Одним из инновационных решений является гибридный автомобиль. Его конструкция предназначена для повышения топливной эффективности и снижения негативного влияния на окружающую среду. Это компромисс между привычными транспортными средствами на двигателе внутреннего сгорания и экстремальными электрокарами, который придется по вкусу многим автомобилистам.
Что такое гибридный автомобиль
Прежде всего, стоить разобраться, что такое гибрид. Это автомобиль, в котором установлено два и более источников питания. Чаще всего это комбинация двигателя внутреннего сгорания (ДВС), работающего на бензине или дизеле, и электромотора. За счет конструктивных особенностей, между ними распределяются функции привода и контроллера динамики работы системы с целью повышения ее продуктивности при снижении расхода топлива.
Как работает гибридный автомобиль: принципы и схемы
Оценить преимущества гибридной конструкции поможет понимание принципов, как работает гибридный автомобиль. Этот процесс состоит из четырех основных этапов:
- Для начала движения АКБ (аккумуляторная батарея) направляет заряд на блок электропитания и электромотор.
- В процессе движения подключается ДВС. При этом электромоторы равномерно распределяет энергию по всем системам авто, необходимым для движения. Ее остаток генератор возвращает в АКБ.
- На разгоне преимущественно работает ДВС, а электромотор поддерживает динамику системы.
- При торможении ДВС продолжает работу в штатном режиме, в то время как электромотор возвращает энергию в блок управления электричеством для передачи ее в АКБ.
Это обобщенный процесс взаимодействия гибридного механизма автомобиля. В зависимости от конструктивных особенностей, меняются процессы взаимодействия между ДВС и электромотором, остальными элементами.
Виды гибридных автомобилей
За счет непрерывного развития технологий, конструкции гибридных автомобилей постоянно совершенствуются. Сейчас на рынке представлено несколько разновидностей гибридов, каждый из которых наделен своими преимуществами и ограничениями.
По уровню электрификации (маркетинговая классификация)
Виды гибридных автомобилей принято различать по степени электрификации, которая одновременно отвечает за производительность и экологичность транспорта. В техническом паспорте автомобиля будет указана одна из позиций — микрогибрид, MHEV, HEV или PHEV.
Микрогибрид
Автомобіль оснащен системой рекуперации энергии «старт-стоп». Она автоматически запускает двигатель во время стоянки на светофоре, в пробке, а затем — еще раз при нажатии на акселератор. Таким образом во время простоя накопленной энергией подпитываются разнообразные системы авто: кондиционер, аудиосистема, подогрев сидений. При этом полноценного электродвигателя, характерного для традиционных гибридов, эта система не имеет.
MHEV (мягкий гибрид)
Мягкий гибрид (Mild Hybrid), MHEV — это система, в которой электромотор поддерживает двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в энергозатратных процессах, к примеру, на разгоне, движении на холостом ходу. При этом электромотор выполняет функцию стартера-генератора, повышая топливную эффективность, но самостоятельно обеспечивать привод авто не может.
HEV (полный гибрид)
Полный гибрид (Full Hybrid) имеет полноценный электромотор, который может перебирать на себя функции привода. Это происходит с целью снижения нагрузки на ДВС и расхода топлива, к примеру, при движении на низких скоростях в городском трафике. Такая система позволяет эффективнее экономить топливо, максимально нагружая электропривод.
PHEV (заряжаемый гибрид)
Plug-in Hybrid, PHEV — это необычная разновидность гибрида с увеличенной батареей, которую можно подзаряжать внешним источником энергии. Она позволяет проезжать на полной скорости около 80–90 км. После ее разрядки, автомобиль переходит на ДВС. Сравнение заряженный гибрид vs электромобиль не совсем корректно, поскольку батарея гибрида в несколько раз меньше полноценного электрокара, но PHEV сохраняет лучшие особенности автомобиля с альтернативным источником питания.
По архитектуре силовой установки (техническая классификация)
Перед покупкой, стоит разобраться в технических особенностях работы разных типов гибридных авто. Это поможет выбрать оптимальный вариант, соответственно вашим ожиданиям и требованиям к эксплуатации.
Последовательный гибрид
Гибридная установка с простой конфигурацией трансмиссии, которая использует батарею для питания двигателя:
- топливный бак подает газ или бензин в двигатель для запуска его самого и генератора;
- генератор превращает механическую энергию в электрическую и заряжает батарею;
- батарея передает энергию контролерам, управляющим напряжением, которое подается в двигатель;
- электродвигатель, получивший энергию, связывается с колесами через редуктор и приводит их в действие.
В данной конструкции двигатель отвечает только за зарядку батареи. Автомобиль может двигаться как с работающим, так и с выключенным двигателем, поскольку функцию ускорения выполняет электродвигатель.
Параллельный гибрид
В данной конструкции двигатель и электромотор работают вместе, генерируя энергию для приведения авто в движение. Такая система считается более эффективной в превращении механической энергии в электрическую.
Параллельно-последовательный гибрид
Комбинированные гибриды объединяют элементы работы последовательной и параллельной конструкций для повышения продуктивности авто. В системе сохраняется механическая связь между топливным двигателем и колесами, как в параллельной системе. При этом и электромотор может использоваться для привода колес, как в последовательной схеме. Как и в других системах, комбинированный гибрид может использовать рекуперацию энергии во время торможения и зарядки батареи.
Преимущества и недостатки гибридных автомобилей
Главные преимущества гибридных автомобилей можно выделить такие:
- Экономия топлива — высокая эффективность в сравнении с бензиновыми и дизельными авто за счет снижения веса и улучшения аэродинамики, приоритетного использования электродвигателя при первой возможности.
- Минимальное техническое обслуживание, благодаря специфической конструкции.
- Небольшой вес за счет применения легких материалов, компактного двигателя.
Гибридные автомобили сохраняют свою ценность для перепродажи, поскольку в процессе эксплуатации требовали меньше затрат на обслуживание. Своим владельцам они обходятся выгоднее, чем авто с двигателем внутреннего сгорания.
Но в эксплуатации гибридов есть и некоторые ограничения, которые важно учесть перед покупкой:
- Высокая начальная стоимость — электро- и гибридные автомобили пока стоят дороже, чем с ДВС.
- Высшая стоимость страхового полиса из-за более дорогостоящих технологий производства, запчастей и ремонта.
- Сравнительно небольшая продуктивность — поскольку основным предназначением гибрида является снижение расхода топлива, конструкторы могут достигать этого за счет снижения продуктивности.
- Дорогая замена аккумулятора, изготовленного из дефицитных ресурсов.
Гибридные автомобили — это последнее слово автомобилестроения, которое все еще не достигло предела совершенствования. Они могут стать оптимальным выбором для эксплуатации по городу, экономя топливо, финансы на ремонт и обслуживание, а также обеспечивая комфортное вождение в любую погоду.
