гибрид использует микроконтроллер для управления процессом передачи энергии. Этот микроконтроллер определяет, работают ли двигатель и мотор отдельно или вместе.

Аккумуляторная батарея используется для питания электродвигателя, а топливный бак используется для подачи топлива в двигатель. Электродвигатель также действует как пусковой механизм двигателя. Эти валы двигателя соединены непосредственно с безмуфтовой трансмиссией.

Поэтому, когда транспортное средство приводится в движение исключительно двигателем, вал продолжает вращаться. Это позволяет двигателю работать как генератор. Вырабатываемая электроэнергия используется для зарядки аккумулятора.

Примерами параллельных гибридных автомобилей являются Hyundai Sonata, Toyota Prius, Honda Accord, Toyota Camry и т. д.

В настоящее время почти все гибридные автомобили являются параллельными, а не серийными гибридными автомобилями. Силовой агрегат гибридного автомобиля Toyota оснащен двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и двумя электродвигателями, которые также можно использовать в качестве генератора. Эти электродвигатели заряжают аккумуляторы двигателя. В противном случае энергия будет потрачена впустую, например, при поломке автомобиля.

Энергии, хранящейся в относительно небольшой батарее, достаточно для питания трансмиссии или движения автомобиля примерно на милю по мере необходимости. Поэтому гибридные автомобили Toyota могут работать только на электричестве; они также могут работать на I.C. двигатели или оба. Однако единственным источником энергии для автомобилей является топливо.

2) Серийный гибрид

Процесс, в котором один источник энергии преобразуется в мощность другого, и эта мощность приводит в движение автомобиль, известен как серийный гибрид. Автомобиль работает на «серийном гибриде», известном как серийный гибридный автомобиль.

Серийный гибридный автомобиль имеет последовательно соединенные генератор и двигатель. Генератор использует электроэнергию, вырабатываемую двигателем, для выработки электроэнергии. Эта мощность используется для запуска двигателя или зарядки аккумулятора.

Когда двигатель не работает, электроэнергия, хранящаяся в батареях, может использоваться для движения автомобиля. Эти автомобили похожи на электромобили тем, что главная передача обеспечивается исключительно электродвигателем.

Скорость двигателя можно изменить, просто заменив источник питания, что устраняет необходимость в сложной системе передачи.

Эта система повышает КПД двигателя и позволяет двигателю работать с наиболее эффективными оборотами независимо от скорости автомобиля.

Энергия, вырабатываемая в таких ситуациях бездействия, сохраняется в аккумуляторе для последующего использования. Серийные гибридные автомобили более эффективны, но требуют большого преобразования энергии. Каждое из этих преобразований теряет мощность и снижает общую эффективность системы. Еще одним недостатком этой последовательной системы является то, что для нее требуется больше деталей, чем для параллельных систем. Это увеличивает общую массу автомобиля. 9Гибридные системы передачи энергии серии 0003

очень популярны на кораблях и локомотивах. Атомная подводная лодка — пример серийного гибридного автомобиля. Ядерные реакторы производят тепло, которое приводит в действие паровые турбины, которые затем приводят в действие генераторы. Тепловоз представляет собой гибридное транспортное средство.

В настоящее время этот метод используется, потому что гораздо проще передвигать транспортное средство на электроэнергии, чем получать чистую энергию от ядерного реактора или большого дизельного двигателя. Кроме того, поезда весят сотни тонн, и для движения поезда обязательно наличие безмуфтовой трансмиссии.

3) Гибридный автомобиль с подключаемым модулем

Гибридный автомобиль с подключаемым модулем позволяет традиционным гибридным автомобилям иметь аккумуляторы большей емкости, которые необходимо перезаряжать. Как правило, эти гибридные автомобили используют розетку на 110 В для зарядки аккумулятора, как и в случае с электромобилем.

Гибридные автомобили с подключаемым модулем работают на двигателях внутреннего сгорания и могут работать после полной зарядки, что значительно повышает топливную экономичность автомобиля. Volvo XC40 Recharge Plug-in Hybrid, Hyundai Ioniq Plug-in Hybrid и BMW 330e являются примерами подключаемых гибридных электромобилей.

4) Двухрежимные гибридные автомобили

Эти типы гибридных автомобилей работают двумя разными способами. В первом режиме он работает как обычный гибридный автомобиль. В режиме 2 ^и можно адаптировать конструкцию к различным требованиям двигателя для конкретной задачи автомобиля.

5) Автомобиль с мягким гибридом

В последние годы стоимость производства гибридных автомобилей с высокой эффективностью стала очень высокой. Автомобильные компании разрабатывают новые планы по доведению гибридных технологий до обычного человека.

Автомобильные компании приняли мягкую гибридную конструкцию, чтобы соответствовать нормам выбросов и немного повысить эффективность использования топлива без значительного увеличения затрат.

В мягком гибридном автомобиле электродвигатель помогает бензиновому или бензиновому двигателю повысить производительность, повысить эффективность использования топлива или и то, и другое. Он также используется в качестве стартера для функций автоматической остановки или запуска, которые снижают расход топлива, выключая двигатель, когда автомобиль стоит, и сокращая расход топлива. Baleno, Ciaz и Maruti Suzuki Ertiga являются примерами мягких гибридных автомобилей.

Читать также: различные типы дизельных двигателей

Части гибридного автомобиля

Гибридный автомобиль имеет следующие основные детали:

Трансмиссия
Трактивный аккумуля
Контроллер силовой электроники
Двигатель внутреннего сгорания
Топливный бак
Топливный фильтр
Выхлопная система
Тяговый электродвигатель
Генератор
Преобразователь постоянного тока в постоянный
Аккумулятор

1) Трансмиссия

Этот компонент гибридного автомобиля приводит в движение колеса, передавая механическую энергию от тягового двигателя или электродвигателя.

2) Блок тяговых аккумуляторов

Это устройство сохраняет энергию для использования тяговыми двигателями.

3) Тепловая (охлаждающая) система

Эта система может поддерживать подходящий диапазон рабочих температур для силовой электроники, электродвигателей, гибридных двигателей и других деталей.

4) Контроллер силовой электроники

Это устройство обеспечивает поток электроэнергии, подаваемый тяговой батареей, и регулирует скорость тягового двигателя и его крутящий момент.

5) Двигатель внутреннего сгорания

В двигателе внутреннего сгорания топливо впрыскивается внутрь камеры сгорания или во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом. Эта воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой, создаваемой свечой зажигания.

6) Топливный бак

Топливный бак хранит бензин в автомобиле до тех пор, пока он не понадобится двигателю. Топливный насос используется для подачи бензина из топливного бака в карбюратор двигателя.

Читайте также: Работа топливного насоса

7) Топливный фильтр

Дозатор топлива подключается к баку автомобиля для заполнения топливного бака.

8) Выхлопная система

Эта часть гибридного автомобиля отводит выхлопные газы двигателя от выхлопной трубы через выхлопную трубу. Разработайте трехкомпонентный каталитический нейтрализатор для снижения выбросов двигателя в выхлопных системах.

9) Тяговый электродвигатель

Эта часть автомобиля с гибридным двигателем использует мощность тягового аккумулятора, и этот двигатель приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых автомобилях используется мотор-генератор, который выполняет как регенерацию, так и ведущую роль.

10) Генератор

Это устройство вырабатывает электроэнергию от колес, которые вращаются при торможении, и возвращает эту энергию тяговой батарее. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как привод, так и регенерацию.

11) Преобразователь постоянного тока в постоянный

Этот компонент гибридного электромобиля заменяет источник постоянного тока высокого напряжения с тяговой аккумуляторной батареи на источник постоянного тока низкого напряжения, необходимый для питания аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательных аккумуляторов.

12) Аккумулятор (вспомогательный аккумулятор)

В электромобилях вспомогательный аккумулятор обеспечивает питание для запуска автомобиля перед активацией тягового аккумулятора и обеспечивает питание автомобильных аксессуаров.

Конструкция системы с эффективным расходом топлива

Мягкий гибрид: Эта конструкция также известна как микрогибрид. Он использует батареи и электродвигатели для приведения в движение транспортного средства и выключения двигателя при его остановке (например, на светофоре или в условиях прерывистого движения). Автомобиль с мягким гибридом потребляет мало топлива. Эти гибридные системы не могут питать транспортное средство только электричеством. Эти автомобили, как правило, дешевле, чем полные гибриды, но имеют преимущества в экономии топлива по сравнению с полными гибридами.
Полные гибриды: Эти автомобили оснащены батареями большей емкости и более мощными электродвигателями для движения на короткие расстояния и на низких скоростях. Эти гибридные автомобили имеют больше затрат, чем мягкие гибриды, но они более экономичны.

Преимущества и недостатки гибридных автомобилей

Преимущества и недостатки гибридных электромобилей приведены ниже:

Преимущества гибридных автомобилей

Основное преимущество гибридных автомобилей по сравнению с бензиновыми автомобилями заключается в том, что они более чистые и экономичные. больше топлива. Это делает его экологически чистым. В гибридных автомобилях используются двигатели двойного действия (электродвигатель и бензиновый двигатель), которые снижают расход топлива и экономят энергию.

Финансовые льготы

Гибридные автомобили поддерживаются множеством кредитов и стимулов, чтобы они оставались доступными. Снижение ежегодных налогов и освобождение от платы за пробки приводят к сокращению расхода топлива.

Одним из основных преимуществ гибридного автомобиля является то, что он потребляет меньше энергии, чем I.C. автомобили с двигателями. У него чистая работа. Это означает, что они выделяют меньше выхлопных газов и меньше зависят от ископаемого топлива. Это поможет снизить цены на бензин на местном рынке.

Когда вы нажимаете на тормоз вашего гибридного автомобиля, K.E. производит. Внутренний механизм используется для захвата и передачи этой генерируемой энергии в батарею. Это избавляет от необходимости прерывать период и регулярно заряжать аккумулятор.

Легкий вес

Гибридные автомобили сделаны из более легких материалов и требуют меньше энергии для движения. Кроме того, двигатель меньше и легче, что позволяет экономить много энергии.

Малый двигатель

I.C. двигатели, используемые в гибридных транспортных средствах, имеют небольшие размеры, легкие и эффективные, поскольку они не должны приводиться в действие исключительно транспортным средством.

И.К. двигатель этого транспортного средства потребляет мало топлива, поскольку электродвигатель помогает двигателю управлять транспортным средством.

В гибридных автомобилях двигатель запускается автоматически при нажатии педали акселератора и автоматически останавливается на холостом ходу. PHEV могут преодолевать большие расстояния на более высоких скоростях, чем обычные гибридные автомобили. Транспортные средства на водородных топливных элементах выделяют только водяной пар и горячий воздух, что приводит к снижению выбросов энергии.

Недостатки гибридного электромобиля

Ограниченная мощность

двигатели, и даже электродвигатели не такие мощные, поэтому вы не можете приблизиться к большому транспортному средству с бензиновым двигателем, которое сочетает в себе эти два. Поэтому гибриды могут быть не лучшим вариантом для тех, кто любит много мощности.

Более высокие цены

Основным недостатком гибридного автомобиля является то, что он имеет очень высокую цену. Гибридные автомобили имеют относительно большую стоимость, чем обычные бензиновые автомобили, стоимость которых составляет от 5 100 до 11 000 долларов больше, чем стандартная версия. Однако дополнительная сумма может быть уравновешена за счет снижения операционных расходов и освобождения от налогов.

Гибридный автомобиль становится немного тяжелее своего бензинового аналога с дополнительными батареями. Таким образом, при вождении гибрида вы заметите некоторые проблемы с управлением, которые повлияют на подвеску и эффективность использования топлива.

Гибридный автомобиль дороже в обслуживании, чем аналогичный бензиновый автомобиль. Это потому, что гибриды по-прежнему являются инновационными и могут многое добавить на рынок. Поэтому найти всех механиков, имеющих опыт ремонта таких автомобилей, не представляется возможным. Эта причина приводит к дорогостоящему ремонту гибридных автомобилей.

Как мы уже говорили, гибридные автомобили имеют два двигателя. Наличие спаренных двигателей и постоянно совершенствующаяся техника усложняют ремонт и обслуживание гибридных автомобилей. Из-за этого гибридные двигатели имеют высокие затраты на содержание и обслуживание. Кроме того, найти мастера с таким опытом непросто.

Стоимость батареи

Гибридные автомобили в значительной степени зависят от батарей, поэтому вождение без них практически невозможно. Что еще хуже, замена аккумулятора в гибридном автомобиле стоит очень дорого, и многие водители неохотно покупают такой автомобиль.

Дизайн

Эти типы транспортных средств имеют сложную конструкцию. Поэтому конструкция этих транспортных средств очень тяжелая.

Hybrid Car Vs Electric Car

The main difference between the electric car and hybrid car is given below:

Specifications	Electric Car	Hybrid Car
Топливо	Для движения электромобилю требуется электричество, которое обеспечивается аккумуляторной батареей (DC).	Гибридный автомобиль использует для движения как топливо (бензин или дизельное топливо), так и электричество.
Зарядка	Аккумулятор необходимо заряжать вручную.	Аккумулятор не нужно заряжать вручную.
Цена	Слишком высокая цена.	Цена гибридного автомобиля почти равна цене автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.
Выхлопные газы.	Эти автомобили выделяют меньше выхлопных газов, чем гибридные автомобили.	Гибридные автомобили выбрасывают больше выхлопных газов, чем электромобили.
Выбросы топлива	Эффективность использования топлива зависит от диапазона заряда батареи.	Эффективность использования топлива зависит от комбинации запаса хода аккумуляторной батареи и двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель	В этих автомобилях используется только электрический двигатель.	В этих автомобилях используется как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель.

FAQ Раздел

Что означает гибрид в автомобиле?

Комбинация двух или более источников питания называется гибридной. Автомобиль, созданный на основе гибридной технологии, известен как гибридный автомобиль. Гибридный автомобиль имеет двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

Что означает гибридный автомобиль?

Автомобиль, использующий два или более источников энергии, называется гибридным автомобилем.

Как работает гибридный автомобиль?

Во-первых, двигатель внутреннего сгорания вырабатывает энергию. Генератор преобразует эту мощность двигателя в электричество. Это электричество используется для привода двигателя, а оставшаяся энергия накапливается в аккумуляторе. Накопленная мощность используется для запуска автомобиля, когда двигатель не работает.

Как зарядить гибридный автомобильный аккумулятор?

Существует несколько способов зарядки аккумуляторной батареи гибридного автомобиля, но наиболее распространенные способы приведены ниже:

Зарядка дома: Гибридные автомобили Maximum имеют мощное зарядное устройство на 240 В, которое можно подключить для зарядки к электросети вашей страны. Подключаемые гибридные автомобили для туристических поездок необходимо заряжать в течение ночи, чтобы полностью использовать аккумулятор. Эта идея очень выгодна благодаря расширенному ассортименту подключаемых гибридных автомобилей и низкой стоимости электроэнергии в непиковые периоды.
Мобильная зарядка: Некоторые подключаемые гибриды также имеют мобильный зарядный кабель на 120 В, который можно подключить к электрической розетке. При такой конфигурации зарядного устройства необходимо соблюдать осторожность, чтобы не отключить автоматический выключатель. Эти зарядные устройства требуют больше времени для полной зарядки аккумулятора, чем зарядка дома, но они полезны в крайнем случае.
Общественные зарядные станции: Количество зарядных станций растет день ото дня, поскольку гибридная технология становится все более распространенной и дешевой.

Как долго работает гибридный автомобильный аккумулятор?

Максимальный срок службы гибридного автомобильного аккумулятора составляет от 80 000 до 100 000 миль . В течение 2020 года Toyota пошла еще дальше и предложила 8-летнюю гарантию или 100 000 миль гарантий на гибридные батареи.

Какие компоненты гибридного автомобиля?

Ниже приведены основные компоненты гибридного автомобиля:

Transmission
Тропительный аккумулятор
Система теплового (охлаждающего)
Power Electronics Controller
Slifction Engine
Fuel Dank
Slick Sulch Struck Sluck Sulch. система
Тяговый электродвигатель
Генератор
Преобразователь постоянного тока в постоянный
Аккумулятор

Читайте также

Различные типы двигателей
Различные типы дизельных двигателей
2-тактный двигатель против 4-тактного двигателя
Работа и типы поршневых двигателей Какие принципы лежат в основе гибридных автомобилей

гибрид

В то время, когда водители действительно серьезно относятся к глобальному потеплению и загрязнению воздуха, производители автомобилей конкурируют с инновациями, чтобы предложить своим клиентам самые экологически чистые автомобили. Гибридные автомобили сразу же удовлетворяют потребности пользователей, значительно сокращая выбросы.

от Renault Group

Гибридные автомобили — это первый шаг к переходу на электротранспорт. Чтобы снизить уровень загрязняющих выбросов, производимых двигателями внутреннего сгорания, у них есть электродвигатель, который заменяет или дублирует бензиновый или дизельный двигатель в зависимости от того, как он используется. Существует несколько различных типов гибридных автомобилей со своими преимуществами и принципами работы.

Различные типы гибридных автомобилей

Автомобили с мягким гибридом

Автомобили с мягким гибридом лишь частично гибридизированы и могут взять на себя часть нагрузки от двигателя внутреннего сгорания для снижения расхода топлива. В этих автомобилях есть небольшая батарея, которая может поддерживать работу двигателя внутреннего сгорания, но эта технология не позволяет управлять автомобилем на электротяге.

Поскольку для движения автомобиля требуется больше всего энергии, низкоуровневая гибридизация может снизить расход топлива при движении по городу (на 5–10 %). Он заряжается за счет кинетической энергии, возникающей при торможении и замедлении, что делает его автономной системой, которую не нужно заряжать через розетку.

Однако до сих пор его производительность была ограниченной, а экономия выбросов CO2 незначительна.

Гибридные автомобили

Гибридный автомобиль (или HEV, сокращение от Hybrid Electric Vehicle) оснащен аккумулятором, достаточной емкости, чтобы проехать несколько километров в полностью электрическом режиме. Как и у мягкого гибрида, аккумулятор этого автомобиля заряжается за счет преобразования кинетической энергии, выделяемой при торможении и замедлении. При движении по городу это позволяет электродвигателю регулярно заменять двигатель внутреннего сгорания. Таким образом, водитель экономит топливо, наслаждаясь вождением без шума и вибраций двигателя — качества, уникальные для электромобиля.

Модели последнего поколения предлагают более динамичные и гибкие характеристики, такие как новая линейка гибридных автомобилей Renault E-TECH с интеллектуальной многорежимной коробкой передач для легкого переключения между режимами.

Например, новые гибриды Renault E-TECH могут проезжать в полностью электрическом режиме до 80% пробега по городу. А их расход топлива при движении по городу примерно на 40% ниже, чем у аналогичного автомобиля с газовым двигателем.

Аккумуляторные гибридные автомобили

Аккумуляторный гибридный автомобиль (или PHEV, сокращение от Plug-in Hybrid Electric Vehicle) немного ближе к полностью электрическому транспортному средству с аккумуляторной батареей большей емкости (90,8 кВтч для линейки Renault PHEV). Подзаряжаемый гибридный автомобиль подключается к подходящей бытовой розетке или общественной зарядной точке, чтобы «наполниться» электричеством. Эта способность заряжаться от сети дает ему запас хода в несколько десятков километров.

Подзаряжаемые гибридные автомобили идеально подходят, например, для всех недельных поездок по городу в полностью электрическом режиме, без использования ископаемого топлива и, следовательно, без выбросов*. Преимущества очевидны как для окружающей среды, так и для вашего кошелька! В дальних поездках перезаряжаемый гибридный двигатель ведет себя как обычный гибридный двигатель, поскольку автомобиль запускается с помощью электричества и частично работает в электрическом режиме.

Благодаря моделям PHEV и их способности заряжаться от сети водители делают большой шаг к переходу на полностью электрические автомобили.

Итак, как это работает в общих чертах? В отличие от мягкого гибрида, электродвигатель гибридного автомобиля или гибридного автомобиля с аккумуляторной батареей фактически используется для поворота колес, чтобы обеспечить полностью электрическое вождение, даже . Автомобили HEV и PHEV имеют тяговую батарею (в дополнение к обычной батарее автомобиля с двигателем внутреннего сгорания), которая используется только для питания электродвигателя.
Во время запуска и разгона электродвигатель гибрида и подзаряжаемого гибрида с его мгновенным крутящим моментом заменяет двигатель внутреннего сгорания и делает автомобиль более отзывчивым.

Какой бы ни была степень гибридизации, электродвигатель действует как генератор, который заряжает аккумулятор, пока автомобиль замедляется во время торможения и торможения . Благодаря этой бесплатной энергии снижается расход топлива, что соответственно снижает эксплуатационные расходы.
Аккумуляторные гибридные модели также имеют тяговую батарею большей емкости. Автомобиль можно подключить к электрической сети для зарядки аккумулятора и, таким образом, увеличить запас хода в полностью электрическом режиме.

Преимущества гибридного автомобиля

Комбинируя электродвигатель с двигателем внутреннего сгорания, гибридные автомобили могут снизить выбросы при эксплуатации* и потребление ископаемого топлива на 5–40 % в зависимости от уровня гибридизации. Преимущество гибридных и перезаряжаемых гибридных автомобилей также заключается в отсутствии шума двигателя, а также в динамичном, но спокойном вождении в электрическом режиме.
Помимо этих основных качеств, мы можем добавить интеллектуальное управление энергопотреблением благодаря различным калькуляторам, которые оптимизируют производительность автомобиля в режиме реального времени и обеспечивают наилучшую производительность в любых условиях.
Кроме того, в гибридных автомобилях Renault реализован весь опыт и ноу-хау европейского лидера на рынке электромобилей.

Гибриды по сравнению с электромобилями

Помимо того, что гибриды меньше зависят от зарядных устройств для преодоления больших расстояний, они также оснащены высокопроизводительным газовым двигателем, отвечающим последним экологическим стандартам.
Что касается полностью электрического автомобиля, то в любом путешествии на него можно положиться: полная мощность при запуске, мощное устойчивое ускорение и плавная управляемость без шума двигателя.

*Ни выбросов CO2 в атмосферу, ни загрязняющих веществ при вождении (за исключением изнашиваемых деталей)

Авторские права: He&Me, Jean-Brice LEMAL, Olivier MARTIN-GAMBIER.

Различные методы хранения энергии

10 июня 2021 г.

Подробнее

Электромобильность

Все, что нужно знать о подключаемом гибридном автомобиле

10 июня 2021 г.

Подробнее

Все, что нужно знать об электромобильности

03 подключаемый гибридный автомобиль

09 июня 2021 г.

Подробнее

2.972 Как работают гибридные электромобили

ГИБРИДНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА
ВОПРОСЫ ИЛИ КОММЕНТАРИИ

	АВТОР:	Розалинд Таката
	ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА:	rktakatal@mit. edu
	КУРС:	2А
	КЛАСС/ГОД:	3

ОСНОВНОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ:
Преобразуйте накопленную химическую энергию в механическую энергию, чтобы управлять
транспортное средство полезным и экологически безопасным способом.

КОНСТРУКТИВНЫЙ ПАРАМЕТР:
Гибридный электромобиль.
Система, включающая батареи, электродвигатели, генератор и второй источник энергии.
крутящий момент с источником топлива. Вторым источником крутящего момента часто является внутреннее сгорание.
двигатель, работающий на бензине. В других случаях это может быть I.C.E. работает на водороде,
дизельный двигатель, небольшая газовая турбина/генератор или двигатель Стирлинга (последние два H.E.V.
до сих пор остаются теоретическими).

ПОЧЕМУ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ?

Машины любят все, они удобные, быстро достают с одного
место к другому. Все ненавидят загрязнение, оно делает растения и животных счастливыми и нетронутыми.
среды недовольны. H.E.V. является компромиссом. Чисто электрические транспортные средства, в то время как выбросы
«бесплатный», не может преодолевать расстояния или обеспечивать мощность (на любую увеличенную длину
время) автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания загрязняют окружающую среду.
H.E.V. сочетает в себе и то, и другое, поэтому автомобиль может проехать так далеко и так долго, как захочет большинство людей.
и выбрасывают лишь часть вредных газов, выделяемых автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. H.E.V. делает
это путем балансировки того, когда и как используется каждый двигатель. На шоссе, когда внутренний
двигатели внутреннего сгорания наиболее эффективны, и где батарея будет разряжена
очень быстро в электромобиле I.C.E. используется. Для более коротких поездок по городу
электродвигатель либо используется исключительно, либо таким образом, чтобы ДВС. тоже бегает,
при максимальной эффективности.

ГЕОМЕТРИЯ/КОНСТРУКЦИЯ:

Источники крутящего момента: Двигатель внутреннего сгорания относительно малой мощности, около
20 л.с. Один, а чаще несколько электродвигателей

Аккумулятор энергии: Аккумулятор (для электродвигателя) — обычно
обычный автомобильный аккумулятор, но варьируется от автомобиля к автомобилю. Другие накопители энергии, такие как маховики и
«ультраконденсаторы» не были так полно исследованы, как батареи, но могут быть
увидеть в будущем.

Топливный элемент — бензин или дизель в среднем
коммерческий автомобиль, проводятся другие исследования водорода и других потенциальных источников топлива.

Преобразователь энергии/»Коллектор»: Генератор —
Генератор преобразует электрическую энергию от батареи в механическую вращательную и
преобразует вращение обратно в энергию для зарядки аккумулятора.

Источник крутящего момента может
быть либо I.C.E. или вал колеса при рекуперативном торможении (см. ниже).

Управление: Трансмиссия, различные компьютеризированные и механические системы управления.
Системы управления сильно различаются от автомобиля к автомобилю. Подобно описанному ниже, они
все они могут переключать свой режим движения с электрического на I.C.E., в режим, в котором
два работают одновременно.

На трассе, когда двигатели внутреннего сгорания работают на полную мощность
эффективным, и там, где батарея в электромобиле разряжалась бы очень быстро,
ЛЕД. используется. Для более коротких поездок по городу используется электродвигатель.
исключительно или таким образом, чтобы I.C.E. также работает с максимальной эффективностью.

КАК ЭТО ВСЕ СОГЛАСНО ВМЕСТЕ:

H.E.V. имеет две основные геометрии. системы: параллельная и последовательная.

Параллельный

Схема
Параллельная система

Серия

Схема
Серия Система

СИСТЕМА ПРИВОДА И ПОДГОТОВКА
ПОДХОДИТ В ВАШ АВТОМОБИЛЬ:

H. E.V. системы привода очень сложны и разнообразны
сильно от автомобиля к автомобилю. Аккумуляторы вообще сбалансированы — они либо
по центру или распределены между передней и задней частью автомобиля, потому что они тяжелые
и занимают много места. Все остальные компоненты расположены так, чтобы обеспечить максимальную эффективность и
удобство (в различных конфигурациях). Количество электродвигателей варьируется, т.к.
неэлектрический источник крутящего момента. Наличие двух источников питания, делает коммутацию
механизм необходимый. Большинство H.E.V. системы также позволяют использовать как I.C.E. (или другой неэлектрический
двигатель) и электродвигатели работать одновременно.

Way Cool Прозрачный
Вид на возможный H.E.V. Система в автомобиле

На этом рисунке показана только одна возможная система привода – как при выборе
тип батареи, неэлектрический источник крутящего момента и почти все остальное, связанное с H. E.V.,
варианты бесконечны.

ДОМИНИРУЮЩАЯ ФИЗИКА:

Поток мощности через гибридную систему и эффективность и
механика компонентов и соединений в них составляет важнейшую физику в
H.E.V. Что касается используемых компонентов, объект H.E.V. дизайнер должен подключить и
контролировать каждую часть так, чтобы была достигнута максимальная эффективность.
Двигатель внутреннего сгорания наиболее эффективно работает на шоссейных скоростях, поэтому его используют
в одиночестве на шоссе. Однако это очень неэффективно в пробках с остановками. Ан
электродвигатель скоро разряжает свою батарею в длительной поездке по шоссе, но может вести
транспортное средство эффективно преодолевает городской трафик без выбросов в город
атмосфера. Конечно, между ними есть режимы вождения, когда оба двигателя I.C.E. а также
электродвигатели работают в тандеме, когда автомобиль разгоняется.
Поток мощности через приводной механизм зависит от устройства системы и
несколько муфт, которые зацепляют и отцепляют компоненты от сборки. В следующих
схемы (по ссылкам):

Электромагнитная муфта #1	управляет соединением между I.C.E. и генератор.
Электромагнитная муфта #2	управляет соединением между I.C.E. и передача.
обгонная муфта #3	управляет соединением между I.C.E. и система.
Обгонные муфты №4 и 5	управляют соединениями между электродвигателями и системой.

Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный
приводной вал к коробке передач. Затем он поступает от трансмиссии к первичному приводу.
вала, а затем к колесам. Обгонные муфты 3 и 5 включены, все остальные
отключен.

Мощность поступает от обоих электродвигателей через трансмиссию и к
приводной вал и шины. Обгонные муфты 4 и 5 включены, все остальные
отключен.

Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный
приводной вал, через коробку передач, а затем к первичному приводному валу, а затем к
шины. Мощность также поступает от обоих электродвигателей к трансмиссии, а затем к
первичный приводной вал и шины. Обгонные муфты 3, 4 и 5 включены и
электромагнитная муфта 2 включена. Все остальные отключены.

Мощность передается от колес к первичному приводному валу, затем через
трансмиссии, через вторичный приводной вал, к генератору и, наконец, к
батареи. Это происходит при рекуперативном торможении. Электромагнитные муфты 1 и 2 включены,
все остальные сцепления выключены.

Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания, через приводной вал 2,
к коробке передач, а затем к приводному валу 1 и шинам. Сила также вытекает из
ДВС, через приводной вал 2, и к генератору. Обгонная муфта 3 и соленоид
сцепление 1 включено, все остальные выключены.

Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный
приводной вал к коробке передач, затем через первичный приводной вал и шины.
ЛЕД. также подает питание на генератор через электромагнитную муфту 1, а затем на
батареи. Кроме того, электродвигатели передают мощность на первичный приводной вал через
коробка передач. Все сцепления включены.

Многие гибридные автомобили и другие негибридные автомобили также используют
регенеративное торможение. Эта система забирает часть энергии, обычно рассеиваемой трением.
когда автомобиль тормозит и преобразует ее обратно в полезную энергию.

Если: T(t) = крутящий момент

Вт(т) = скорость вращения колеса (обороты/время)

P(t)=Мощность = Т*Вт

Вал колеса, вращающийся со скоростью=W и с крутящим моментом=T,
генерирует мощность P, все функции времени. Отнятие мощности от колес замедлит машину
вниз, что обычно нежелательно, за исключением случаев торможения. При торможении включается
вал генератора соединен с валом колеса, поэтому он может вращаться за счет мощности
колес. Затем генератор преобразует эту механическую/вращательную энергию в электрическую.
сила:

[ПРОВЕРЬТЕ МАТЕМАТИКУ!! ИЛИ БУДУТ УДАЛЕНЫ]

Для генератора постоянного тока:

a = a(N,B,l,r) = константа (для a
конкретного генератора)

В(t)=напряжение

I(t)=ток = a * T и

P(электрический) = I * V = T * W =
П(механический)

тогда: I = (W/V) * T, и

В = I/a * Вт

Таким образом, выходная электрическая мощность равна P = V * I = T * W при условии, что потери на трение пренебрежимо малы. Это электрическое
Затем мощность используется для зарядки аккумулятора автомобиля, сохраняя его для будущего использования.

H.E.V. также заряжает батарею с помощью I.C.E. через тот же
процесс во время движения автомобиля. Контроллер следит за состоянием батареи и
скорость I.C.E.. Когда заряд батареи низкий и I.C.E. скорость высокая, подключается
приводной вал двигателя к генератору, получая мощность от ДВС. заряжать
батарея. Поскольку этот контроллер находится на месте, автомобиль не потеряет мощность, когда
ускорение, подъем в гору или иным образом нуждается в полной мощности.

ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ ФИЗИКА:

Производительность H.E.V. ограничивается его эффективностью
и его способность перевозить собственное топливо. Емкость аккумулятора и плотность энергии топлива
ограничения на мощность, которую может выдержать транспортное средство.

Три основных типа аккумуляторов — свинцово-кислотные (наиболее
обычный автомобильный аккумулятор), NiCd (никель-кадмиевый) и более новый NiMH (никель-металлогидридный).
Удельная энергия батареи, удельная мощность, стоимость и срок службы являются наиболее важными факторами в
выбор аккумулятора.

	Удельная энергия (Вт-ч/кг)	Удельная мощность (Вт/кг)	Ориентировочная стоимость ($/кВтч)	Приблизительный срок службы (циклы до 80% разрядки)
Свинцово-кислотные	35	200	125	450
никель-кадмиевый	40	175	600	1250
NiMH	70	150	540	1500

Единицы: удельная энергия или мощность измеряется на единицу массы. Это
важно, потому что любой аккумулятор в сборе обеспечит достаточно
энергии при условии наличия достаточного количества батарей, но H.E.V. имеет ограниченный объем и
грузоподъемность, поэтому необходимо использовать аккумуляторы с высокой плотностью энергии/мощности.

Вт-ч/кг = ватт-часы/килограмм — количество часов, в течение которых стоит 1 кг
батареи может обеспечить определенное количество ватт мощности.

Вт/кг = ватт/кг — количество ватт, которое может обеспечить батарея весом 1 кг.

$/кВт-ч = доллары/киловатт-час — сумма денег за каждый час мощности
затраты, при этом мощность измеряется в тысячах ватт.

Циклы до 80% DOD (глубина разряда) — батарея циклически проходит через
химическая реакция (которая зависит от ее типа) для получения электроэнергии.
Эта единица представляет собой количество циклов, которое может обеспечить каждая батарея, прежде чем она окажется в пределах 80 % заряда.
разрядка (состояние, при котором на аккумуляторе нет падения напряжения, поэтому он может
не дают питания). Приведенные цифры не учитывают перезарядку.

ДИАГРАММЫ/ГРАФЫ/ТАБЛИЦЫ:

Нет Представлено

ГДЕ НАЙТИ ГИБРИДНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА:

Toyota, Ford, GM, Honda, Saturn… все крупные автомобили
компания уже разработала или находится в процессе разработки H.E.V. Многие другие,
также участвуют более мелкие компании, а также частные и государственные исследовательские агентства.

ССЫЛКИ/ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Веб-каталог
Альтернативное топливо и современные автомобили

Министерство энергетики/Национальный
HEV Лаборатории возобновляемых источников энергии, стр.

Система привода

: Патент США № 5667029

Общее: Патент США № 05343970

Гибридные автомобили – простое руководство

гибрид [произносится как

хахи -брид]

существительное

Вещь, созданная путем объединения двух разных элементов.

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

В этой краткой статье объясняется, что именно подразумевается под «гибридом», различные доступные типы гибридных автомобилей и некоторые используемые технологии.

Что такое гибрид?

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

Существует три основных типа гибридных автомобилей; полные гибриды , мягкие гибриды и подключаемые гибриды .

Полногибридный (FHEV) может работать только на двигателе внутреннего сгорания (т. е. дизельном/бензиновом), электрическом двигателе (т. е. питающемся от батарей) или на их комбинации. Toyota Prius — наиболее известный пример этого. Полный гибрид не подключается к подзарядке; аккумулятор заряжается за счет работы двигателя внутреннего сгорания.
Мягкий гибрид имеет электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, которые всегда работают вместе. Примером этого является Honda Accord Hybrid. Мягкие гибриды не могут работать только в электрическом режиме или только в режиме двигателя внутреннего сгорания; двигатели/двигатели всегда работают параллельно.
Подключаемый гибрид (PHEV), как следует из названия, требует подключения к сети, чтобы полностью зарядить аккумулятор. PHEV могут работать только в электрическом режиме.

Используемая технология

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

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

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

Как упоминалось выше, для питания электрической части гибридного двигателя гибридный автомобиль должен иметь аккумулятор. Размер батареи варьируется в зависимости от того, насколько транспортное средство рассчитано на ее использование, а способ перезарядки батареи зависит от размера батареи.

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

Аккумуляторы меньшего размера в полных и мягких гибридах можно заряжать различными способами:

Рекуперативное торможение

Без такой системы эта кинетическая энергия будет теряться – в основном в виде тепла при торможении. колодки автомобиля нагреваются из-за трения тормозной колодки о тормозной диск.

Старт-стоп

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

Количество миль на галлон (миль на галлон) можно заметно улучшить, убрав из поездки двигатель на холостом ходу.

Управление двигателем

Гибридные автомобили также часто включают в себя системы управления двигателем, которые позволяют двигателю управлять электродвигателем/генератором на определенных участках ездового цикла, где он может это делать наиболее эффективно, то есть заряжая аккумулятор.

Топливная эффективность гибридного автомобиля также может быть улучшена путем оптимизации двигателя и трансмиссии, например:

Цикл Аткинсона

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

С добавлением электродвигателя, чтобы заполнить пробелы, водитель не чувствует, что у автомобиля недостаточно мощности.

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

CVT — это эффективный тип автоматической трансмиссии, в котором передаточные числа изменяются более плавно.

Позволяет двигателю работать в наиболее экономичном диапазоне оборотов, что увеличивает расход топлива на галлон.

Полногибридный

(FHEV)

напр. Форд Фьюжн Гибрид, Тойота Приус, Хонда Аккорд Гибрид

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

Полностью электрический режим говорит сам за себя и обычно используется FHEV на низкой скорости (например, до 30 миль в час). В серийном режиме также используется электродвигатель для привода колес, но двигатель внутреннего сгорания используется одновременно в качестве бортового генератора. Параллельный режим использует двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель вместе для привода колес.

Мягкий гибрид

напр. Peugeot 308 e-HDi, Ferrari LaFerrari, Chevrolet Malibu

Мягкий гибрид ограничен параллельным режимом, поэтому его действительно можно рассматривать как аккумулятор и вспомогательный двигатель. Электродвигатель недостаточно мощный, чтобы вращать колеса с любой реальной скоростью без помощи двигателя внутреннего сгорания.

Мягкие гибриды, как правило, имеют систему остановки-старта и рекуперативное торможение, но не могут обеспечить показатели расхода топлива на галлон FHEV.

Plug-in Hybrid

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

Как правило, подключаемые гибриды используют все технологии FHEV, но имеют аккумулятор большей емкости, который можно подключить в сеть для зарядки (например, на ночь). Диапазон, который они могут проехать в полностью электрическом режиме, выше, чем у среднего FHEV.

Высокопроизводительные гибриды

напр. McLaren P1, Ferrari LaFerrari и Porsche 918 Spyder

Наконец, как упоминалось выше, гибридные автомобили не обязательно должны быть ориентированы на максимальную эффективность использования топлива. Другая ветвь гибридов использует эту технологию для повышения производительности.

Автомобиль LaFerrari (определяемый как мягкий гибрид из приведенного выше списка) заряжает аккумуляторы во время торможения или каждый раз, когда двигатель внутреннего сгорания создает больший крутящий момент, чем требуется, например, при прохождении поворотов.

Избыточная энергия (запасенная батареями) может быть использована для обеспечения ускорения при следующем ускорении.

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

«Вы можете выехать из гаража в режиме чистого аккумулятора, но не более того. Этот автомобиль разработан для экстремальных условий эксплуатации »

Если вам нужна дополнительная информация по любому из вышеперечисленных вопросов или вы хотите обсудить события в автомобильном мире, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к одному из наших опытных юристов в сектор машиностроения, физики и механических устройств.

Категория: Последние новости, новости | Автор: Стюарт Гринвуд | Опубликовано: Сентябрь 2017 г. | Подробнее

Параллельная гибридная конфигурация — обзор

ScienceDirect

РегистрацияВход

Существуют различные параллельные гибридные конфигурации в зависимости от HD автомобиля.

Из: Распределенные энергетические ресурсы в местных интегрированных энергетических системах, 2021 г.

PlusAdd to Mendeley

Шайлендра Джайн, Лалит Кумар, в Справочнике по силовой электронике (четвертое издание), 2018 г.

31.3.3.2 Параллельная архитектура

В параллельной гибридной конфигурации ДВС и электродвигатель соединены параллельно для передачи мощности на колесо, как показано на рис. 31.9. Мощности электродвигателя и ДВС объединяются с помощью механической муфты. Однако механическое соединение усложняет алгоритм управления транспортным средством. Транспортное средство может приводиться в движение с помощью ДВС, электродвигателя или обоих одновременно, и, следовательно, можно подавать желаемое количество энергии в любой заданный период времени [5-10]. В параллельном ГЭМ, кроме режимов VII, VIII и IX, могут использоваться все остальные режимы (I–VI) для лучшего использования источников энергии и надежной работы [6]. В этой конфигурации предпринимаются попытки использовать только электродвигатель на более низкой скорости и только ДВС на более высокой скорости. Таким образом, при более высокой скорости ДВС работает в наиболее эффективной точке, и, следовательно, могут быть достигнуты более высокая эффективность и лучший расход топлива, а также уменьшенный выброс выхлопных газов. В случае ускорения или подъема в гору активируются оба источника питания, чтобы удовлетворить требуемую мощность. Когда ДВС работает один или в случае рекуперативного торможения, электродвигатель может работать как генератор для зарядки аккумулятора.

Рис. 31.9. Архитектура параллельного HEV [6].

По сравнению с серией HEV устранение генератора приводит к одноступенчатому преобразованию мощности, что повышает эффективность и снижает вес и стоимость автомобиля. Параллельное соединение источников питания оставляет место для дальнейших исследований и улучшения характеристик транспортного средства. Основные усилия по исследованию параллельных HEV сосредоточены на внедрении бесступенчатой трансмиссии (CVT) вместо трансмиссии с фиксированным шагом, что дает свободу работы ДВС в наиболее эффективной точке при требуемом крутящем моменте [9].].

Просмотреть главуКнига покупок

Прочитать главу полностью

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128114070000350

Clara Marina Energy Management for ElecthordEnergy Martínez, Dongputr Marina Martínez, DongpurMartínez Транспортные средства, 2019

6.2.

4 Гибридные режимы работы

Ранее реализованная модель позволяет смоделировать параллельную гибридную конфигурацию. Это подразумевает наличие одного электродвигателя и двигателя, механически подсоединенного к устройству разделения мощности. При согласовании совместной работы мотора и двигателя можно выделить семь вариантов режимов автомобиля. Выбор режимов зависит от стратегии управления энергопотреблением и достигается с помощью оптимизации динамического программирования. Режимы автомобиля различаются между положительным и отрицательным крутящим моментом, а также состоянием двигателя и двигателя. Состояние «включено» считается, когда они обеспечивают крутящий момент, и состоянием «выключено», когда они остаются скрытыми или выключенными. Возможные режимы автомобиля, которые могут быть выбраны при положительной потребности водителя в крутящем моменте, перечислены ниже:

(1): Режим электромобиля (EV): электродвигатель используется отдельно для приведения автомобиля в движение с положительным крутящим моментом, а двигатель остается выключенным. Это возможно, когда состояние заряда высокое, и одного двигателя может быть достаточно для требуемого водителем крутящего момента. Этот режим используется, когда условия работы двигателя очень недостаточны с точки зрения эффективности, что обычно происходит при низком крутящем моменте и потребности в скорости.
(2): Гибридный режим автомобиля (HY): состоит из координации электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания в силовой установке автомобиля с положительным крутящим моментом. Двигатель используется для смещения рабочих точек двигателя в более эффективные условия и поглощения переходных процессов потребления мощности, которые снижают расход топлива. Гибридный режим автомобиля вызывает как разрядку аккумулятора, так и расход топлива.
(3): Обычный режим транспортного средства (CV): для движения транспортного средства используется только двигатель. Этот режим обычно используется при оптимальных условиях работы двигателя и низком уровне заряда. Этот режим более характерен для гибридных электромобилей и автомобилей с подключаемым модулем с низким уровнем заряда.
(4): Режим подзарядки двигателя (ER): двигатель работает с более высоким крутящим моментом в соответствии с требованиями водителя, и он распределяется для одновременного движения автомобиля и подзарядки аккумулятора. Двигатель работает на более высокой мощности, чтобы перевести его в более эффективные условия, что обычно происходит при высоких значениях крутящего момента и скорости. Этот режим используется, когда потребляемая мощность высока, а уровень заряда батареи низкий.

Таблица 6.3 включает характеристики предыдущих режимов с точки зрения требуемого крутящего момента, двигателя внутреннего сгорания и развиваемого двигателем крутящего момента.

Таблица 6.3. Hybrid vehicle modes for positive driver torque demand and demand distribution between engine and motor

Mode	Tq _ICE	Tq _Motor
HY	Tq _Motor + Tq _ICE = Tq _Demand
ER	Tq _ICE = Tq _Спрос +TQ _Мотор
CV	TQ 387 CV	TQ 387 CV	TQ 387 CV	TQ 387. 0157 Demand	0
EV	0	Tq _Demand

The possible vehicle modes available in the event of negative torque demand include three different options:

(1): Режим рекуперативного торможения (RB): заключается в использовании электродвигателя для торможения транспортного средства и рекуперации энергии с использованием его в качестве генератора. Это наиболее эффективный режим торможения, так как энергия полностью восстанавливается, и она ограничена только эффективностью двигателя в качестве генератора и может быть повторно использована в будущем для движения транспортного средства.
(2): Режим фрикционных тормозов (FB): для торможения автомобиля используются только фрикционные тормоза. Это используется, когда состояние заряда очень высокое и аккумулятор не может накапливать энергию, восстановленную во время торможения.
(3): Режим вспомогательного торможения (AB): для торможения автомобиля используются как фрикционные, так и рекуперативные тормоза. Это используется, когда потребность в отрицательном крутящем моменте не может быть удовлетворена электродвигателем, используемым в качестве генератора, из-за агрессивного торможения.

Таблица 6.4 включает характеристики крутящего момента предыдущих гибридных режимов при отрицательном потреблении крутящего момента водителем с точки зрения взаимосвязи режима двигателя и режима торможения по отношению к потребному крутящему моменту.

Таблица 6.4. Режимы гибридного автомобиля для отрицательного крутящего момента водителя и распределения нагрузки между фрикционными тормозами и двигателем0157 Brk RB Tq _Motor = Tq _Demand FB 0 Tq _Brk = Tq _Demand AB Tq _Motor + Tq _Brk = Tq _{Потребность}

Режимы автомобиля зависят от состояния заряда аккумулятора и карт эффективности компонентов, но в конечном итоге они сильно зависят от потребляемой водителем мощности. Например, для агрессивного торможения требуются значения крутящего момента, которые не могут быть обеспечены режимом рекуперативного торможения, и требуется помощь фрикционных тормозов, которые уменьшают рекуперируемую энергию. Кроме того, при больших торможениях энергия восстанавливается не так эффективно, как при постепенных торможениях. Те же эффекты можно наблюдать при положительном спросе на крутящий момент. Увеличение потребляемой мощности может привести к переходу из электрического режима в гибридный режим или из гибридного режима в рекуперативный режим двигателя из-за ограничения крутящего момента двигателя и преждевременного разряда аккумулятора.

View chapterPurchase book

Read full chapter

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128150108000065

H. Kabza, in Encyclopedia of Electrochemical Power Sources, 2009

Honda

Вторым по объему продаж HEV после Toyota Prius является Honda Civic Hybrid. Он представляет собой параллельную гибридную конфигурацию, основанную на концепции IMA (Integrated Motor Assist), которую Honda представила в «Insight» в 1919 году.99. В Civic Hybrid 2006 года синхронный ЭМ с постоянными магнитами на 158 В установлен между 1,3-литровым четырехцилиндровым бензиновым двигателем мощностью 70 кВт и максимальным крутящим моментом 123 Нм. крутящий момент и бесступенчатая трансмиссия (CVT). ЭМ может развивать максимальную мощность 15 кВт и максимальный крутящий момент 103 Нм в режиме двигателя и потреблять 15,5 кВт и 123 Нм соответственно в режиме регенерации. При этом силовой агрегат IMA может развивать мощность до 85 кВт и 167 Нм. Аккумулятор представляет собой систему Ni-MH с номинальной емкостью 5,5 Ач, что позволяет совершать круизы на короткие расстояния на малой скорости. Выполняя требования Евро-4 по выбросам, автомобиль массой 1,3 т разгоняется с 0 до 100 км ч ⁻¹ за 12 с, обеспечивает максимальную скорость 185 км/ч ⁻¹ и дает экономию топлива 4,6 л/100 км, что соответствует 109 г CO ₂ км ⁻¹ .

Очень похожее решение было применено к Honda Accord Hybrid, представленному в 2004 году, с EM, установленным между 3,0-литровым бензиновым двигателем V6 и пятиступенчатой автоматической коробкой передач.

Посмотреть главуКнига покупок

Прочитать всю главу

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780444527455000861

Chris Manzie, Electric and Hybrid Vehicles, 2010

2.3 Модель автомобиля с полной гибридной трансмиссией путем гибридизации. Параллельная гибридная конфигурация была признана подходящим выбором, учитывая требования к мощности базового автомобиля из раздела 2.1. Параллельная конфигурация позволяет крутящему моменту, создаваемому обоими (или одним) источниками энергии, приводить в движение колеса, и поэтому считается наиболее реалистичной альтернативой. Хотя некоторые преимущества экономии топлива могут быть возможны за счет последовательного соединения электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания, для достижения требований к мощности эталонного автомобиля (вытекающих из технических характеристик) в серии, гибридная конфигурация будет означать, что размер и стоимость электродвигатель был бы нецелесообразен.

Приняв решение о параллельной гибридной трансмиссии, следующим шагом будет определение относительного размера электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания. Этот процесс начинается с выбора базового двигателя и его характеристик, которые примерно соответствуют конечным элементам гипотетической конфигурации. Если изменение не слишком серьезное, в процессе оптимизации можно применить линейное масштабирование к каждому компоненту для получения идеальной комбинации. Уменьшение размеров двигателя является хорошо известным способом повышения эффективности использования топлива в двигателе внутреннего сгорания за счет снижения потерь на трение и веса, в то время как турбонаддув используется для поддержания максимальной мощности двигателя [15]. Следовательно, двигатель объемом 1,3 л и мощностью 71 кВт с турбонаддувом был выбран в качестве подходящей отправной точки для гибридного двигателя внутреннего сгорания и соответствующим образом масштабирован. А 49Бесщеточный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами кВт был выбран в качестве базового двигателя для масштабирования, а электроэнергия обеспечивалась никель-металлогидридными (NiMH) аккумуляторными модулями.

Оптимальное масштабирование двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, а также количества аккумуляторных модулей должно быть выполнено таким образом, чтобы не оказывать чрезмерного влияния на эксплуатационные характеристики автомобиля. Ограничения на ускорение нового гибридного транспортного средства в различных диапазонах скоростей и способность буксировки транспортного средства вверх по склону были необходимы для соответствия характеристикам транспортного средства, в то время как другие ограничения, такие как изменение состояния заряда аккумулятора с использованием стратегии разделения крутящего момента по умолчанию, являются обязательными. также необходимо. Затем оптимальные параметры были получены путем минимизации использования топлива в различных ездовых циклах с учетом этих ограничений с использованием метода роя частиц [16].

В результате выполненных оптимизаций возникли две ключевые особенности. Во-первых, если транспортное средство испытывает постоянные профили скорости старт-стоп (как в реальном городском вождении), оптимальная экономия топлива достигается с помощью электродвигателя лишь немного большей мощности, чем двигатель внутреннего сгорания. Во-вторых, если в ездовом цикле существует минимальное поведение «стоп-старт» (как при движении по шоссе), оптимальная конфигурация включает только небольшой электродвигатель, поскольку преимущество гибридизации нейтрализуется дополнительным топливом, необходимым для перевозки массы батареи. пакет и электродвигатель. Для ездовых циклов, сочетающих шоссейные и городские компоненты, оптимальной конфигурацией является электродвигатель, размер которого монотонно уменьшается в зависимости от доли движения по шоссе.

Поскольку цель состоит в том, чтобы создать оптимальную гибридную конфигурацию для движения по городу (среда, наиболее подходящая для гибридных транспортных средств), было выбрано транспортное средство с почти равным соотношением мощности между электродвигателем и двигателем внутреннего сгорания, как указано в Таблица 3.2. Однако стоит отметить, что серийный автомобиль, вероятно, будет иметь большее соотношение двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, чтобы достичь баланса между городскими и шоссейными циклами. Как следствие, полная экономия топлива гибрида, полученная с использованием этой модели, будет представлять собой верхний предел для транспортного средства, соответствующего эксплуатационным характеристикам эталона, описанного в разделе 3.1.

Таблица 3.2. Результаты оптимизации для гибридной конфигурации транспортного средства

Мощность двигателя внутреннего сгорания (масштабируется от двигателя TC 1,3 л, 71 кВт)	66 кВт
Мощность электродвигателя (масштабируется от 49 кВт бесколлекторный двигатель) 5 9 51 кВт 9PM 0 68 кВт
Количество аккумуляторных модулей (размер D , 1,2 В, NiMH – 6 элементов/модуль)	194

Оптимизация конфигурации управления крутящим моментом, выполненная выше, требует архитектуры с фиксированным распределением крутящего момента и применения описанной выше архитектуры распределения крутящего момента. Алгоритм на основе произвольно использовался во время этого процесса. Стратегии эвристического управления разделением крутящего момента включают другие схемы, основанные на правилах [17] или нечеткой логике [18], в которых обычно используется низкоскоростная характеристика крутящего момента электродвигателя. Эти подходы помогли реализовать ранние гибридные реализации; однако они потенциально не максимизируют экономию топлива. В первоначальных результатах, которые будут представлены, использовалась простая стратегия по умолчанию, которая (с учетом ограничений на уровень заряда батареи) использует электродвигатель для медленного движения по городу и помогает двигателю при пиковом ускорении, подъеме в гору и чрезвычайно быстрой езде по шоссе. условия. Кроме того, электродвигатель может работать в реверсивном режиме, превращаясь в генератор, обеспечивающий рекуперативное торможение, подзаряжающее бортовые батареи.

В качестве возможной альтернативной стратегии, рассматриваемой далее в этой главе, были предложены основанные на моделях методы управления разделением крутящего момента, поскольку они могут обеспечить оптимальный расход топлива. Подходы динамического программирования для последовательных [19] и параллельных гибридных конфигураций [20] могут обеспечить глобальную оптимальную стратегию разделения мощности на протяжении всего ездового цикла. Хотя эти подходы полезны для определения глобального оптимума, они не подходят для реализации в режиме реального времени, поскольку требуют априори 9.0160 знание поведения полного привода, что явно невозможно.

Более поздние подходы были сосредоточены на проблеме применимости алгоритма в реальном времени путем аппроксимации полной оптимальной задачи. Один подход, повышающий практичность, основан на расчете эквивалентного расхода топлива аккумуляторной батареи во все моменты времени и, следовательно, позволяет объединить топливо и электрическую энергию в единую стоимость. Затем эти затраты мгновенно минимизируются в каждой рабочей точке с использованием того, что в [21] названо стратегией минимизации эквивалентного потребления (ECMS), однако коэффициент масштабирования между потреблением топлива и электроэнергии требует калибровки с использованием известной информации о ездовом цикле.

Способность ECMS справляться с непредвиденным поведением вождения в будущем была улучшена в [22]. В этой работе авторы ввели коэффициенты вероятности в фактор эквивалентности, чтобы учесть будущее поведение заряда/разряда электрической энергии. Эта стратегия мгновенной оптимизации может применяться в режиме онлайн, но она слабо отражает топливно-электрическую зависимость в каждой рабочей точке двигателя и двигателя, поскольку предполагает линейную эквивалентность топлива и электроэнергии, полученную путем усреднения по всему известному ездовому циклу.

Альтернативные стратегии разделения крутящего момента будут исследованы вместе с планированием скорости в конце этой главы.

Просмотр книги Глава Читан

Читать полная глава

URL: https://www.sciendirect.com/science/article/pii/b9780444535658000038

Amoslopa, Edmund okli, incolopali, okli, in in in in in in in in in in in in in in in in in in in incolopa, edmundivelies, in in.

Гибридная солнечная газотурбинная система

В гибридной системе SGT солнечное излучение используется для увеличения подачи энергии в систему ( Рис. 9 ). Это может быть достигнуто с помощью последовательной или параллельной гибридной конфигурации. В первой конфигурации рабочая жидкость (воздух) течет от компрессора C к клапану v2, к солнечному ресиверу SR, к клапану v3, к камере сгорания CC, к смесителю M и затем к турбине T. Биотопливо или ископаемое топливо может быть добавлено к воздуху в камера сгорания. Эта конфигурация применима в дни с низкой инсоляцией или в регионах, где прямая нормальная освещенность (DNI) низка, но достаточна для поддержания CSP. В дни с высокой инсоляцией или в регионах с высоким уровнем DNI может применяться параллельная конфигурация, когда воздух из компрессора С разделяется на два потока через клапаны v1 и v2 и рекомбинируется в смесителе перед входом в турбину.

Рис. 9. Модель гибридной солнечной газовой турбины: C , компрессор; Т , турбина; CC , камера сгорания; E , выхлоп; M , миксер; G , генератор; SR , солнечный коллектор; v1, v2 и v3 , регулирующие клапаны.

Газовая турбина, такая как изображенная на рис. 9 , должна быть оснащена чувствительной и эффективной системой управления для регулирования работы системы в неблагоприятных погодных условиях. Основным преимуществом гибридных SGT является оптимизация доступного топлива. В дни высокой инсоляции солнечная энергия используется полностью, а ископаемое или другое топливо используется ночью или при низком уровне инсоляции.

Для системы GT, работающей только от солнечной энергии, технология ST наиболее подходит из-за ее способности достигать высокой температуры на выходе приемника. Орфография и др. (2012) сообщили о значениях TIT до 1523 K для гибридного GT, использующего технологию ST. Тем не менее, Turchi и Ma (2014) предложили две инновационные концепции, в которых газовая турбина может быть интегрирована с PTC и солевым теплоносителем через системы. Другие технологии CSP, такие как PDC и LFC, могут применяться для предварительного нагрева сжатого воздуха перед его подачей в камеру сгорания для дополнительного нагрева для достижения требуемого TIT.

Просмотреть главуКнига покупок

Прочитать главу полностью

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012409548

3.1.3 Yeair

Yeair — гибридный бензиновый/электрический квадрокоптер, разработанный немецкой компанией Airstier [50]. Как показано на рис. 9, каждый ротор этого БПЛА приводится в движение бесщеточным двигателем постоянного тока мощностью 600 Вт и двухтактным бензиновым двигателем объемом 10 куб. 4 мотора и 4 двигателя. Питание силовой установки обеспечивается топливным баком на 1,5 л и литий-полимерным аккумулятором на 4 с емкостью 1250 мАч. При работе двухтактного двигателя батарея будет заряжаться, поэтому заряжать батарею отдельно не нужно. Кроме того, электродвигатель можно использовать в качестве встроенного стартера двигателя. Габаритные размеры БПЛА составляют 898,6 × 750,7 мм, высота 506,6 мм, масса без полезной нагрузки 4,9 кг, нормальная полезная нагрузка 3,0 кг (максимум 5 кг). С помощью этой силовой установки БПЛА может развивать максимальную скорость 100 км/ч, максимальную дальность полета 55 км и время полета 1 час.

Рис. 9. (A) Последовательно-параллельная гибридная структура Yeair. Каждый ротор приводится в движение двигателем и двигателем и (B) конфигурацией гибридной энергетической системы.

Панель A: Воспроизведено с разрешения из Table of Specs, 2021, http://www.yeair.de/specs/, (по состоянию на 05.02.2021), любезно предоставлено компанией.

Просмотреть главуКнига покупок

Прочитать главу полностью

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012823793

Frano Barbir, in PEM Fuel Cells (Second Edition), 03 5 10 09 2013

Конфигурации автомобильных систем топливных элементов

Топливный элемент может быть подключен к тяговому двигателю несколькими способами [3]:

1.: Размер топливного элемента обеспечивает всю мощность, необходимую для движения транспортного средства. Батарея может присутствовать, но только для запуска (например, батарея на 12 В). Такая конфигурация обычно возможна только в системах с прямым водородным топливным элементом. Система с топливным процессором не будет иметь такой хороший динамический отклик. Кроме того, небольшой батареи будет недостаточно для запуска системы с топливным процессором.
2.: Размер топливного элемента обеспечивает только базовую нагрузку, но пиковая мощность для ускорения транспортного средства обеспечивается батареями или подобными пиковыми устройствами (такими как ультраконденсаторы). Это можно считать параллельной гибридной конфигурацией, поскольку топливный элемент и аккумулятор работают параллельно: топливный элемент обеспечивает крейсерскую мощность, а аккумулятор обеспечивает пиковую мощность (например, для ускорения). Наличие батареи в системе приводит к гораздо более быстрой реакции на изменение нагрузки. Транспортное средство можно запускать без предварительного прогрева системы топливных элементов, в частности топливного процессора, и эксплуатировать исключительно как аккумуляторно-электрический автомобиль до тех пор, пока система топливных элементов не заработает. Аккумулятор позволяет рекуперировать энергию торможения, что делает систему более эффективной. Недостатками наличия батареи являются дополнительные затраты, вес и объем.
3.: Размер топливного элемента предназначен только для перезарядки батарей. Аккумуляторы обеспечивают всю мощность, необходимую для движения автомобиля. Это можно рассматривать как серийную гибридную конфигурацию (топливный элемент заряжает батарею, а батарея приводит в действие электродвигатель). Те же преимущества и недостатки наличия батареи применимы к параллельной гибридной конфигурации. Номинальная выходная мощность топливных элементов зависит от того, насколько быстро аккумуляторы должны быть перезаряжены. Аккумулятор меньшего размера нужно было бы перезаряжать быстрее, что привело бы к увеличению топливного элемента.
4.: Топливный элемент служит только вспомогательной силовой установкой, т. е. другой двигатель используется для движения, а топливный элемент используется для питания части или всей бортовой электросистемы [4]. Это может быть особенно привлекательным для грузовых автомобилей, поскольку позволяет использовать кондиционер или холодильную установку, когда транспортное средство не движется и без необходимости запуска главного двигателя.

Просмотреть главуКнига покупок

Прочитать главу 9 полностью0003

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012387710

Qianfan Xin, в Проектировании систем дизельных двигателей, 2013

5.5.2.

Цели хорошей логики диспетчерского управления включают в себя следующее: достижение хороших ходовых качеств, улучшение экономии топлива, снижение выбросов и поддержание надлежащего управления энергией батареи. Одной из критических проблем в конструкции диспетчерского контроллера является срок службы батареи. Крайне важно поддерживать состояние заряда в определенных пределах, чтобы избежать недозаряда или перезаряда, чтобы можно было сохранить срок службы батареи. Работа контроллера определяется правилами управления энергопотреблением, которые зависят от уровня заряда, требуемой мощности и мощности торможения. Рекуперативное торможение обеспечивает возможность восстановления кинетической энергии, которая в противном случае была бы потеряна во время торможения с помощью рабочих тормозов.

Как правило, гибридные электромобили делятся на две основные конфигурации: последовательные и параллельные гибриды, хотя существуют и другие конфигурации. В последовательном гибридном режиме нет механической связи между двигателем внутреннего сгорания и колесами. Двигатель соединен с электрическим генератором для выработки электроэнергии для зарядки аккумулятора. Аккумулятор соединен с тяговым электродвигателем, который приводит в движение колеса. Из-за различных эксплуатационных возможностей тягового двигателя (т. е. управления в качестве генератора или двигателя) энергия рекуперативного торможения может использоваться для зарядки аккумулятора.

В параллельном гибридном режиме и двигатель, и электродвигатель соединены с колесами для приведения автомобиля в движение. Двигатель механически передает свою мощность на колеса (как в обычном транспортном средстве), а при необходимости двигателю помогает электродвигатель. Некоторые из преимуществ работы в параллельном режиме включают уменьшенный размер тягового двигателя, отсутствие необходимости в генераторе и устранение потерь эффективности в нескольких процессах преобразования энергии между электрическими машинами и аккумулятором.

В режиме электромобиля для тяги используется внешний источник энергии (например, батарея, ультраконденсатор, топливный элемент и т. д.) и электродвигатель. Режим электромобиля не производит выбросов и может эксплуатироваться с высокой эффективностью и низким уровнем шума и вибрации. Ухудшение разгона автомобиля и преодоления подъемов, вероятно, является основным недостатком режима электромобиля по сравнению с обычным транспортным средством.

Посмотреть главуКнига покупок

Читать главу полностью

URL: https://www. sciendirect.com/science/article/pii/b9781845697150500054

A.L. Dicks, в комплексной возобновляемой энергии, 2012

4.08.9.9 Hyable Energy, 2012

4.08.9.9. дорожных транспортных средств преобладают бензиновые автомобили и дизельные автобусы и грузовики. В некоторых странах имеется небольшое количество транспортных средств, работающих на альтернативных видах топлива, таких как этанол или смеси этанола и бензина, или на сжиженном нефтяном газе (LPG, смесь преимущественно бутана и пропана), или на сжатом природном газе (CNGV). В настоящее время электромобилей мало, но ситуация заметно меняется. Неуклонное повышение надежности никель-металлогидридных аккумуляторов и многообещающие исследования альтернативных химических элементов аккумуляторов привели за последнее десятилетие к появлению бензиновых гибридных автомобилей. Они варьируются от мягких параллельных гибридов до параллельных, а затем последовательных гибридных конфигураций (9).

0059 Рисунок 21 ).

Рисунок 21. Приводы гибридного электромобиля: (а) мягкий гибрид; (б) параллельный гибрид; в – последовательно-параллельный гибрид; и (d) серийный гибрид.

Наиболее простые из них известны как мягкие гибриды, поскольку основная часть движущей силы обеспечивается бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Аккумулятор и электродвигатель обеспечивают дополнительную мощность для ускорения и способность накапливать энергию, восстановленную во время торможения. В мягком гибриде двигатель и электродвигатель настроены параллельно, то есть оба механически связаны с колесами. В мягких гибридах электродвигатель сам по себе не имеет достаточной мощности для питания автомобиля. Примерами автомобилей, использующих мягкие параллельные гибридные конфигурации, являются Honda Insight, Honda Civic Hybrid и Mercedes-Benz S400 BlueHYBRID.

Toyota Prius — один из самых известных гибридных автомобилей. Это пример автомобиля, в котором используется гибридная конфигурация с разделением мощности или последовательно-параллельным двигателем. В таких транспортных средствах электродвигатель намного больше, чем в мягком гибриде, и может развивать мощность, достаточную для движения автомобиля без ДВС на короткие расстояния. Это дает преимущество при движении с частыми остановками в городе. Другими примерами автомобилей с такими силовыми агрегатами являются Ford Escape, Lexus Gs450 и LS600.

В серийных гибридных автомобилях вся мощность на колеса поступает от электродвигателя. Электричество обеспечивается аккумулятором, который поддерживается заряженным ДВС. Возможно, самый известный пример последовательной гибридной конфигурации можно найти в дизель-электрическом локомотиве, в котором дизельный двигатель приводит в движение электрический генератор, выход которого обеспечивает питание тяговых двигателей. Последовательная гибридная конфигурация имеет преимущество перед параллельными гибридами в лучшей тяге, поскольку двигатель может работать в устойчивом режиме, обеспечивая максимальную мощность в любое время, независимо от скорости автомобиля. Toyota (Hino) представила гибридный дизельный автобус малой серии в 1997.

С развитием электрических мотор-колес для автомобилей может пройти совсем немного времени, прежде чем начнут появляться серийные гибридные автомобили, при этом размер ДВС будет уменьшаться по мере того, как электродвигатели вырабатывают больше энергии, а от двигателей требуется меньше тяги. лед. В то же время мы, вероятно, увидим появление других дорожных транспортных средств, таких как BEV для коротких пригородных поездок, гибридных вариантов, включая подключаемые гибридные электромобили (PHEV), в которых заряд батареи можно пополнить с помощью выключения. пиковой мощности сети, и, наоборот, батарея может обеспечить дополнительную мощность для стационарных приложений в периоды высокого спроса. Разработка литиевой батареи также возродила интерес к электромобилям и гибридам, поскольку она предлагает возможность более компактного и надежного хранения энергии на борту. То, как именно появится каждая из этих различных технологий, является предметом многочисленных споров, но ясно, что большинство OEM-производителей движутся к электрическим трансмиссиям той или иной формы. Как только они будут созданы для BEV или гибридов, внедрение топливных элементов и водородных накопителей станет логическим продолжением развития технологий. Поэтому неудивительно, что в сентябре 2009 г., ведущие производители автомобилей в области технологии топливных элементов (Ford Motor Company, General Motors Corporation/Opel, Honda Motor Co., Kia Motor Corporation, Renault/Nissan Toyota Motor Corporation и Daimler AG) сделали совместное заявление о разработке и внедрении FCV. , предвидя, что с 2015 года значительное количество гибридных электромобилей на топливных элементах (FCHEV) будет коммерчески доступно. Ожидается несколько сотен тысяч автомобилей по всему миру, и в начале 2010 года Toyota объявила, что покупная цена будет аналогична цене обычных гибридных электромобилей, а розничная цена составит около 50 000 долларов США [62]. Возможность реализации таких планов будет зависеть от развития соответствующей инфраструктуры доставки водорода. Поэтому интересно, что в мае 2010 года было достигнуто соглашение между Японской организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO) в Японии и правительством Северного Рейна-Вестфалии в Германии о совместной разработке систем доставки водорода для ожидаемого внедрения коммерческих автомобилей в 2015 [63].

Просмотреть главуКнига покупок

Прочитать главу полностью

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780080878720004066

Т. Хофман, Передовые технологии для альтернативных видов топлива и экологических технологий , 2014

18.2 Конфигурации и классификация гибридных автомобилей

Гибридные автомобили, такие как Citroen C3, Honda Civic IMA, Toyota Prius и Lexus RX400h, легко доступны, и некоторые из этих автомобилей имеют почти одинаковые «гибридные функции». Эти функции включают в себя выключение двигателя во время остановки автомобиля (функция старт-стоп), рекуперацию энергии торможения (BER), помощь двигателю, зарядку во время движения и чисто электрическое вождение. Однако топология трансмиссии, объем двигателя, размер электрической машины, технология трансмиссии и система управления этих гибридных автомобилей совершенно разные. Гибридные автомобили подразделяются на следующие три основных типа: последовательная (например, Karma Fisker), параллельная (например, Honda Civic IMA) или последовательно-параллельная гибридная конфигурация (например, Toyota Prius или Chevrolet Volt). На рис. 18.2 схематично показаны эти различные конфигурации и описаны основные топологические характеристики того, как источники питания подключены к трансмиссии.

18.2. Различные конфигурации гибридной трансмиссии (Хофман, 2007).

С начала двадцатого века (Koehler and Oehlers, 1998) «последовательные гибридные конфигурации» (рис. 18.2, вверху) успешно использовались в других машинах с двигателем (1899 г.), таких как дизель-электрические суда. (1903 г.) и поезда (1913 г.). Преимущество серийного гибрида заключается в том, что двигатель работает в точке (точках) максимальной эффективности благодаря буферизации избыточной мощности; однако одним из недостатков является относительно низкая эффективность трансмиссии при относительно высоких нагрузках на транспортное средство по сравнению с другими гибридными конфигурациями. Если транспортное средство не используется в основном для движения по городу (частое использование и довольно низкая потребность в мощности), требуются относительно большие электрические машины (кВт) для передачи мощности от аккумулятора и двигателя на колеса автомобиля при высоких скоростях автомобиля. Часто в качестве генератора используется двигатель внутреннего сгорания, а в случае концепта Mercedes B в качестве основного источника энергии используется топливный элемент.

«Параллельная гибридная конфигурация» (рис. 18.2, внизу) имеет более высокий КПД трансмиссии из-за механической связи между двигателем, электрической машиной и колесами транспортного средства, а двигатель и электрическая машина очень эффективно обеспечивают тяговую мощность. «Последовательно-параллельная конфигурация» (рис. 18.2, середина) представляет собой комбинацию параллельной и последовательной конфигураций, которая использует большинство преимуществ обеих конфигураций. Движущая сила двигателя делится на два потока мощности, которые передаются на колеса по механической и электрической ветвям. Параллельную и последовательно-параллельную конфигурации можно классифицировать от микрогибридной до полногибридной, а переход от «микро» к «полной» гибридной свидетельствует об увеличении количества гибридных функций. Обычно серийная конфигурация выполняет все гибридные функции и, как следствие, попадает в полногибридный класс.

На рис. 18.3 перечислены некоторые типичные характеристики гибридной системы для различных классов гибридных автомобилей. В качестве примера на рисунке показано несколько различных гибридных автомобилей, относящихся к разным классам гибридных автомобилей, включая Citroen C3, Honda Civic IMA, Toyota Prius, Fisker Karma и Chevrolet Volt. В верхней части рис. 18.3 показан предполагаемый запас хода транспортного средства в зависимости от (типичной) вместимости для различных классов транспортных средств. Гибридный автомобиль или электромобиль с увеличенным запасом хода способен проезжать 500–800 км, в то время как полностью электрический автомобиль (в зависимости от емкости аккумулятора) уменьшает его примерно на 30–50%. Повышение гибридизации (микро-мягкий-полный), когда максимальная мощность двигателя и электрической машины уменьшается и соответственно увеличивается, вызывает снижение расхода топлива и выброса CO 9 . 1370 2 -выбросы (на 3–10 %, 15–25 %, 20–30 % соответственно). Более того, полностью электрические автомобили в принципе имеют нулевой диапазон выбросов (100% экономия топлива). В нижней части рис. 18.3 показано, как размеры компонентов зависят от напряжения системы. В принципе, все показанные автомобили имеют напряжение в сети ниже 500 В; следовательно, большая емкость аккумуляторов электромобилей обусловлена большим количеством цепочек аккумуляторных элементов/модулей, соединенных параллельно.

18.3. Классификация гибридов и электромобилей.

В целом можно сделать вывод, что существует большое разнообразие гибридных автомобилей. Однако потенциал экономии топлива и дополнительная стоимость гибридных автомобилей сильно зависят от конфигурации трансмиссии и степени гибридизации (размеров источников энергии). Выбор правильного решения зависит как от функциональных требований, так и от прогнозируемых объемов производства, связанных с производственными инвестициями. Гибридные системы, которые могут быть добавлены к обычной трансмиссии, могут обеспечить наибольшую выгоду при наименьших затратах, в зависимости от количества требуемых изменений (ван Беркель 9). 0157 и др., 2012).

Гибридные электромобили с подключаемым модулем, такие как Toyota Prius и Chevrolet Volt, оснащены аккумулятором большей емкости, чем обычный гибридный автомобиль, что позволяет увеличить запас хода без каких-либо местных загрязняющих выбросов. В результате эти транспортные средства рассматриваются как многообещающие будущие решения для транспорта в городах и пригородах (Toledo et al, 2006; Winkel and van Mieghen, 2006). После исчерпания резервного источника питания стратегия управления переходит в режим поддержания заряда с использованием основного источника питания (двигатель внутреннего сгорания или топливный элемент). На рис. 18.4 показана эта стратегия управления в зависимости от состояния заряда аккумулятора, скорости автомобиля и запаса хода. В этом примере на низких скоростях (ниже 50 км/ч) и при достаточной емкости заряда аккумуляторной батареи (выше 20%) транспортное средство приводится в движение исключительно за счет электроэнергии.

18.4. Стратегия управления энергопотреблением подключаемого гибридного автомобиля (пример: концепция Mercedes S400).

Требуемая энергия привода может заряжаться в ночное время, когда потребности низкие, что приводит к эффекту выравнивания нагрузки на электрическую сеть, а неиспользуемые генерирующие мощности в непиковые часы можно использовать для продуктивного использования. Предоставление предприятиям возможности работать с меньшей изменчивостью и ближе к оптимальной производительности может повысить общую эффективность электрической системы. Появление на рынке этих относительно новых типов гибридных транспортных средств зависит от прогресса в разработке новых аккумуляторов, допускающих частые и быстрые изменения нагрузки. Кроме того, дополнительные производственные затраты на электрические компоненты сильно влияют на то, когда эти типы гибридов могут быть представлены на рынке.

В следующем разделе дается обзор проблемных областей конструкции, лежащих в основе гибридизации силовой установки транспортного средства.

Просмотреть главуКнига покупок

Прочитать главу полностью

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780857095220500182

Гибридный автомобиль: определение, преимущества и типы

Будущее: чтобы сделать мобильность максимально нейтральной с точки зрения выбросов углерода, автомобильная промышленность все больше обращается к электромобилям. Тем не менее, есть еще ряд проблем, связанных с чисто электрическими автомобилями. Гибридная технология сочетает в себе преимущества двух разных систем привода — электродвигателя и обычного двигателя внутреннего сгорания.

Изменение климата, повышение уровня выбросов: Согласно исследованию Межправительственной группы экспертов по изменению климата, на транспорт приходится 24% всех выбросов CO ₂ во всем мире. Вот почему мобильность должна стать углеродно-нейтральной — не в отдаленном будущем, а как можно скорее. Необходимо уменьшить зависимость от бензиновых и дизельных двигателей, чтобы можно было заменить ископаемое топливо. Их все чаще заменяют электрифицированными приводными системами.

Однако во многих случаях чисто электрические автомобили не могут конкурировать с обычными транспортными средствами: у них меньший запас хода, дорогие аккумуляторы, что приводит к более высоким ценам на автомобили, и во многих регионах сеть зарядных станций является неадекватным. Гибридные автомобили предлагают решение: они сочетают в себе систему электропривода и двигатель внутреннего сгорания. Это означает, что автомобили могут проехать дальше, чем чистые электромобили, и они потребляют меньше бензина или дизельного топлива, чем автомобили, работающие исключительно с двигателем внутреннего сгорания.

Они также могут соответствовать все более строгим ограничениям для легковых автомобилей, установленным, например, ЕС. С 2021 года средний целевой показатель выбросов новых автомобилей для всего парка автомобилей в ЕС составит 95 г CO ₂ на километр. А к 2030 году этот показатель должен снизиться еще на 37,5%. Многие другие страны также установили строгие ограничения.

Гибридные автомобили: обзор основных фактов

Что такое гибридный автомобиль?

Слово «гибрид» имеет греческие корни и означает «из двух источников». Соответственно, гибридное транспортное средство получает энергию из двух разных источников и, следовательно, имеет более одной системы привода: как правило, электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания — обычно с бензином в качестве топлива; дизель встречается реже. Цель гибридного привода состоит в том, чтобы объединить преимущества обеих систем привода и сбалансировать их недостатки:

В настоящее время основным преимуществом автомобиля с бензиновым или дизельным двигателем по сравнению с системой электрического привода является запас хода. Это не из-за самого двигателя, а из-за накопителя энергии: аккумулятора. По мере того, как батареи становятся более эффективными, радиус действия будет увеличиваться. Еще одним преимуществом автомобилей с двигателями внутреннего сгорания является то, что они все еще дешевле, чем электромобили. Но с другой стороны, они потребляют топливо, вызывают выбросы и шумные. Значительная часть энергии топлива тратится впустую.
Автомобиль с электродвигателем не производит местных выхлопных газов и шума, не использует ископаемое топливо при условии, что электроэнергия поступает из возобновляемых источников. С электродвигателями ускорение также быстрее и динамичнее. Однако из-за батареи электромобили имеют меньший запас хода, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания. И им нужна большая и, следовательно, более дорогая батарея.

Синтез обеих систем привода позволяет снизить расход топлива и выбросы при приемлемых дополнительных затратах на покупку, динамичную управляемость и большой запас хода. Электродвигатель либо поддерживает, либо заменяет двигатель внутреннего сгорания, особенно там, где он неэффективен, и в определенных ситуациях повышает производительность.

По этой причине, а также благодаря различным правительственным программам поощрения продажи гибридных автомобилей растут. В то время как в ЕС было зарегистрировано более миллиона новых гибридных автомобилей в 2019 , по данным поставщика услуг данных Jato Dynamic, к 2020 году это число уже превысило 1,4 миллиона. Это означает увеличение на 47 процентов по сравнению с 2019 годом.

Знаете ли вы?

Toyota Prius был первым серийным гибридным автомобилем еще в 1997. Но системы гибридного привода на самом деле намного старше: первым автомобилем с комбинацией бензинового и электрического привода был «Mixte Hybrid», который Фердинанд Порше построил для K. u. K. Hof-Wagen und Automobil-Fabrik Jacob Lohner u. Co. – венская компания по производству роскошных кузовов. В этом транспортном средстве 16-сильный бензиновый двигатель работал вместе с генератором, который давал электричество для зарядки аккумулятора, который, в свою очередь, приводил в движение колеса.

Как работает гибридный автомобиль?

Электроэнергия для гибридных автомобилей обеспечивается, с одной стороны, за счет ископаемого топлива, а с другой — за счет электроэнергии. Следовательно, гибридное транспортное средство имеет как минимум две системы накопления энергии — топливный бак и аккумулятор — и как минимум два преобразователя энергии, электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания. Другими важными компонентами гибридной системы привода являются электронное устройство управления, которое решает, когда переключаться между двумя системами привода, и инвертор, который преобразует постоянный ток от батареи в переменный ток и управляет электродвигателем.

Отдельные компоненты гибридного привода

Как и многие другие компоненты, следующие детали играют важную роль в гибридном автомобиле:

Электродвигатель образует ядро. Он выполняет две функции: с одной стороны, в определенных дорожных ситуациях он приводит автомобиль в движение электрически. В качестве генератора он преобразует кинетическую энергию торможения в электрическую энергию и возвращает эту энергию аккумулятору через инвертор. Это известно как выздоровление.
Двигатель внутреннего сгорания представляет собой обычную систему привода, которая получает энергию в основном от бензина или, иногда, дизельного топлива. Двигатель внутреннего сгорания особенно эффективен, когда он работает с постоянной скоростью в оптимальной рабочей точке.
Электрическое устройство управления соединяет электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания и автоматически переключается на оптимальный привод, в зависимости от того, какой из них наиболее эффективен в данный момент. Электронное управление потоком энергии обеспечивает эффективную работу автомобиля.
Инвертор соединяет аккумулятор с электродвигателем. Силовая электроника преобразует постоянное напряжение батареи в высокочастотное переменное напряжение, которое формирует электромагнитное поле для выработки электроэнергии в электродвигателе.
Аккумулятор обеспечивает питание электродвигателя. В гибридном автомобиле литий-ионный аккумулятор работает с системой управления батареями. За исключением мягких гибридов (аккумулятор 48 В), используются высоковольтные аккумуляторы.
Топливный бак хранит ископаемое топливо, другими словами, бензин или дизельное топливо. Дальность действия машины зависит от размера танка.

Как заряжается аккумулятор в гибридном автомобиле

Гибридные автомобили обычно вырабатывают электроэнергию для зарядки аккумулятора во время движения. Как и в чисто электрической системе привода, электродвигатель в гибридном автомобиле также действует как генератор. Другими словами, во время торможения или движения накатом, когда транспортное средство движется без использования энергии, оно преобразует кинетическую энергию обратно в электричество — это называется рекуперацией. Если автомобиль представляет собой серийный гибрид (см. ниже), двигатель внутреннего сгорания также действует как генератор для выработки энергии. Только подключаемые гибриды также могут питаться электричеством от зарядной станции.

Когда в гибридном автомобиле активны разные системы привода

Большинство гибридных автомобилей автоматически переключаются между двумя системами привода или позволяют им работать вместе. Это зависит от реальной ситуации вождения. Например, электронный блок управления переходит в режим IC, когда автомобиль движется с постоянной высокой скоростью. В это время двигатель внутреннего сгорания работает особенно эффективно.

Комбинация этих двух систем может быть полезна, например, на подъемах или при обгоне. В этих ситуациях на короткое время требуется усилитель энергии, а электродвигатель дополняет мощность двигателя внутреннего сгорания.

Во многих гибридных автомобилях электродвигатель также может самостоятельно двигать автомобиль. В этом случае топливо не расходуется. Поскольку электродвигатель имеет высокий КПД даже при низких скоростях, он особенно подходит для пуска и для низких скоростей.

Типичная ситуация вождения автомобиля с параллельной гибридной конфигурацией (см. ниже) выглядит следующим образом: при запуске автомобиля работает только электродвигатель. Когда автомобиль набирает скорость, включается двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания обычно используется на автомагистралях. Если водитель тормозит или позволяет автомобилю двигаться по инерции, энергия захватывается и сохраняется в аккумуляторе, а затем используется электродвигателем по мере необходимости.

jpg_1414829238.jpg»> Какие существуют типы гибридных автомобилей?

Две системы привода в гибридном автомобиле могут работать вместе по-разному, и типы привода могут иметь разный вес.

Микрогибрид, мягкий гибрид и полный гибрид

Гибриды различаются по уровню электрификации. По данным немецкой автомобильной ассоциации ADAC, возможна экономия топлива от 15 до 25% по сравнению с автомобилем с ДВС и даже больше с подключаемым гибридом.

Микрогибрид
Микрогибрид использует автоматическую систему старт-стоп для рекуперации энергии торможения и хранения ее в классической 12-вольтовой стартерной батарее. Однако транспортное средство приводится в движение исключительно двигателем внутреннего сгорания, что объясняет, почему микрогибриды не указаны в качестве гибридной концепции во многих классификациях приводов. Другими словами, микрогибриды — это автомобили с системой привода ДВС и хорошо спроектированной электроникой привода. Уровень экономии топлива низкий.

Мягкий гибрид
В отличие от микрогибридов, мягкие гибриды (Mild Hybrid Electric Vehicle, MHEV) имеют в системе привода электродвигатель, но он никогда не работает сам по себе и используется только для поддержки двигателя внутреннего сгорания. Например, он увеличивает мощность двигателя при ускорении. В дополнение к обычному аккумулятору на 12 В в «мягких» гибридах используется еще и аккумулятор на 48 В. Из-за более высокого напряжения мягкий гибрид может рекуперировать больше энергии торможения, чем микрогибрид. Автоматическая система старт-стоп также более эффективна, так как двигатель можно останавливать чаще и дольше. Автомобили с мягким гибридом потребляют до 15% меньше топлива, чем автомобили с обычными двигателями внутреннего сгорания.

Полный гибрид
В полном гибриде (Full Hybrid Electric Vehicle, FHEV) электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания работают вместе интеллектуально и гибко. Чисто электрическое вождение также возможно, но обычно только при коротких поездках на несколько миль. В отличие от мягких гибридов, полные гибриды не имеют дополнительной батареи на 48 В, но имеют высоковольтную тяговую батарею на несколько сотен вольт. Мощность электродвигателя также выше, чем у мягкого гибрида. Федеральное агентство по охране окружающей среды Германии заявляет, что возможна экономия топлива более чем на 20% по сравнению с автомобилем с чистым ДВС.

Подключаемый гибрид

Подключаемые гибриды

(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV) являются дальнейшим развитием полных гибридов. Что отличает их от всех других гибридов, так это то, что в дополнение к рекуперации батарея также может заряжаться от зарядной станции или сетевой розетки, что объясняет название «подключаемый гибрид».

Как и полные гибриды, подключаемые гибриды имеют высоковольтную батарею, хотя она намного больше и эффективнее. Например, в зависимости от модели возможна дальность до 100 километров (около 62 миль) и более в чисто электрическом режиме. Это позволяет, например, многим пассажирам совершать ежедневные поездки из дома на работу и обратно без каких-либо выбросов. Стандартный расход топлива подключаемого гибрида до 35% меньше, чем у сопоставимого автомобиля с ДВС. Однако то, будет ли это достигнуто в реальных дорожных условиях, во многом зависит от того, регулярно ли водитель заряжает аккумулятор и действительно использует потенциал экономии топлива. Также необходимо учитывать сезонные колебания, так как низкие зимние температуры сокращают запас хода батареи.

Параллельный и последовательный гибрид

В дополнение к уровню электрификации гибридные автомобили также различаются по конструкции. В настоящее время наиболее распространены параллельные гибриды, к которым относятся упомянутые выше мягкие, полные и подключаемые гибриды. Также доступны серийные гибриды, а гибриды с разделением мощности представляют собой комбинацию обеих концепций.

Параллельный гибрид
Эти типы транспортных средств имеют две системы привода – электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания. Оба могут двигать автомобиль вперед и соединены с ведущим мостом. Они развертываются по мере необходимости: транспортное средство может приводиться в движение исключительно электрически, только с двигателем внутреннего сгорания или с их комбинацией. В этом типе системы привода мощность электродвигателя и ДВС суммируется, образуя общую мощность.

Гибрид серии
Гибриды серии имеют электродвигатель и ДВС, но только одну систему привода. Источники питания соединены последовательно: как правило, электродвигатель двигает транспортное средство вперед, а двигатель внутреннего сгорания вырабатывает электричество для аккумуляторной батареи. Источники питания механически не связаны.

Концепции расширения диапазона также относятся к этой категории. Проще говоря, двигатель внутреннего сгорания действует только как генератор для подзарядки батареи, когда она разряжена, пока транспортное средство не достигнет следующей зарядной станции.

Гибриды Power Split
Серийные и параллельные гибридные приводы также можно комбинировать в одном автомобиле. В гибридах с разделением мощности или последовательно-параллельных, как их еще называют, водитель выбирает один из двух приводов.

Гибридные автомобили: преимущества и недостатки

Каковы преимущества гибридного автомобиля?

По сравнению с автомобилями, оснащенными только двигателем внутреннего сгорания, гибридные системы привода или полностью электрические двигатели имеют много преимуществ:

В зависимости от ситуации и типа вождения гибридный автомобиль может использовать оптимальный режим движения, например, в городе и на загородных дорогах.
Расход топлива снижен на 15–50 % в зависимости от типа автомобиля. Особенно это касается вождения в городском потоке с частыми остановками.
Меньшее потребление и, в некоторых случаях, чисто электрический режим приводят к меньшему количеству выбросов.
Транспортное средство движется более эффективно. Потери энергии меньше, чем при использовании бензина или дизельного топлива, поскольку энергия от торможения и движения накатом улавливается и используется.
Также можно отправляться в дальние поездки, так как запас хода больше, чем у чисто электрического автомобиля.
По сравнению с обычной системой привода ускорение увеличивается на 10–20 %. Двигателю внутреннего сгорания нужны более высокие обороты для большего крутящего момента. С электродвигателем это высоко с самого начала.
Помимо подключаемых гибридов, транспортные средства не нужно заряжать электричеством – следовательно, водителям не нужно искать зарядную станцию.

Каковы недостатки гибридного автомобиля?

Гибридные автомобили также имеют несколько недостатков по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания или только с электродвигателями:

Их покупка дороже, чем автомобилей с ДВС, поскольку конструкция технологии двойного привода более сложна. Однако этот недостаток со временем компенсируется меньшим расходом топлива.
Автомобиль тяжелее из-за двух источников питания и дополнительной батареи. В некоторых моделях расход топлива может быть выше в определенных ситуациях, когда работает только двигатель внутреннего сгорания.
Дополнительная батарея занимает место. Это может означать, что багажник меньше, чем в обычном автомобиле.
У подключаемых гибридов общий углеродный след зависит от электричества, которое используется для зарядки аккумулятора — чем больше «зеленого» электричества, тем лучше.
В отличие от чисто электрических транспортных средств, гибриды по-прежнему зависят от ископаемого топлива и производят выбросы.

jpg_1414829238.jpg»> Вклад Infineon в гибридные диски

Как обычно, при производстве, хранении или преобразовании электроэнергии микроэлектроника также играет важную роль в электрических и гибридных транспортных средствах. Датчики измеряют различные параметры; микроконтроллеры принимают решения, например, когда ток должен течь в определенной части системы, а когда нет. И силовые полупроводниковые приборы реализуют эти решения. Степень, в которой электроника работает разумно и эффективно, оказывает большое влияние на запас хода, производительность и стоимость, а для подключаемых гибридов и полностью электрических транспортных средств также на время зарядки аккумулятора.

Infineon очень рано начала разрабатывать полупроводники специально для электрических и гибридных автомобилей. В настоящее время компания является ведущим поставщиком чипов для электромобилей. Infineon ожидает дальнейшего роста. «В этом столетии мы достигнем точки, когда большинство всех новых автомобилей в мире будут полу- или полностью электрическими», — говорит Стефан Зизала, вице-президент и генеральный директор подразделения Automotive High Power компании Infineon. Соответственно, Infineon инвестирует в увеличение производственных мощностей. Например, в Филлахе в Австрии. Здесь строится новый завод стоимостью 1,6 миллиарда евро для производства силовой электроники для гибридных и электрических транспортных средств, а также для других целей.

Infineon также работает над технологическими инновациями, чтобы сделать электронику еще более мощной и эффективной. Примером этого является использование новых полупроводниковых материалов, таких как карбид кремния. В некоторых приложениях чипы из карбида кремния обеспечивают большую мощность и более высокую энергоэффективность, чем традиционные кремниевые чипы. Например, это снижает потери энергии при зарядке подключаемого гибрида и увеличивает запас хода электромобилей.

Обзор наиболее важных вопросов и ответов

Что такое подключаемый гибрид?

Подключаемый гибрид — это транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем. В отличие от других гибридных моделей, его аккумулятор заряжается не только за счет рекуперации при торможении и движении накатом; при необходимости подключаемый гибрид также может питаться от зарядной станции или настенной розетки, что объясняет название «подключаемый» гибрид. Аккумулятор подключаемого гибрида больше, чем у других гибридных автомобилей, поэтому на одном электричестве можно проехать дольше — в среднем 50 километров, а в некоторых автомобилях даже до 100 километров.

Что лучше: гибрид или подключаемый гибрид?

Какой тип мягкого, полного или подключаемого гибрида лучше всего подходит водителю, зависит от реальной ситуации. С подключаемым гибридом водители могут рассчитывать на более длительное вождение, используя только электричество. Аккумулятор также можно заряжать на зарядной станции или через настенную розетку. Это невозможно с другими типами гибридов: электроэнергия вырабатывается исключительно за счет рекуперации и с помощью двигателя внутреннего сгорания. Другие гибриды могут ездить исключительно на электричестве только на короткие расстояния, если вообще могут. Кроме того, электродвигатель увеличивает КПД двигателя внутреннего сгорания.

Как заряжается гибридный автомобиль?

Все гибридные автомобили получают электроэнергию за счет рекуперации: кинетическая энергия при торможении и движении накатом не теряется полностью; вместо этого часть его преобразуется в электричество и сохраняется в аккумуляторе. Это большое преимущество по сравнению с автомобилями с обычными двигателями внутреннего сгорания. Мощность бензинового или дизельного двигателя также может быть использована для выработки электроэнергии. Подключаемые гибриды также можно заряжать дома или на зарядной станции.

Подходят ли гибридные автомобили для чисто дальних поездок?

На гибридных автомобилях также можно ездить на большие расстояния. Однако преимущества системы комбинированного привода не столь ярко выражены, так как электроэнергия вырабатывается в основном за счет частых торможений при движении по городу. Кроме того, электродвигатель особенно поддерживает двигатель внутреннего сгорания при запуске автомобиля. На более низких скоростях некоторые гибриды также могут двигаться исключительно на электричестве. Как правило, из-за дополнительного электродвигателя топливный бак гибрида меньше, чем в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Следовательно, он содержит меньше топлива, что может уменьшить дальность полета на большие расстояния.

Насколько практичны гибриды только для коротких расстояний?

В зависимости от типа транспортного средства гибриды могут ездить на короткие расстояния, например, по городу, используя только электричество. Тогда ископаемое топливо не потребляется. Однако, если водитель не тормозит часто, не так много энергии может быть рекуперировано, и двигатель внутреннего сгорания должен вступить во владение. Если преодолеваются в основном короткие расстояния, чисто электрический автомобиль может быть более подходящим, поскольку его можно подзарядить на зарядной станции.

Posted inДвигатель