В недалеком будущем электромобили смогут полностью заменить автомобили с ДВС. Множество компаний по всему миру сосредоточили все усилия, чтобы разработать электромобиль, а способствует этому рост цен на нефтепродукты. Кроме того, актуальность электромобилей состоит еще и в том, что атмосфера становится все более загрязненной, поэтому нужно бороться с вредными выбросами двигателей внутреннего сгорания.
На данный момент самыми крупными рынками электромобилей являются такие ведущие страны как США, Япония, а также ряд европейских стран. Если говорить о компаниях-производителях, то лидирующие места занимают такие акулы автомобилестроения как Nissan, Toyota, Ford и др. К сожалению, наша родина еще не может похвастаться выпуском электромобилей, если не учитывать модель Lada Ellada, которая была создана энтузиастами, причем на импортных деталях.
Если говорить о том, что же такое электрический автомобиль, то под этими словами стоит понимать транспортное средство, приводимое в движение специальными электрическими двигателями. Питание электродвигателя осуществляется от солнечной батареи, специализированных топливных элементов или аккумуляторной батареи.
Аккумуляторная батарея требует подзарядки через определенное время работы, которая осуществляется как от различных источников извне, так и от генератора, который устанавливается на борту автомобиля. Последний способ имеет особенность – генератор приводится в движение простым двигателем, так что такое авто стоит считать не электромобилем, а разновидностью гибридных автомобилей.
Некоторые компании ведут работы по направлениям – разработки новейших моделей, и адаптации серийных автомобилей. Если говорить о предпочтении, то оно отдается последнему, потому как требует меньших затрат.
Электромобили разделяют на 3 условные группы:
— городские, с максимальной скоростью до 100 км/ч;
— шоссейные, максимальная скорость которых более 100 км/ч;
— спортивные. Их максимальная скорость более 200 км/ч.
Конструкция электромобиля, в отличие от авто с двигателями внутреннего сгорания, немного проще, но она более надежна, ведь в ней минимальное количество подвижных деталей и узлов. В электромобиле главными конструктивными составляющими являются: трансмиссия, качественный аккумулятор, специальное бортовое зарядное устройство, электронная система управления и т. д. Для того чтобы обеспечить питание главного тягового электродвигателя, в автомобиле установлена мощная тяговая аккумуляторная батарея. На электромобили устанавливают литий-ионную батарею, которая состоит из нескольких модулей, соединенных между собой. Выдаваемый ток такой батареи составляет порядка 300 Вт постоянного тока, а ее емкость полностью соответствует мощности электродвигателя.
Тяговый двигатель – это несколько трехфазных асинхронных либо синхронных электрических машин, работающих от переменного тока. Их мощность начинается от 15 кВт. Максимальная мощность может быть более 200 кВт. Если сравнивать электродвигатель с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), то эффективность первого по отношению к последнему составляет 90%:25%. Кроме того, у электродвигателя существует ряд других преимуществ, которые также очень важны и востребованы, а именно:
— максимального крутящего момента можно добиться при любой скорости;
— конструкция достаточно проста и нет необходимости в дополнительном охлаждении;
— может работать и в режиме генератора.
Существует определенный ряд моделей электрокаров, которые собраны с применением двух и более электродвигателей. Это необходимо для того, чтобы привести каждое отдельное колесо в движение или сразу несколько, добиваясь повышения тяговой мощности. Для сокращения трансмиссии, производители зачастую встраивают электродвигатели непосредственно в колеса. Такой подход имеет существенный минус – автомобилем становится трудно управлять. Это обусловлено тем, что увеличиваются неподрессоренные массы.
У автомобиля простая трансмиссия, поэтому на подавляющем количестве моделей она представлена простым одноступенчатым редуктором. Имеется очень полезная вещь – бортовое зарядное устройство. Оно дает вам возможность зарядить ваш электрокар от обычной розетки. Чтобы преобразовать постоянное высокое напряжение, выдаваемое аккумуляторной батареей в трехфазное — переменное, производители используют специализированный инвертор. Кроме того, такой преобразователь также предназначен для того, чтобы заряжать дополнительную 12 Вт батарею. Она нужна для питания других узлов и приспособлений. К ним относятся кондиционер, электрический усилитель руля, аудиосистема и др.
Интересные и полезные функции берет на себя электронная система управления. Она ответственна за безопасность, энергосбережение и за комфорт пассажиров. Если углубиться, то система управления необходима еще и для того, чтобы:
— управлять высоким напряжением;
— производить регулирование тяги;
— обеспечивать оптимальное движение;
— оценивать насколько хватит заряда батареи;
— управлять тормозной системой и контролировать расход энергии от аккумулятора.
Эта система объединяет в себе определенные входные датчики, блок управления и другие устройства, которые имеются в электромобиле.
Хотя автомобили с ДВС и электродвигателем похожи, их эксплуатация значительно различается. Именно она препятствует полномасштабному выпуску таких автомобилей. Главное, что оттолкнет потенциальных покупателей – цена. Еще отталкивает длительное время зарядки аккумулятора и не самая лучшая автономность. Их высокая цена объясняется тем, что производство литий-ионных аккумуляторов дорогостоящее, а срок их службы не превышает 7 лет. Плюсом электрического автомобиля является более низкая стоимость его содержания. Если говорить об эксплуатации, то наиболее выгодно она в странах, где процесс производства электроэнергии мало зависит от топлива.
В настоящее время электрокары характеризуют как транспорт для города. Почему? Дело в том, что автономность автомобиля невысока, а величина пробега до потребности в зарядке зависит от множества факторов. Характер вождения, покрытие трассы и многое другое влияет на показатель автономности. Сейчас производители добились пробега в 150 км без необходимости зарядки, но это при скорости 70 км/ч. Если скорость вашего движения будет около 130 км/ч, то вы проедите не более 70 км. Сейчас имеются специальные технологии, которые могут позволить увеличить автономность где-то до 300 км. Одной из таких технологий является рекуперативное торможение, которое способно возвратить до 30% затраченной энергии. Еще на такие авто устанавливают аккумуляторные батареи с повышенной емкостью и электронные системы, отвечающие за оптимизацию всех происходящих процессов.
Сейчас на специальных зарядных станциях, которые имеют мощность 50 кВт, аккумулятор заряжается на 80% всего за 30 минут. Кроме того, аккумуляторную батарею можно заменить. Это делается на специальной обменной станции. Все эти способы требуют реализации особой инфраструктуры, которая будет направлена на обслуживание электромобилей.
hybmotors.ru
Пока что во всем мире создано всего лишь несколько опытных образцов таких машин. Объясняется это тем, что в настоящее время наибольшие успехи, приведшие к созданию практически работоспособных агрегатов, достигнуты в области водородно-кислородных (воздушных) топливных элементов со щелочным электролитом.
В связи с потенциальной взрывоопасностью, неудобством хранения и транспортирования, отсутствием дешевых источников получения водорода не из органических топлив еще в начале 1970 г. возможность применения на автомобилях водородно-воздушных топливных элементов категорически отвергалась . Однако быстрый рост цен на нефть изменил положение: серьезно стала обсуждаться возможность широкого применения водорода в энергетике и на транспорте.
Перспективы использования электромобиля с электрохимическим генератором и сравнение необходимо проводить с автомобилем работающим с водородным двигателем внутреннего сгорания.
Основным преимуществом на водородно-воздушных топливных элементах, обуславливающим их перспективность по сравнению с автомобилями с водородным двигателем внутреннего сгорания, является их гораздо больший КПД (до 60 — 70%), а также их практически полная безвредность, в то время как в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания, работающего на водородно-воздушной топливной смеси, присутствуют, практически в таких же размерах, к а к и у современных бензиновых двигателей и дизелей, токсичные окислы азота.
Большим преимуществом топливных элементов перед существующими аккумуляторами является то, что они могут работать сколько угодно долго, если будет обеспечен непрерывный подвод реагентов и отвод продуктов реакции. Это обеспечивает высокие значения удельной энергоемкости при длительной работе и практически снимает ограничение по запасу хода, свойственное для аккумуляторных электромобилей. Поэтому перспективы практического применения электромобилей на топливных элементах будут обусловливаться только их технико-экономической эффективностью в период широкого применения водорода в народном хозяйстве.
Электромобили с комбинированной энергосиловой установкой.
Идея этих электромобилей заключается в значительном уменьшении потребной энергоемкости (и, следовательно, массы) аккумуляторной батареи за счет подзарядки от дополнительного энергоагрегата, обладающего высокой удельной энергоемкостью.
Наиболее широко исследуются системы, в которых для подзарядки используются двигатель-генераторные установки на основе двигателей внутреннего сгорания, электрохимические генераторы и контактная сеть.
При рассмотрении электромобилей с комбинированным питанием следует иметь в виду не только разнообразие возможных сочетаний типов двигателей и источников энергии с различными типами электрохимических аккумуляторов, но и различное структурное простроение комбинированных энергосиловых установок, что предопределяет и отличительные свойства электромобилей. Однако в общем случае решающим следует считать отношение энергии, отдаваемое в процессе работы подзарядным агрегатом, к емкости по энергии аккумуляторной батареи: при малом отношении запас хода является ограниченным, при большом он может определяться только запасом топлива (энергии) подзарядного агрегата.
pravauto.com
Экологичные автомобили, будь-то «чистые» электромобили или плагин-гибриды объединяет наличие электродвигателя, в качестве основной движущей силы. Работа современного электрического двигателя основана на принципе электромагнитной индукции, в базе которого лежит выработка электродвижущей силы в замкнутом контуре с изменением магнитного потока. Технология не нова, однако современные достижения науки и техники позволили развить ее до невероятных высот. Немалую роль в этом сыграла и возросшая в десятки раз мощность и емкость аккумуляторных батарей, которые выполняют роль топливного бака в современных электрических и гибридных автомобилях.
Электромобиль Nissan Leaf в «разрезе»: батарея с электродвигателем
Тем не менее, нельзя со 100% уверенностью утверждать, что все электродвигатели одинаковы. Многие ошибочно считают электродвигатель довольно простой установкой, однако стоит, к примеру, учитывать тот факт, что в отличии от ДВС, у электрического двигателя практически 90% КПД выделяемой энергии идет на создание крутящего момента. Согласитесь, что подобную мощность необходимо обуздать и уметь с ней обращаться, а для этого нужно знать некоторые нюансы о работе и разновидностях электрических двигателей.
К главным особенностям электрического двигателя относится несколько важных характеристик:
Электродвигатель Nissan Leaf
Однако все понимают, что стартовать на электромобиле со всего потенциала крутящего момента, который гораздо мощнее многих автомобилей с ДВС, никто не будет. По меньшей мере, это небезопасно, и что немаловажно это влечет неэффективный расход заряда батарей. Поэтому традиционно электродвигатели должны отвечать следующим требованиям:
Как уже упоминалось, работа современного электродвигателя основана на давно известном принципе электромагнитной индукции. Традиционно агрегат состоит из недвижимого элемента – статора, и крутящегося – ротора. Статор имеет ряд обмоток на которые поступает электрический ток, что приводит к появлению магнитного поля, при котором ротор начинает свое движение. Скоростные показатели ротора определяются частотой, с которой происходит переключение тока с одной обмотки статора на другую.
В современных автомобилях с электрической тягой серийного производства наиболее часто используют три типа электрических двигателей.
Асинхронные двигатели. Моторы непостоянного тока, в которых скорость вращения ротора различается с потенциалом напряжения магнитного поля, созданным источником питания. Различают одно, двух и трехфазные агрегаты асинхронного типа.
Асинхронный трехфазный электродвигатель переменного тока Tesla Model S
Синхронные двигатели. Электромотор, работающий на переменном токе, с движением ротора полностью симметричным электромагнитному полю. Подобные электродвигатели используют при повышенных мощностях. Различают шаговые и вентильные синхронные электродвигатели. Для первых характерно точное расположение ротора с подачей питания на конкретную обмотку, а чтобы изменить положение ротора, напряжение между обмотками необходимо перенаправить. Для второго типа агрегатов характерно питание от полупроводниковых составляющих.
Синхронный электродвигатель с постоянным магнитом Mitsubishi i-MiEV
Двигатель-колесо. Тип электромотора сила напряжения и крутящий момент которого рассчитан на конкретное колесо. Данный тип электропривода часто используется в плагин-гибридных автомобилях в рабочем тандеме с двигателем внутреннего сгорания. Агрегат может устанавливаться непосредственно в колесо, однако современные электромобили все больше отходят от такого расположения мотора, поскольку это увеличивает удельный вес шасси и снижает управляемость. Более рационально стало использовать двигатель в качестве полноценного привода для вращения колеса.
Двигатель-колесо
Что касается регулировок управления электродвигателя, то за преобразование постоянного тока от аккумуляторных батарей в трехфазный переменный – отвечает инвертор.Трансмиссия – выполняющая роль сцепления и коробки передач, зачастую представлена одноступенчатым зубчатым редуктором.Остальные параметры работы электродвигателя регулируют электронная система управления, которая индивидуальна для каждой марки электрокара или гибрида.
Хотелось бы подчеркнуть, что представленная классификация и система работы электродвигателей далеко не финальная. Стремительное развитие отрасли эко автомобилей только входит в начальную стадию, поэтому кардинального изменения принципа работы, мощности, строения электромоторов можно ожидать уже в ближайшее время.
Гибридные автомобили имеют собственную специфику использования электромоторов. Во многом электродвигатель гибрида выполняет роль вспомогательного элемента, повышающего мощность основного двигателя внутреннего сгорания и снижающего уровень потребления топлива.
Электродвигатели используемые в гибридах можно разделить на несколько разновидностей:
По большей части в гибридах используется принцип параллельной работы электродвигателя и ДВС. Его применяют также в подключаемых гибридах (плагин-гибридах), в которых по мере истечения заряда аккумуляторных батарей подключается ДВС малой мощности, работа которого в направлена на восполнение заряда АКБ.
Как и любой двигатель, электромотор в электромобиле имеет собственные плюсы и минусы использования. Для понимания данных особенностей электромоторов приведем таблицу:
|
|
Говорить о перспективах, при активном использовании электродвигателей в автомобилях, уже не разумно. Сейчас можно говорить только о происходящих и грядущих улучшениях электромоторов.
Сам электродвигатель, это достаточно совершенное устройство, апгрейд которого происходит исключительно в зависимости от потенциала использования. Ближайшие тенденции по улучшению электродвигателя направлены в сторону уменьшения размеров и массы, с сохранением и увеличением производительности.
Гораздо больше работы проводится по улучшению источников энергии для электродвигателя, а точнее аккумуляторных батарей. Их также стараются сделать меньше и легче, увеличивая объем, отдачу энергии, но при этом снижая время на подзарядку. Работа над АКБ устанавливаемых на электромобили, сейчас наиболее приоритетная в отрасли производства электромобилей, гибридных и плагин-гибридных авто.
Автор: hevcars.com.ua
Еще интересное пишут по теме
HEVCARS 🔌 Автор
Многие говорят о «транспорте будущего», но будущее уже наступило, на портале HEvCars есть вся полезная информация о электрокарах. Читайте самые интересные новости и статьи в Telegram и Facebook!hevcars.com.ua
Joseph Thornton / Flickr
Австралийская ассоциация электротранспорта и клуб владельцев электромобилей Tesla Западной Австралии провели необычный эксперимент, решив оценить экологичность электрических автомобилей. Как пишет Electrec, для эксперимента они зарядили электромобиль Tesla Model S P85D с помощью дизельного генератора. Затем электромобиль выполнил сравнительный заезд с дизельным автомобилем Volvo V40. «Потребление» топлива электрическим автомобилем Tesla оказалось меньше расхода горючего дизельным Volvo.
Многие разработчики электрических машин уверены, что этот вид транспорта позволит улучшить экологическую обстановку в мире благодаря отсутствию выбросов вредных веществ, которые характерны для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. При этом некоторые эксперты полагают, что экологические преимущества электромобилей являются фикцией. Для зарядки таких машин используется электричество, большая часть которого вырабатывается тепловыми электростанциями, сжигающими уголь или другой вид топлива.
Предполагается, что массовый переход на электротранспорт потенциально может нанести больший вред экологической обстановке, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания. В частности, специалисты полагают, что увеличение количества электромобилей приведет к повышению нагрузки на электростанции, а это вызовет увеличение объемов выбросов вредных веществ, включая сажу, углекислый газ и серные соединения. Кроме того, противники электротранспорта считают, что литий-ионные аккумуляторы, используемые в электромобилях, совсем не экологичны в производстве, а после утилизации они могут отравлять почву.
Во время эскперимента австралийцы залили полный бак дизельного генератора мощностью 30 киловольт-ампер. Затем с его помощью заряд аккумуляторов электромобиля Tesla Model S P85D пополнили на 18 киловатт-часов, после чего измерили количество топлива, израсходованного генератором. Затем экспериментаторы заполнили бак автомобиля Volvo V40 с дизельным двигателем D4 объемом два литра. После этого автомобили проехали по одному и тому же маршруту с одинаковой скоростью.
В общей сложности машины на одинаковой скорости проехали 104,6 километра. По окончании заезда исследователи измерили, сколько топлива на такой путь потратил дизельный автомобиль. Получилось 4,8 литра. После пересчета топлива, потраченного на зарядку Tesla, исследователи получили 4,46 литра. При этом снаряженная масса Volvo V40 составила 1,5 тонны, а Tesla Model S P85D — 2,2 тонны. Экспериментаторы также отметили, что ради опыта для электромобиля Tesla было сделано исключение — обычно машина заряжается от домашней солнечной электростанции.
В ноябре прошлого года бельгийская исследовательская организация Transport & Environment опубликовала доклад об экологичности электромобилей. Исследователи пришли к выводу, что электромобили, даже если они получают электроэнергию для подзарядки аккумуляторов от самых загрязняющих окружающую среду угольных электростанций, все равно наносят вреда окружающей среде меньше, чем обычные автомобили с дизельными двигателями.
Исследователи изучили данные о выбросах электростанций в нескольких странах Евросоюза, на производстве электромобилей и их элементов, а также данные о выбросах автомобилей с дизельными двигателями. Именно дизельные двигатели из всех двигателей внутреннего сгорания на автомобилях считаются наименее экологичными из-за выбросов сажи и серных и свинцовых соединений.
По итогам анализа исследователи пришли к выводу, что за весь период своего существования, начиная производством и заканчивая утилизацией, электромобили в Польше, стране с наибольшей в Евросоюзе долей тепловых электростанций, все равно будут давать почти на 25 процентов меньше вредных выбросов. Согласно расчетам исследователей, за весь свой жизненный цикл дизельный автомобиль выбрасывает в среднем 206,1 грамма углекислого газа на километр пути. Для сравнения, выбросы электромобиля в Польше за этот же период составят 159,1 грамма на километр.
Василий Сычёв
nplus1.ru
Эта электромашина может использоваться как генератор для выработки электрической энергии, тяговый электродвигатель для движения автомобиля, и стартер для запуска двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от исполнения основной конструкции различают три вида гибридного силового агрегата: т.н. «микрогибридный» силовой агрегат, т.н. «среднегибридный» силовой агрегат, т.н. «полногибридный» силовой агрегат. «Микрогибридный» силовой агрегат В этой концепции привода электрический компонент (стартер/генератор) служит исключительно для реализации функции Стартстоп. Часть кинетической энергии можно снова использовать в качестве электрической энергии (рекуперация). Привод только от электрической тяги не предусмотрен. Параметры 12 вольтной АКБ со стекловолоконным наполнителем адаптированы к частым запускам двигателя.
Автомобильным компаниям требуется в среднем от семи до десяти лет на внедрение новых технологий в серийное производство» — рассказывает Франко Гонсалес (Franco Gonzalez), ведущий специалист аналитической компании IDTechEx, — «Поэтому компании Peugeot придется значительно ускориться и напрячься для того, чтобы догнать и составить конкуренцию Tesla, BYD, Nissan и другим компаниям, которые ушли далеко вперед в деле производства электрических автомобилей». Подобная технология, помимо автомобилей, может быть использована для создания более высокоэффективных мобильных электрогенераторов и в других областях, где требуется использование сверхэффективного, легкого простого и недорогого двигателя внутреннего сгорания.
Есть автомобили с подобными силовыми агрегатами и у других автопроизводителей. Такие автомобили наиболее популярны в Северной Америке, менее востребованы в Европе.
Важно
Возможно, гибридные автомобили в России появятся в ближайшее время (начнется серийный выпуск русского гибридного автомобиля – им станет Ё-мобиль). Его презентация уже состоялась, так что желающим осталось только дождаться начала производства.
Конечно, гибридный двигатель не решит всех проблем разработчиков автомобилей. Однако его можно считать промежуточным вариантом, позволяющим продлить использование традиционного ДВС.И обеспечить его применение с меньшим уровнем загрязнения окружающей среды. 13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с…
Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат. При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают двигатели, работающие на водороде. Экономия электроэнергии в гибридных двигателях Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.
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.
Про экологичность и экономичность можно говорить смело, это действительно так, хотя бы исходя из двойственной природы агрегата. Наличие батареи позволяет дольше ездить без заправки, сохраняя все технические показатели в актуальном состоянии. Эту батарею не нужно заряжать, заправка авто осуществляется только топливом. Двигатель, благодаря компьютеру, работает всегда в оптимальном режиме, как бы вы ни пытались его «насиловать».
Как только в режиме принудительного холостого хода скорость автомобиля снижается путем торможения нажатием педали тормоза или автомобиль движется накатом или автомобиль движется под уклон cистема гибридного привода включает электродвигатель — генератор, и использует его в режиме генератора. В этом случае он заряжает высоковольтную батарею. Таким образом в режиме принудительного холостогохода появляется возможность «заправлять» автомобили с электрическим гибридным приводом электроэнергией.При движении автомобиля накатом электродвигатель генератор, работающий в режиме генератора,преобразует из энергии движения в электрическую энергию только такое количество энергии, котороетребуется для работы 12 вольтной бортовой сети. Электродвигатель-генератор (электромашина) Термин электродвигатель-генератор, или электромашина, используется вместо терминов генератор, электродвигатель и стартер.
Вместе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель-генератор в режиме тягового электродвигателя развивают суммарную мощность 279 кВт. Функция Старт-стоп Технология гибридного привода позволяет реализовать в этой конструкции автомобиля функцию Стартстоп.
В случае обычного автомобиля с системой Стартстоп, для отключения двигателя внутреннего сгорания автомобиль должен остановиться (пример: Passat BlueMotion). Однако автомобиль с полным гибридным приводом может двигаться и на электрической тяге.
Эта особенность позволяет системе Стартстоп отключать двигатель внутреннего сгорания на движущемся, или катящемся накатом автомобиле. Двигатель внутреннего сгорания включается в зависимости от потребности.
Это может происходить в случае быстрого разгона, при движении на высокой скорости, с высокой нагрузкой, или при высокой степени разряженности высоковольтной батареи.
Гибридный мотор также сочетает в себе два вида: топливный (бензин/дизель) и электрический. Этот коктейль, конечно, несовершенен, но привнес в жизнь автомобилистов много положительного.
Но об этом чуть ниже, а для начала следует разобрать принцип работы гибридного двигателя. Топливная часть такого мотора может работать совместно с электрической, но возможно и осуществление совершенно независимых циклов.
Конечно, машины с гибридным двигателем снабжаются компьютерами, которые и распределяют правильно нагрузку на обе части. Так, за городом, где важна мощность силового агрегата, в дело вступает бензиновая или дизельная технология, к тому же, на трассе не так губительны для человека выхлопные газы. А вот в городе преимущественно работает электрическая составляющая, потому что такой вариант чище и экономичнее.
dipna5.ru
1. Что нужно, что бы переоборудовать автомобиль в электромобиль?2. Какой принцип работы электромобиля?3. Насколько сложно управлять электромобилем?4. Какие можно использовать аккумуляторы для электромобиля?5. Какой двигатель нужен для электромобиля?6. Какой максимальный пробег и скорость будет у электромобиля?7. Что случится, когда в аккумуляторах заканчивается энергия (заряд)?8. Сколько времени длится зарядка аккумуляторов?9. Фирма «Тесла-моторс» заявляет, что их автомобиль можно заряжать за 30мин. На фотографиях у них показан автомобиль, подключенный в обычную бытовую розетку. Я тоже так быстро хочу заряжаться от бытовой розетки. Вы можете такое же зарядное устройство сделать?10. Как часто аккумуляторы нужно заряжать?11. Где и как электромобиль можно заряжать?12. Как часто аккумуляторы нужно менять?13. В Интернете говорят, что литиевые аккумуляторы после 3 лет теряют свою емкость, не взирая на то, использовали их или нет. А как происходит в случае с электромобилем?14. Как аккумуляторы переносят морозы?15. Как обогревается салон в электромобиле?16. Хочу установить в свой электромобиль асинхронный двигатель, ведь он дешевый. Что нужно еще установить, что бы он работал от аккумуляторов?17. Что лучше – много маленьких аккумуляторов или несколько больших?18. Если установить на борту электрический дизельгенератор, который потребляет 1 л в час топлива – насколько это продлит пробег?19. Если поставить генератор на колесо электромобиля и подключить его обратно к аккумуляторам, можно ли таким образом продлить пробег электромобиля ?20. Можно ли использовать энергию торможения с помощью электродвигателя, для подзарядки аккумуляторов (рекуперация)?21. В Интернете продаются генераторы электроэнергии (Адамса/ Вега, утилизаторы свободной энергии, «эфира»…), не требующие никакого топлива или другого энергоносителя. Можно ли такой генератор установить на электромобиль, что б не заряжать его совсем?22. Насколько электромобиль безопасен для здоровья человека (излучение мотора, проводов) ?23. Можно ли вместо контроллера использовать просто педаль с потенциометром, а регулировку тока оставить на водителя?24. Я читал, что мощность электродвигателя, установленного на легковой 4х местный автомобиль всего 4кВт. Но ведь этого мало?
Обсуждение на форуме
1. Что нужно, что бы переоборудовать автомобиль в электромобиль?Обычный, стандартный электромобиль состоит из1 – электродвигателя; 2 – регулятора мощности электродвигателя; 3 – аккумуляторов; 4 – DC\DC преобразователя 12В для питания бортовых потребителей; 5 – зарядного устройства; 6 – индикаторных приборов;
2. Какой принцип работы электромобиля?Электроэнергия из аккумуляторов поступает через регулятор мощности, по проводам, на электродвигатель.Водитель контролирует мощность электродвигателя, и соответственно, скорость автомобиля, с помощью педали акселератора, который связан с регулятором мощности электродвигателя. Регулятор мощности согласно педали акселератора подает на электродвигатель нужное напряжение из аккумуляторов. Электродвигатель приводит автомобиль в движение.
3. Насколько сложно управлять электромобилем?Тем, кто учился ездить на автомобиле с ручной коробкой передач, ездить на Э\М будет легче. Принцип управления напоминает езду с автоматической коробкой передач. Для начала движения достаточно включить регулятор, включить 3-ю или 4-ю передачу (если стоит родная коробка передач) и нажать акселератор. Все это можно делать без нажатия сцепления. Переключение передач также можно делать без сцепления. Для этого достаточно полностью отпустить акселератор, и переключится на соседнюю передачу.
4. Какие можно использовать аккумуляторы для электромобиля?На сегодня альтернативы литиевым АКБ я пока не нашел. Имею ввиду из серийных образцов, доступных в продаже. Если конкретнее, то тип батарей называется литий-иттрий-железо-фосфатные, или LiYFePO4. На сегодня на таких батареях мой электромобиль прошел 23 тыс.км. Пока дефекты не обнаружены.Свинцовые стартерные АКБ, на которых ездил раньше, потеряли свою емкость меньше, чем за год. Поэтому с этим типом АКБ эксперименты пока отложены.
5. Какой двигатель нужен для электромобиля?Из доступных вариантов существуют тяговые двигатели на постоянный ток, последовательного, параллельного и смешанного возбуждения. Управление этими двигателями уже достаточно отработано и на рынке существуют разного качества и цен регуляторы мощности. К недостаткам можно отнести необходимость контролировать состояние щеток и коллекторного узла на якоре.Существуют двигатели, в которых нету деталей, требующих обслуживания (кроме подшипников, как во всех эл.двигателях). Это асинхронные двигатели с алюминиевым короткозамкнутым ротором, которые используются, например на промышленном оборудовании. Вещь жутко надежная при правильной эксплуатации, и самая дешевая. Самым лучшим, однако и самым дорогим вариантом, считается двигатель с ротором на постоянных магнитах, как например в электровелосипедах мотор-колеса. Однако сегодня существует пока одна проблема с этими двумя типами двигателей. Для того, что бы они работали от АКБ, требуется сложный электронный регулятор – называют его частотный регулятор, или в народе «частотник». Пока что дешевых решений не найдено. Поиски продолжаются.
6. Какой максимальный пробег будет у электромобиля?Пробег Э\М на прямую зависит от количества установленных на него АКБ. Их количество рассчитывается под конкретный автомобиль, его вес, среднюю скорость и пробег. Я пришел к эмпирическому выводу, что для средней городской скорости в 50км\ч на серийном автомобиле расчетный пробег должен составлять не менее 120 км. Если рассчитывать на меньшее количество АКБ, тогда нужно будет ездить с меньшей скоростью. Если устанавливать большее кол-во – скорость и пробег будут увеличиваться. Батарея при этом прослужит больше циклов, чем на Э\М с меньшим пробегом. То есть удельная цена амортизации АКБ на определенный пробег будет выгоднее для владельца. Отсюда следует вывод, что нету смысла делать Э\М с пробегом в 40км, на базе Таври, например, кроме как если вы хотите передвигаться со скоростью 30-40км\ч. При большей скорости (читай, нагрузке на АКБ) владелец рискует быстрее израсходовать ресурс АКБ.
7. Что случится, когда в аккумуляторах заканчивается энергия (заряд)?Примерно то же, что и в мобильном телефоне. Он просто становится не движимым. Потребуется зарядить АКБ. Полная разрядка чревата резким уменьшением ресурса АКБ. Поэтому следует контролировать пробег, напряжение АКБ и расход энергии на электромобиле.
8. Сколько времени длится зарядка аккумуляторов?Время заряда АКБ можно сделать каким угодно. Но в жизни есть ограничения. Например, максимальная мощность бытовой розетки 220В. Обычно с такой розетки можно отбирать мощность не более 2 кВт. Для Таврии, например, этого достаточно, что бы зарядится за 4 часа.
9. Фирма «Тесла-моторс» заявляет, что их автомобиль можно заряжать за 30мин. На фотографиях у них показан автомобиль, подключенный в обычную бытовую розетку. Я тоже так быстро хочу заряжаться от бытовой розетки. Вы можете такое же зарядное устройство сделать?Это чистейший рекламный ход для неискушенных. Пускай такой автомобиль имеет энергоемкость АКБ порядка 30кВт*ч. То есть, если его полностью зарядить от розетки мощностью 2кВт, потребуется 15 часов времени. Для того, что бы зарядить такую емкость АКБ за 0.5 часа, нужна розетка и зарядное устройство мощностью: 30кВт*ч : 0.5ч = 60 кВт. Такую мощность, например, потребляют 30 бытовых обогревателей. Для этого потребуется трехфазная сеть 380В, с общим сечением сетевого кабеля примерно 4х4см.
10. Как часто аккумуляторы нужно заряжать?Литиевые аккумуляторы имеют саморазряд 3% в месяц. Поэтому, если вы хотите оставить электромобиль на месяц-второй, ему это не повредит. Однако при повседневной эксплуатации, чем чаще заряжаются АКБ, тем лучше. Они, таким образом, отработают большее суммарное количество циклов. То же самое можно сказать и про свинцовые. Однако темп саморазряда у них выше.
11. Где и как электромобиль можно заряжать?Для зарядки Э\М нужен источник питания — розетка, куда вы будете подключать зарядное устройство. Это может быть розетка в гараже, под домом, на улице, на стоянке. В общем, где угодно, где можно договорится про использование розетки.
12. Как часто аккумуляторы нужно менять?У свинцовых аккумуляторов срок службы в буферном режиме может быть 3-5 лет и более. Но ситуация резко меняется, если их использовать в тяговых режимах, когда на них действуют большие разрядные токи. При этом их хватает на год-второй. Для литиевых АКБ обещают 5000 циклов со степенью разряда не глубже 70%, при номинальном рабочем токе, или 1000 циклов при 100% глубине разряда. Это значит, что если полный максимальный пробег автомобиля на одном комплекте АКБ составит 100км, то для продления ресурса батарей лучше проезжать не более 60-70 км. Номинальный рабочий ток – для литиевой батареи это составляет ½ от 100% емкости. Например, на Э\М будет установлена батарея емкостью 160Ампер*часов (160 Ач), напряжением 100 Вольт. Номинальный рабочий ток для такой батареи составит 80Ампер. При этом номинальная мощность будет равна 8 кВт (80А * 100 В = 8 000 Вт).Для свинцовых стартерных АКБ номинальный рабочий ток равен 1/20 от емкости. То есть, для АКБ 12В 100Ач рабочий ток будет 5А.
13. В Интернете говорят, что литиевые аккумуляторы после 3 лет теряют свою емкость, не взирая на то, использовали их или нет. А как происходит в случае с электромобилем?Батареи, установленные на Таврию, были отправлены из Китая в середине 2008г. Практика показала, что этот тип аккумуяторов не «стареет» с такой скоростью. Пока ощутимого уменьшения пробега не наблюдается.
14. Как аккумуляторы переносят морозы?В документации на литиевые АКБ пишется, что они работают при температурах от – 35С до +80 С. Этого должно быть достаточно для наших широт. Лично я ездил при температуре -15 С.
15. Как обогревается салон в электромобиле?Салон можно обогревать электрической печкой. Но при сильных морозах этого может быть не достаточно. Поэтому пока лучше использовать автономный обогреватель на топливе.
16. Хочу установить в свой электромобиль асинхронный двигатель, ведь он дешевый. Что нужно еще установить, что бы он работал от аккумуляторов?Подключить асинхронный двигатель (АД) напрямую к аккумуляторам не получится. Дешевых, мощных регуляторов для АД на рынке пока нету. Поэтому пока что эту затею нужно отложить до появления регуляторов подешевле.
17. Что лучше – много маленьких аккумуляторов или несколько больших?Теоретически это не имеет разницы – главную роль играет количество запасенной энергии, кВт*ч. Либо это будет аккумулятор на 10В 1000Ач, либо на 100В 100Ач, либо 1000В 10Ач. Но на практике лучше использовать средний вариант. Для первого варианта в Э\М токи могут достигать 2000А, что потребует использовать толстые, тяжелые, дорогие провода. Последний вариант на 1000 В будет чрезвычайно опасным – повышенные требования к изоляции, сложность в управлении регулятором на такое напряжение, смертельная опасность при неосторожных действиях. Во втором варианте, 100В 100Ач, кратковременные токи могут быть 200-300А, рабочие 50А, что вполне нормально и с точки зрения управления, и безопасности.
18. Если установить на борту электрический дизельгенератор, который потребляет 1 л в час топлива – насколько это продлит пробег?Дизельгенератор с таким расходом топлива выдает обычно электроэнергии мощностью 2кВт. Если это сделать на электровелосипеде, тогда можно ехать, пока не закончится топливо. Но на автомобиле это не пройдет. Таврия, например, потребляет 5-6 кВт мощности при скорости 60 км\ч. При 2кВт скорость Таври будет 30км\ч. То есть 100км путь она проедет за 3.3часа. Расход получится 3.3л /100км, при скорости 30км\ч. Но кто с такой скоростью будет ездить?
19. Если поставить генератор на колесо электромобиля и подключить его обратно к аккумуляторам, можно ли таким образом продлить пробег электромобиля ?Таким образом пробег можно только уменьшить. Этот подход является очередной попыткой построить вечный двигатель. Генератор не сможет вырабатывать энергии больше, чем на него поступает в виде механической энергии вращения. Плюс ко всему потери в проводах, на трении в подшипниках, передачах и т.д.
20. Можно ли использовать энергию торможения с помощью электродвигателя, для подзарядки аккумуляторов (рекуперация)?Электродвигатель является обратимой машиной. То есть это и генератор и двигатель в одном лице. И его действительно можно завести в режим генерирования, когда механическая энергия будет возвращаться обратно в АКБ. Здесь никакого принципа вечного двигателя нету. Мы просто утилизируем кинетическую энергию торможения автомобиля. Когда автомобиль прекращает движение, возврат энергии, естественно, отсутствует. Следует помнить, что рекуперация возвращает кинетическую энергию движения автомобиля с коэффициентом меньше 100%. То есть, простыми словами: невозможно затормозить так, что бы вернуть в АКБ больше энергии, чем потратили на разгон.
21. В Интернете продаются генераторы электроэнергии (Адамса/ Вега, утилизаторы свободной энергии, «эфира»…), не требующие никакого топлива или другого энергоносителя. Можно ли такой генератор установить на электромобиль, что б не заряжать его совсем?Если у вас есть такой генератор, приглашаю ко мне, его проверить в действии. Подключим на электромобиль, произведем замеры. Пока что ни один герой не нашелся.До настоящего времени члены нашего клуба еще НИ РАЗУ, не видели и не испытывали вживую ни одно устройство, которое бы нарушало закон сохранения энергии. Поэтому мы считаем нецелесообразным орентироваться на использование подобных устройств. Все что подавалось под соусом «свободной энергии» оказывалось шарлатанством либо было связано с прогулами уроков физики в школе.
22. Насколько электромобиль безопасен для здоровья человека (излучение мотора, проводов)?Магнитное поле мотора является замкнутым. То есть, за пределы мотора магнитное излучение не выходит. Излучение проводов пока мною не изучено. Однако, обратите внимание, что среди водителей троллейбусов нету больных лучевой болезнью или раковыми опухолями. Гораздо больше на здоровье влияют мобильные телефоны.
23. Можно ли вместо контроллера использовать просто напросто такую педаль с потенциометром, при условии, что водитель сам контролирует максимальный ток (нажимая либо отпуская педальку), допустимый для электродвигателя постоянного тока. Ведь контроллер нужен просто для такого ограничения и для плавного пуска двигателя.Такое сделать нельзя потому, что у этой педали резистор рассчитан на миллиамперы. А мотор потребляет сотни ампер. Такой педалью можно управлять контроллером. А контроллер — двигателем.Даже если вы через микросхему заставите управлять силовыми транзисторами посредством педали без ограничения тока, все равно сожжете эти транзисторы. В пусковой момент возникают на моторе постоянного тока огромные пусковые токи. Если их не ограничить искусственно, то они могут достигать 300-800А и больше, в зависим.от напряжения АКБ, толщины проводов, состояния щеток и т.д. Пару десятков таких запусков, и мотор сгорит.
24. Я читал, что мощность электродвигателя, установленного на легковой 4х местный автомобиль всего 4кВт. Но ведь этого мало?Чтобы узнать мощность в лошадиных силах, нужно мощность в ваттах умножить на 1,36. Но самое главное, что для равномерного движения по городу, электромобилю достаточно не более 7кВт. И только во время ускорения потребуется мощность свыше 15кВт. Такую перегрузку кратковременно может выдержать большинство электромоторов.А при использовании промышленных асинхронных двигателей, перемотанных под низкие напряжения можно добиться ещё большего эффекта. В конструкцию асинхронного двигателя уже производителем заложена 3х кратная перегрузка. Именно так он перегружается во время пуска от традиционной трёхфазной сети. Увеличение частоты питающего напряжения с 50 до 200Гц пропорционально увеличивает мощность в 4 раза. Таким почти волшебным образом, двигатель мощностью по паспорту в 5 кВт, может кратковременно выдать 5х3х4=60кВт!
electroavtosam.com.ua
Почему мы коснулись этого вопроса на нашем портале? И почему мы хотим просветить Вас в вопросах работы гибридных двигателей? Всё предельно просто и понятно. Дело в том, что многие сферы нашей жизнедеятельности буквально пронизаны взаимодействием всевозможных технологий, которые в своём симбиозе порождают гораздо более эффективные методы, гаджеты и механизмы. И конечно же не посмели отставить в сторону и двигатели для наших четырёхколёсных любимцев. И вот именно о таких агрегатах, их положительных и отрицательных сторонах, о том как они работают мы и поговорим в данной теме. А пока совершим небольшой экскурс в историю. Поехали!
Автомобили с гибридными «сердцами» – изобретение далеко не новое, как может показаться на первый взгляд. Первооткрывателем и воплотителем идеи гибридного двигателя стал иезуитский священнослужитель по имени Фердинанд Вербист. В 1665 году он начал работать над планами создания простых четырёхколёсных повозок, работающих на паровой и конной тяге. Но а первые серийные модели с гибридными двигателями увидели свет уже на рубеже 19-го и 20-го веков. На протяжении десяти лет, начиная с 1887 года французская Compagnie Parisienne des Voitures Electriques выпустила серию электромобилей и автомобилей с гибридными моторами. А в 1900 году компания General Electric создала гибридное авто с четырёхцилиндровым бензиновым двигателем. Компания Walker Vehicle Company of Chicago до 1940 года выпускала гибридные грузовые автомобили.
Конечно, на то время производство подобных автомобилей ограничивалось небольшими партиями и созданием разного рода прототипов. Однако в наше время острая нехватка нефтяных ресурсов и постоянно прогрессирующий экономический кризис побудили автомобильных конструкторов и разработчиков вернуться к истокам и возобновить выпуск автомобилей с гибридными двигателями.
Ну а теперь самое время разобраться с тем, что за агрегат гибридный двигатель и почему так рьяно стали производит автомобили с такими сердцами? Гибридный двигатель представляет собой систему двух связанных между собой двигателей: бензинового и электрического. Два двигателя могут работать как в связке, так и по отдельности, всё зависит от того, какой режим работы использован в данный момент. Процессом перераспределения «полномочий» управляет мощный компьютер, который в тот или иной момент решает какой из двигателей должен сейчас работать. Для передвижения в загородном режиме всю работу берёт на себя топливный двигатель, ибо аккумулятора на трассе хватает ненадолго. Для передвижения по городу включается электродвигатель.
Если же автомобиль подвергается большим нагрузкам или ему приходится часто и довольно интенсивно разгоняться, то оба двигателя работают уже вместе. Интересен тот факт, что пока автомобиль движется на топливном моторе, электрический в это время заряжается. Автомобиль с гибридным двигателем выбрасывает в атмосферу на 90% меньше веществ, чем привычные нам топливные моторы, и это несмотря на то, что в его состав входит и бензиновый агрегат тоже. Так же потребление бензина в городе можно свести к нулю, что, конечно же, не сказать о загородных поездках.
Давайте рассмотрим как автомобиль с гибридным двигателем трогается с места. В самом начале движения и на малых скоростях работают лишь аккумулятор и электрический двигатель. Энергия, что запасена в батарее питает энергетический центр, который далее распределяет её по электромоторам, которые уже и стартуют автомобиль с места бесшумно и очень плавно. После того, как набрана максимальная для электродвигателя скорость, подключается и бензиновый агрегат. Крутящий момент на ведущие колёса уже поступает от двух двигателей в одночасье. В процессе такой работы двигатель внутреннего сгорания отдаёт часть выработанной энергии на генератор, который далее и питает электродвигатели, разгружая АКБ, излишки же энергии передаются на аккумулятор, восполняя его, утраченный на начало движения, запас.
Если автомобиль движется в нормальном режиме, то автоматом используется ведущим лишь передний привод, в остальных же случаях распределение крутящего момента подаётся уже на две оси. В режиме ускорения крутящий момент на колёса поступает в основном от двигателя внутреннего сгорания, а если необходимо нарастить динамику, то в ход идут уже и электромоторы, дополняющие ДВС. Но вот более интересным моментом всё же является торможение. Электронный «мозг» автомобиля держит под контролем включение и выключение тормозных систем. Когда стоит подключить гидравлику, а когда и рекуперативное торможение, но предпочтение всё же отдаётся второму. То есть, когда водитель гибридного автомобиля нажимает на педаль тормоза, электродвигатели переходят генераторный рабочий режим, создавая тем самым тормозной момент на колёсах, при котором также вырабатывается электроэнергия, которая и подпитывает аккумулятор через распределительный энергоцентр. В этом то и утаилась вся суть «изюминки» гибридного двигателя.
В привычной же нам классике энергия, выделяемая при торможении расходуется в пустую, просто теряясь в пространстве как тепло от тормозных дисков и других деталей. Использование тормозной энергии очень эффективно в условиях города, когда частое торможение на светофорах – обычное дело. Система VDIM, которая является управляющей автомобильной динамикой, управляет работой всех автомобильных систем активной безопасности, объединяя их в единый «организм».
Пожалуй, первым удачным экземпляром, оснащённым гибридным двигателем, выпущенным в массы стал известный уже ныне «Prius» от компании Toyota. Этот чудо автомобиль расходует всего чуть более трёх литров бензина на каждые сто километров в городском режиме. Также японская компания пошла далее, выпустив свой люксовый гибридный кроссовер Lexus RX400h. Но и стоимость данного авто в среднем в пределах 70 000 у.е. Заметим, что первое поколение Toyota Prius уступало автомобилям того же класса с двигателями внутреннего сгорания по скоростным и мощностным характеристикам, в отличие от Lexus RX400h, который изначально составлял хорошую конкуренцию в своём классе.
После Toyota лидирующие мировые автомобильные концерны тоже не оставили без внимания использование гибридных двигателей, так как в этом было увидено решение глобальной проблемы загрязнения природной среды и топливной экономии. И так последовало объявление о создании гибридной грузовой и транспортной техники от компании Volvo Group. По их расчётам выпуск данной продукции со временем сократит потребление топлива на целых 35%.
Но при всём величайшем желании и расчётах автомобильных концернов, автомобили с гибридными двигателями пока что не раскупают по всему миру как горячие пирожки. Популярность гибридных автомобилей набирает обороты лишь в Канаде и Штатах. Спрос на гибриды среди американского населения вырос из-за резкого подорожания топлива, которое нещадно палили раньше. Ведь американский автопром всегда славился своими «мускул-карами» с невероятно мощными моторами и огромным потреблением горючей жидкости. Европейские автолюбители к автомобилям с гибридными двигателями отнеслись в целом нейтрально. Там заправляет достаточно экологичный и более экономичный, заслуживший доверие ветеран, - дизель.
Большая часть автомобилей Европы заправляются дизелем, что нельзя сказать о США. Более того автомобили с дизельными двигателями гораздо дешевле гибридных, к тому же проще и надёжнее в своей конструкции. Ведь всем известен такой постулат: «чем сложнее сконструирована система, тем менее её надёжность». Именно этот фактор и определяет количество гибридных автомобилей на территории нашей страны. Официально такие автомобили к нам не поставляют, а проблема СТО просто неминуема в случае поломки. Профильных СТО по ремонту гибридных двигателей попросту нет в нашей стране. А самостоятельно такой аппарат, думаем, вряд ли кто-то возьмётся чинить.
Итак, мы с Вами вкратце рассмотрели, что такое гибридный двигатель и почему его применение не настолько распространено в мире, как того бы хотелось. Теперь хотелось бы «копнуть» поглубже и рассмотреть схему его строения. А ведь их существует три. Предлагаем начать с простейшей схемы, которая вызывает у нас наименьший интерес – это последовательный гибридный двигатель.
Последовательная схема гибридного двигателя
В данной схеме запуск автомобиля происходит от электрического мотора. Двигатель внутреннего сгорания находится в связке с генератором, питающим батарею аккумулятора. Гибридные автомобили с последовательной схемой силового агрегата (Plug-inHybrid), зачастую, выпускаются с возможностью подключения к электрической сети по окончанию поездки. Наличие данной функции подразумевает использование аккумуляторных батарей с большой энергоёмкостью, что существенно сокращает затраты топлива на использование двигателя внутреннего сгорания, что в свою очередь сокращает количество вредных выбросов в атмосферу. К таким автомобилям можно отнести Chevrolet Volt и Opel Ampera. Их так же называют электромобили с широким радиусом действия. Эти автомобили могут ехать лишь питаясь от аккумуляторной батареи со скоростью 60 км/ч и используя энергию генератора, приводящего в действие бензиновый двигатель целых 500 километров.
Параллельная схема гибридного автомобиля
При данной схеме параллельно подключенные двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель устанавливаются таким образом, что могут работать как отдельно друг от друга, так и вместе. Такой эффект достигается благодаря конструкции агрегата, в которой бензиновый двигатель, электромотор и трансмиссия соединены автоматически управляемыми муфтами. Автомобиль с такой схемой гибридного двигателя использует электромотор небольшой мощности, примерно в 20 кВт. Его основной задачей является добавление мощности ДВС во время ускорения автомобиля.
В большей части подобных конструкций электромотор устанавливается между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач. Он так же выполняет функции генератора и стартера. Известнейшими представителями среди автомобилей с последовательной схемой гибридного двигателя являются BMW Active Hybrid 7, Honda Insight, Volkswagen Touareg Hybrid, Honda Civic Hybrid. Данная схема появилась благодаря проявлению инициативы компании Honda с её системой Integrated Motor Assist - IMA. Работу данной системы можно подразделить на несколько характерных режимов:
- работа от электродвигателя;
- совместная работа электромотора и ДВС;
- работа от ДВС с параллельной зарядкой аккумуляторной батареи при помощи электромотора, который выполняет функцию генератора;
- подпитка аккумулятора в период рекуперативного торможения.
Последовательно-параллельная схема гибрида
В данной схеме электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания связываются при помощи планетарного редуктора. Это позволяет одновременно передавать мощность от каждого из моторов на ведущие колёса в соотношении от 0 до 100% от номинальной мощности. Последовательно-параллельная схема отличается от предыдущей тем, что на первой установлен генератор, который создаёт энергию для работы электромотора.
Известными представителями автомобилей с такой схемой гибридного двигателя являются Toyota Prius, Ford Escape Hybrid , Lexus RX 450h. В данном сегменте «гибридного» рынка лидирует компания Toyota со своей системой Hybrid Synergy Drive - HSD. Силовой агрегат системы Hybrid Synergy Drive представлен следующим образом:
- ДВС связывается с планетарным редуктором;
- электродвигатель, который присоединён к коронной шестерне планетарного редуктора;
- солнечная шестерня планетарного редуктора соединенная с генератором.
Двигатель внутреннего сгорания работает в цикле Аткинсона, а значит на низких оборотах он вырабатывает малую мощь, результатом чего является лучшая топливная экономичность и меньшее количество выхлопных газов.
Положительные стороны гибридных двигателей
1. Самым важным плюсом автомобилей с гибридными двигателями является их экономичность. Топливный расход у таких автомобилей на 25% меньше чем у классических машин с двигателем внутреннего сгорания. А в условиях нашей ситуации с постоянно повышающимися цена на бензин это очень важный фактор.
2. Следующий не менее важный пункт Следующий по важности пункт среди положительных сторон гибридных двигателей – это экологичность. Гибридные автомобили наносят гораздо меньше урона нашей экологии чем классические. Это достигается благодаря более рациональному топливному расходу. А при полной остановке автомобиля, ДВС прекращает работать, передавая бразды правления электрическому мотору. Следовательно во время остановок гибридного автомобиля атмосфера не загрязняется выбросами СО2.
3. Батареи гибридных двигателей подзаряжаются от бензинового двигателя, чего нельзя сказать об электромобилях, что делает запас хода топливного двигателя гораздо большим. И ещё он может дольше обходиться без дозаправки.
4. Современные гибридные автомобили ничуть не уступают аналогичному классу традиционных по всем основным характеристикам. Так что развеем этот миф, которому многие, скорее всего верят.
5. В городских условиях с частыми остановками гибридные автомобили работают как электромобили.
6. Стоя на месте автомобиль с гибридным двигателем полностью бесшумен, так как он работает только на электродвигателе.
7. Заправка гибрида осуществляется бензином и таким же образом, как и традиционного автомобиля.
Минусы гибридных автомобилей
В мире нет ничего идеального, а значит и гибридные двигатели тоже имеют свои минусы.
1. И основным минусом является дорогой ремонт. Так как конструкция таких двигателей очень сложна, то и найти специалиста, который займётся устранением проблем, очень сложно. Этим и объясняется большая стоимость обслуживания гибридов.
2. Аккумуляторы, установленные на гибриды подвержены саморазрядке. Также они не переносят резких перепадов температур. А срок службы их сильно ограничен. Но до сих пор пока не выяснили то, какое влияние на окружающую среду оказывают аккумуляторы из-за чего утилизировать их является проблемной задачей.
Очевидно, конечно, что гибридные двигатели имеют больше плюсов чем минусов, но в нашей стране они не прижились пока что. Первая причина для этого – цена. Стоимость в Украине популярной Toyota Prius составляет от 850 000 гривен. А ведь он не только самый-самый в своей популярности, но и самый дешёвый. Также в России планировалось наладить выпуск гибрида под названием «Ё-мобиль», но проект был свёрнут. На сегодня самым мощным автомобилем с гибридным двигателем является BMW ActiveHybrid X6.
Борьба за экологию в наше время идёт полным ходом и очень рьяно, в связи с чем автолюбителей стимулируют к приобретению автомобилей с гибридными двигателями. Так в Америке владельцам таких автомобилей предоставляются определённые льготы и бесплатные места на парковках. В нашей стране также планируются вводиться похожие законы, в частности будут уменьшены пошлины на импорт автомобилей с гибридными двигателями. Бензиновые двигатели уже понемногу отходят на задний план, утрачивая свои позиции. И гибридные двигатели – один из основных шагов, которые предпринимаются для этого. Но пока ценовая категория этих автомобилей остаётся на том же уровне, спрос на них будет малый.
Как и всё новое, необычное и интересное, автомобили с гибридными двигателями отличаются от своих классических собратьев большей стоимостью. Сегодня гибридные автомобили гораздо превышают в стоимости автомобили с аналогичными характеристиками, но с бензиновыми двигателями. Например, гибридная Toyota Camry превосходит по стоимости своего бензинового собрата почти на 7 000 долларов. Стоимость гибридной Honda Civic возросла на 4 000 долларов по сравнению со своей традиционной моделью. Lexus GS 450h – это прекрасный динамичный (от 0 до 100 всего за 5,9 секунд) автомобиль, который ещё и гораздо экономичнее аналогичных по мощности седанов с восьмицилиндровыми двигателями. Топливный расход этого автомобиля приблизительно 8 литров на 100 километров в смешанном цикле. Средняя розничная цена на этот автомобиль в Украине в среднем будет составлять около 80 000 долларов.
На тему внедрения гибридных автомобилей, конечно, можно рассуждать долго и занимать определённые позиции и отстаивать свои точки зрения, но ясно одно – будущее не за горами и скоро этот скачок будет совершён. Перемены в автомобилестроении грядут грандиозные! И надеемся это будет то, что нужно всем нам.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
