Как устроен гибридный автомобиль


Принцип работы гибридных автомобилей

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

Несмотря на то, что гибридный транспорт или HEV (гибридное электрическое транспортное средство) сейчас – объект пристального внимания, а количество таких транспортных средств стремительно растет, не все понимают что значит гибридный автомобиль.

Гибридный автомобиль – это транспортное средство, которое оснащено гибридным двигателем. Он представляет собой комбинацию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электромотора. Работать ДВС и электромотор могут вместе и автономного (по отдельности в независимых циклах).

Многие считают, что появление гибрида произошло в 21-м веке, но на самом деле гибриды существуют с самого начала машиностроения. Ещё в начале 20-го века гибридные авто сконструировали инженеры Генри Пайперу, Фердинанд Порше. Конструкция была очень перспективная, но дорогостоящая. В силу того, что в это же время Генри Форд поставил на конвейерный поток выпуск машин с топливным баком, интерес на рынке к машинам с гибридным мотором было сложно поддержать.

На некоторое время интерес к конструкции был утерян, но в начале 70-х годов интерес к гибридам снова возвратился. Стимулом стало повышение требований к экологическим характеристикам транспорта. Особенно активно над конструированием, выпуском автомобилей с гибридной установкой стали думать в Германии, Японии. 

И первый массовый выпуск автомобилей c агрегатом, который сейчас и принято называть устройством гибрида, был сделан в Японии. Но произошло это не в семидесятых, а уже в девяностых годах прошлого века. Первым транспортным средством, представляющим автомобили с гибридным двигателем, стала легковая машина Toyota Prius.  Определённая аудитория с настороженностью отнеслась к тому, что бензиновый двигатель транспортного средства имел ограниченный диапазон оборотов. Однако по факту проблемой это не стало. Ведь при необходимости автомобилист получил возможность подключать электродвигатель для тяги. А вот батареи с низкой ёмкостью оказались проблемой, впрочем, как  и стимулом для дальнейшего развития. Теперь, когда на рынке авто присутствует уже 4 поколения гибридных авто, те же Toyota Prius с гибридной установкой оснащаются емкими эффективными никель-металлогидридными батареями.

Устройство и принцип работы

Стандартный гибрид составляют:

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

    При отсутствии бензина машина способна работать только от электромотора, при разрядке – от ДВС, но в обычном режиме задействованы оба двигателя.

    Работа осуществляется за счет синхронной работы бензинового и электрического двигателей.

    При совместной работе топливный двигатель выполняет основную работу по созданию вращательного момента, выработке энергии для аккумуляторной батареи, а электромотор снимает с ДВС нагрузки, минимизирует резкие колебания, снижает количество вредных выхлопов, увеличивают запас хода.

    При одновременной работе ДВС и электромотор помогают работать друг другу.  ДВС заставляет двигаться генератор, за счёт этого электромотор получает дополнительную энергию. Электромотор, в свою очередь, снижает разгонные нагрузки ДВС, позволяя работать без резких разгонных нагрузок.

    Особенности гибридных автомобилей

    Одна из главных особенностей гибридов – компромиссность. Автомобилисты отмечают эффективное объединение преимуществ автомобилей с ДВС и транспортных средств с мотором.

    Транспортные средства помогают сэкономить на топливе. Сильно экономия ощутима при езде в условиях интенсивного городского трафика, наличия пробок. Особенно это заметно у транспортных средств с системой рекуперации.  А она есть у большинства современных гибридов. С помощью системы рекуперации можно возвращать энергию. Например, когда авто постоянно тормозит, мотор выполняет функцию генератора, осуществляет зарядку батареи.

    Пользователи, испытывающие опасение из-за оснащённости транспортного средства высоковольтными батареями, приобретая современные гибридные автомобили могут быть уверены в безопасности: производители оснащают машины многоуровневыми автоматическими системами защиты (от поражения электротоком).

    Силовые конструкции, крепления транспортных средств делают из композитных материалов (углеродное волокно, карбон), лёгких металлов (магний, алюминий). Снижение общего веса машины благоприятно сказывается на его технических характеристиках, создаются лучшие условия для движения. При ускорении на подъемах затрачивается меньше энергии.

    Максимальная длина пробега достигается при езде на небольших и постоянных скоростях. В этом случае – наименьшее аэродинамическое сопротивление и наибольшая эффективность расхода топлива.

    Типы гибридных агрегатов

    • «Умеренные» или мягкие. Постоянно работает ДВС. Электромотор дополняет, поддерживает его. Главная цель – усилить мощность и эффективность двигателя. Примеры – Mercedes S 400 HYBRID, Honda-IMA.
    • «Полные». Приводятся в движение электромотором на любом этапе движения: при поддержании стабильной скорости, при ускорении. На электрической тяге транспортное средство способно двигаться на достаточно большое расстояние. Аккумуляторную батарею от сети подзарядить нельзя. Пример – BMW X6 ActiveHybrid.
    • Plug-in, передвигается как комбинированно: от ДВС + электротяги, так и только электричества. Только на батареях могут ездить, преимущественно, на средние расстояния. Как заряжать гибридный автомобиль такого типа, вопросов не возникает: авто легко подзарядить от розетки, как электрокар, а бензин из топливного бака у Plug-in  активно преобразуется в электричество и сохраняется в батареях. Примеры - Toyota Prius PHV, Mitsubishi Outlander PHEV, Chevrolet Volt, Opel Ampera.

    Отдельный тип составляют E-REVS (Extended-Range Electric Vehicles). Это промежуточный вариант между сугубо гибридом и электрокаром. У них есть ДВС и электромотор. Но ДВС используется не для движения, а именно для зарядки. Расход гибридного автомобиля E-REVS наиболее минимальный.

    Иногда гибриды делят просто на HEV (гибридное электрическое транспортное средство) и PHEV (подключаемое гибридное транспортное средство). Второй вариант от первого отличается наличием дополнительной батареи в первоначальном варианте такого автомобиля. То есть за PHEV стоят гибриды, которые в первой типологии называются  Plug-in, а за термином HEV стоят «умеренные» и «полные» гибриды.

    Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

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

    Последовательная схема

    • Крутящий момент от ДВС передается генератору.
    • Генератор вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы.
    • Транспортное средство движется на электротяге.

    ДВС работает только на генератор, электрический мотор установлен таким способом, что он является главной силой, которая приводит в движение ведущую колёсную пару. Авто с последовательной схемой – это, главным образом, транспортные средства с портом подключения к электросетям.

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

    Схема хорошо подходит для техники, которая требует небольшой скорости передвижения, частого торможения. Это, например, городской транспорт, спецтехника в логистических комплексах. Схема хорошо совместима с  технологией Kinetic energy recovery system (KERS) - системой восстановления кинетической энергии. Во время торможения транспортного средства она накапливается, при необходимости ускорения объекта - расходуется на эту цель.

    Последовательная схема популярна и у производителей карьерных самосвалов. Для них не принципиальна высокая скорость, но крайне важный большой крутящий момент.

    Последовательная схема обеспечивает возможность ДВС стабильно работать на неизменяемых оборотах, не требует от автопроизводителя установки коробки передач и сцепления.

    Ограничение использования последовательных схем на практике обусловлено тем, что в процессе преобразования – достаточно большие потери энергии. Компоновка создаёт необходимость устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, а аккумуляторные батареи достаточно крупногабаритные и высокие по стоимости. Для легковых автомобилей – это не самое удачное решение. Поэтому в данный момент последовательная схема наиболее интересна производителям большегрузного коммерческого транспорта. Впрочем, у некоторых легковых компактных авто такую схему также можно встретить. Характерный пример - Chevrolet Volt.

    Параллельная схема

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


    Компоновка исключает необходимость устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости. ДВС напрямую связан с ведущими колесами, и потери энергии небольшие. Топливная экономичность решения незначительная (в сравнении с транспортными средствами с последовательной и параллельно-последовательной схемой). Когда транспортное средство начинает тормозить, сохраненная энергия торможения запасается в аккумуляторной  батарее. При ускорении энергия аккумулятора уходит на раскрутку электромотора,  при этом расход топлива уменьшается на столько, сколько энергии удаётся аккумулировать  при предыдущих торможениях.

    Недостаток схемы – отсутствие возможности одновременно осуществлять подзарядку АКБ и приводить в движение колёса посредством мотора с электроприводом.

    Параллельная схема удачна для транспортных средств, активно движущихся по трассе с малым количеством остановок.

    Параллельная схема любима такими производителями как Honda, Hyundai, BMW, Volkswagen.
    Взаимодействие электромотора и двигателя внутреннего сгорания может быть налажено по последовательной, параллельной и последовательно-параллельной схемам.

    Последовательно-параллельная схема

    Если использована последовательно-параллельная (комбинированная) схема, автомобиль при старте и на малых скоростях движется только на электрической тяге. Как и при последовательной схеме ДВС в этом случае работает на генератор.

    При сильных разгонах, большой скорости крутящий момент на ведущие колеса передается одновременно от электромотора и ДВС. При подъеме транспортного средства электромотор получает от АКБ дополнительное питание и минимизирует генератор от сверхнагрузок.


    Часть крутящего момента от ДВС благодаря планетарному механизму передается на колёса. Подачу мощности от ДВС и электромотора регулирует ЭБУ.

    Последовательно-параллельная схема обеспечивает отличную топливную экономичность.

    Функционально последовательно-параллельная схема одна из наиболее практичных. Но её берут в помощь далеко не все производители (хотя Ford, Nissan, Toyota Prius, Lexus прибегают к этой схеме весьма активно).

    Не самая большая популярность к схеме при её отличных достоинствах связана с тем, что при выпуске транспортных средств требуется устанавливать дополнительный генератор. Требуется ёмкая аккумуляторная АКБ. Сложности есть и в электронике (особенно сложен электронный блок управления).

    Преимущества использования гибридных автомобилей

    Плюсы гибридных автомобилей:

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

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

      Обслуживание и эксплуатация гибрида

      Неприятных сюрпризов для автовладельца не будет, если они обратятся на сервис, который специализируется именно на СТО, где гибриды – не случайные, а постоянные объекты обслуживания. Такие станции техобслуживания целенаправленно оснащаются их сканерами, тестерами, газоанализаторами, максимально подходящими для гибридов, проводят обучение персонала, в том числе посредством симуляторов типичных неисправностей.
      Распространенные проблемы, с которыми на СТО обращаются владельцы гибрида:

    как работает, классификации и особенности данных авто

    Гибридные авто, как следует из их названия, представляют собой симбиоз машины с двигателем внутреннего сгорания и электромобиля. Мода на такие автомобили пришла в девяностые годы - производители боролись за экономию топлива и экологическую чистоту транспортных средств. Но на самом деле гибрид изобретен очень давно.

    Немного истории

    Первые гибридные машины появились на заре автомобилизации, в конце девятнадцатого - начале двадцатого веков. Тогда они распространения не получили. Позднее по такой схеме строились (и строятся) тяжелые карьерные самосвалы. Представьте себе, какого размера должна быть коробка передач на мощном многотонном монстре? А кардан? А редуктор моста? Поэтому на таких машинах применяется схема дизель - электрохода. ДВС крутит генератор, тот, в свою очередь, питает тяговые электрические двигатели, на каждое ведущее колесо - свой. Это не что иное, как последовательный гибрид. Что такое "последовательный" и какие бывают еще гибриды - сейчас расскажем.

    Как работает гибридный автомобиль

    Гибридные машины можно разделить по принципам взаимодействия электродвигателя и бензинового мотора. Кстати, на подавляющем большинстве гибридов используется именно бензиновый агрегат.
    Последовательным называется гибрид, где ДВС механически не связан с ведущими колесами, а лишь вращает генератор. На легковых машинах такая схема применяется достаточно редко. Большие потери энергии и низкий КПД силовой установки делает ее неэффективной. Если же использовать маломощный ДВС для подзарядки тяговой батареи, которую изначально зарядили "от розетки", то можно увеличить пробег автомобиля на одной зарядке. И такие типы гибридов существуют.
    Другая система взаимодействия моторов разных типов называется параллельной. Здесь с ведущими колесами связаны оба двигателя. Часто электромотор (он же - генератор) встроен в маховик бензинового мотора. При необходимости, при интенсивном разгоне, например, работают оба двигателя. А когда мощность ДВС используется не полностью, можно часть ее использовать для зарядки аккумулятора. В процессе торможения гибрида происходит подзарядка батарей за счет рекуперации.
    На современных гибридных транспортных средствах используют и более сложные, смешанные схемы. У полноприводных гибридов колеса одной оси могут приводиться двигателем внутреннего сгорания, а другой - электромотором. Другой вариант: ДВС, электродвигатель и генератор связаны через планетарный редуктор. За их совместную работу отвечают электронные "мозги". Электроника решает, кому и когда крутить колеса, когда и сколько времени заряжать батарею. Водителя все это не касается. Он управляет обычным автомобилем: газ, тормоз, коробка - автомат. ..

    Классификация гибридов

    Мы добрались до самой главной классификации современных гибридных транспортных средств - по доле участия электромотора в движении автомобиля.

    Микрогибрид

    Настолько "микро", что и не гибрид вовсе. Но упомянем, для порядка. В таких машинах есть система рекуперации, которая при торможении заряжает аккумулятор. Причем обычный, не тяговый. Тягового просто нет, как и электродвигателя. Зато не тратится лишняя мощность мотора и топливо на зарядку батареи. Машина немножко "позеленела", но все же не стала гибридом.

    Мягкий гибрид

    Все как положено: ДВС, электродвигатель, тяговый аккумулятор. Только батарея скромная, а электромотор маломощный. Помочь бензиновому собрату, когда тому трудно, он может. А вот самостоятельно двигать авто электрическому двигателю не по силам. Это уже настоящий гибрид. Но первую скрипку по-прежнему играет двигатель внутреннего сгорания.

    Полный гибрид

    Схема та же, но электромотор мощнее, а тяговая батарея более емкая. Такие машины позволяют проехать несколько километров с небольшой скоростью на электрической тяге. Если нужно дальше или быстрее - подключается ДВС. Роль электричества еще выросла, но пока не стала главной.

    Гибрид - плагин

    Как работает гибридный автомобиль плагин (plug-in)? В чем его принципиальное отличие от других гибридов? В розетке! Аккумуляторы таких машин заряжаются от сети. Они имеют большую емкость и питают достаточно мощный электромотор. Такие гибриды позволяют совершать короткие поездки (несколько десятков километров) на электрической тяге. Дальше - опять бензин! Казалось бы, ДВС в любом типе гибрида остается главным двигателем, но... Существуют последовательные плагин - гибриды. По сути это электромобили, которые везут зарядную станцию на базе небольшого ДВС. Они могут проехать пару - тройку сотен километров на заряде от розетки, а бензиновый мотор, подпитывая аккумулятор, позволяет увеличить этот пробег вдвое. Здесь то точно доминирует электрический двигатель.

    Особенности устройства гибрида

    Рассмотрим некоторые особенности гибридных автомобилей. Микрогибриды не в счет. Они, как мы решили, и не гибриды вовсе. Не станем касаться конструктивных схем и компоновок - их множество и о некоторых мы уже сказали выше.
    У всех гибридов два двигателя - бензиновый и электрический. Дизельные моторы на легковых гибридах почти не применяются. Дизель дороже бензинового мотора, требует более сложной системы нейтрализации выхлопных газов. Дизельный гибрид, и так не дешевый, еще вырастет в цене. Гибридные машины популярны в Соединенных Штатах, где дизель - удел тяжелых грузовиков. Принципиальных проблем в создании дизельного гибрида нет. Только рынку этого не надо. А если нет спроса, нет и предложения.
    У гибридов два аккумулятора - тяговый и обычный, для питания бортовой сети. Все гибридные машины оснащены достаточно сложной электронной системой управления.
    Подавляющее большинство таких автомобилей имеют автоматическую трансмиссию - планетарную или вариатор. С "автоматом" проще совмещать работу двух моторов. Существуют гибриды "на ручке", но это редкость.
    Получается, что в любой гибрид инженеры должны "упаковать" два автомобиля - бензиновый и электрический. Два мотора со всеми сопутствующими системами, бензиновый бак и батарею. Причем чем гибрид более "электрический" тем он сложнее, тяжелее и дороже.

    Преимущества и недостатки гибридных авто

    В чем основные плюсы гибридных автомобилей? Прежде всего они экономичны и экологически более чисты. Для того и создавались. Чем меньше топлива сгорает в цилиндрах ДВС - тем меньше вредных выбросов попадает в атмосферу. Чем больше гибрид может проехать на электрической тяге - тем они экономичней и чище.
    Из этих преимуществ и вырастают основные недостатки таких машин. Это вес и цена. Хотите экономить топливо - платите за емкую и дорогую батарею. Проблема высокой цены, характерная для электромобилей, естественно, коснулась гибридных машин.

    Перспективы автомобилей - гибридов

    Сегодня производятся все перечисленные выше типы гибридных машин, от мягких до плагинов. Это говорит о том, что ни производители, ни потребители еще не знают, какой вид гибрида нужен рынку. И нужен ли?
    Конечно, развитие автомобилей такого типа будет продолжено. Двигатели внутреннего сгорания станут более экономичными и "зелеными" - гибриды их получат. Будет совершенствоваться электроника и алгоритмы управления гибридной силовой установкой. Обязательно появятся новинки в электрической части. Это позволит двухмоторным машинам становиться все более продвинутыми. Но это малые шаги.
    Реальный прорыв даст только создание новых типов аккумуляторов. Электромобили сегодня в тренде. Лучшие умы, большие деньги и основные силы брошены на их совершенствование и продвижение. Если, в итоге, удастся создать аккумуляторную батарею, которая обеспечит гарантированный длительный пробег, быструю зарядку, стабильность работы при любой температуре, кому будет нужен более сложный и менее "зеленый" гибрид?
    Случится это завтра или через много лет - неизвестно. А пока гибридные автомобили заняли рыночную нишу, уверенно там себя чувствуют, развиваются и совершенствуются.

    Как работают гибридные автомобили?

    The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

    Мир постепенно приходит к пониманию того, что да, человек влияет на климат нашей планеты, и не в лучшую сторону. К счастью, за последние два десятилетия мы добились больших успехов в сокращении нашего углеродного следа и загрязнения, которое мы извергаем в океаны и атмосферу. Ключевой частью этого сдвига является внедрение гибридных автомобилей.

    Хотя они лучше для здоровья планеты, чем традиционные автомобили, работающие только на бензине, гибриды, по сути, являются временной мерой. Они более эффективны и меньше загрязняют окружающую среду, чем автомобили с бензиновыми двигателями, но они не так безвредны для окружающей среды, как электромобили — , и даже у электромобилей все еще есть проблемы . Они объединяют две силовые установки для достижения своих целей по снижению выбросов и расхода топлива.

    И хотя гибриды, такие как Toyota Prius, существуют уже более двух десятилетий, до сих пор существует путаница в отношении того, как они работают, какие типы гибридов доступны, их надежность и другие вопросы. К счастью для вас, электрифицированных редактора The Drive спасают планету и обеспечивают наших детей свежим воздухом, чтобы они могли дышать долго после того, как нас не станет.

    Оставайтесь с нами, пока мы говорим о гибридах!

    Гибрид Toyota RAV4, Toyota

    Что такое гибрид?

    Гибридный автомобиль — это автомобиль, использующий два типа источников энергии, топливо и электричество, для достижения целей более эффективного движения или увеличения скорости автомобиля по сравнению с традиционным бензиновым двигателем.

    Как работают гибриды?

    Наиболее распространенный тип гибридного транспортного средства сочетает в себе бензиновый двигатель внутреннего сгорания с одним или несколькими электродвигателями и аккумуляторной батареей для достижения большей экономии топлива или производительности по сравнению с транспортным средством только с двигателем внутреннего сгорания.

    Это работает за счет того, что батарея подает электроэнергию на ведущие колеса или заряжает саму батарею от бензинового двигателя, например: 

    • Prius или McLaren смешивают электрическую энергию с бензином. Один генерирует энергию для батареи, Prius, а другой расширяет границы производительности, McLaren.
    • Acura NSX использует только электроэнергию для привода передних колес, в то время как бензин ...

    Гибриды также используют рекуперативное торможение, чтобы возвращать небольшое количество электроэнергии в свои батареи.

    Sup, Prius Prime?, Toyota

    Какие существуют типы гибридов?

    Существует несколько типов двигателей внутреннего сгорания, а также несколько типов гибридных силовых агрегатов. Давайте разберем его на более удобоваримые термины.

    Параллельный гибрид

    Наиболее распространенным типом гибрида является параллельный гибрид, в котором как электродвигатель с питанием от батареи, так и газовый двигатель имеют прямое соединение с ведущими колесами через соединительный механизм, такой как трансмиссия. Эти гибриды имеют один, два или три электродвигателя, в зависимости от марки и модели автомобиля.

    Series Hybrid

    Серийный гибрид в виде электромобиля с прикрепленным газовым генератором. Нет прямой связи с ведущими колесами от газового двигателя, поскольку он просто заряжает аккумулятор, в то время как электродвигатели управляют движением. Прекрасным примером является крутой BMW i3 с увеличенным запасом хода.

    Подключаемый гибрид (PHEV)

    Подключаемый гибрид — это, по сути, параллельный гибрид с аккумуляторной батареей большего размера, которая требует зарядки от внешнего источника, т. е. штепсельной вилки. Накопив больше энергии, PHEV может двигаться, используя 100-процентную электрическую тягу, хотя запас хода на чистом электричестве по-прежнему ограничен относительно короткими поездками по городу.

    Мягкий гибрид

    В мягких гибридах электрические компоненты не способны сами по себе непосредственно управлять колесами. Вместо этого небольшой аккумулятор и электродвигатель выступают в качестве помощников, помогая снизить расход топлива, немного повысить производительность за счет резкого увеличения крутящего момента, регенерировать энергию и аксессуары для питания. Одной из наиболее распространенных функций электродвигателя в мягком гибриде является одновременное использование в качестве стартера и питания технологии «старт-стоп». Более производительные и эффективные «мягкие» гибриды с 48-вольтовыми аккумуляторными батареями в последнее время получили широкое распространение в отрасли.

    Полногибридный автомобиль

    Полногибридный автомобиль имеет электрические компоненты, которые могут напрямую приводить в движение колеса сами по себе, без газового двигателя. Различные типы полных гибридов включают параллельные гибриды, серийные гибриды и подключаемые гибриды.

    А если вы хотите узнать больше о гибридных автомобилях, о том, как они работают, и о других формах гибридов, вы можете ознакомиться с Руководством The Drive о преимуществах и недостатках гибридных автомобилей.

    Да, у Porsche тоже есть гибриды. , Порше

    Надежны ли гибриды?

    Мы много писали о том, что делает автомобиль надежным, и это касается и гибридных автомобилей. На самом деле это то, как вы заботитесь о своей машине, какое профилактическое обслуживание вы выполняете и как вы водите машину.

    Преимущества по сравнению с. Недостатки гибридов

    Как и все, у владения и вождения гибридного автомобиля есть свои преимущества и недостатки. Чтобы лучше проиллюстрировать это, мы разработали целую статью о просто о преимуществах и недостатках гибридных автомобилей.

    Гибридные термины, которые вы должны знать

    Учись, йоу.

    MPGe

    MPG, или миль на галлон, – это показатель того, сколько миль автомобиль может проехать на одном галлоне бензина. MPGe, который используется для измерения «экономии топлива» гибридных и электрических транспортных средств, означает мили на галлон в эквиваленте.

    По данным Министерства энергетики США, 33,70 кВтч электроэнергии содержат 100% энергии одного галлона бензина. Таким образом, если транспортное средство способно проехать 100 миль на 33,70 кВтч, оно оценивается в 100 миль на галлон.

    Рекуперативное торможение

    Регенеративное торможение — это процесс рекуперации энергии через тормозную систему автомобиля. Обычно при торможении негибридного автомобиля кинетическая энергия преобразуется в тепло и высвобождается за счет трения между тормозными колодками и тормозом.

    При нажатии педали тормоза на гибридных и электрических транспортных средствах электродвигатель превращается в генератор, а колеса передают энергию от трансмиссии к генератору. Затем генератор превращает кинетическую энергию в электрическую и сохраняет ее в аккумуляторе. Генерирующий крутящий момент энергии от генератора замедляет транспортное средство.

    Есть даже Bentayga Hybrid!, Bentley

    Часто задаваемые вопросы о гибридных автомобилях

    У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

    В: Что происходит, когда заканчивается электричество в гибриде?

    Ответ: Продолжай ехать! В этом прелесть гибрида: когда у вашего электромобиля кончается запас топлива, у вас все еще есть запасной бак с бензином!

    В: Так можно ли перезарядить гибридную батарею?

    A: Если вы говорите о подзарядке автомобиля каждую ночь, конечно! Если вы говорите о том, что после смерти, то нет!

    В: Но можно ли управлять гибридом без аккумулятора?

    A: Краткий ответ? Может быть. Если гибридный аккумулятор выйдет из строя, вы, возможно, сможете управлять им, но опыт не будет похож на опыт обычного автомобиля с бензиновым двигателем. Скорее всего, он будет дергаться и может повредить другие компоненты трансмиссии. И если это система, в которой он действует как генератор переменного тока и стартер, вы можете вызвать эвакуатор.

    В: Хорошо, тогда как часто нужно заменять гибридную батарею?

    A: Вот здесь есть некоторые разногласия. Хотя гибриды существуют уже почти 20 лет, до сих пор недостаточно данных, чтобы понять, когда что-то выйдет из строя. Большинство производителей говорят, что пробег составляет от 100 000 до 150 000 миль, но в зависимости от вашего уровня ухода и манеры вождения он может быть больше или меньше.

    В: В таком случае обслуживание гибридных автомобилей обходится дороже?

    Ответ: Не совсем так. Единственная реальная дополнительная плата за обслуживание гибрида — это выход из строя аккумуляторной батареи, а это случается довольно редко.

    В: Сколько стоит замена аккумуляторной батареи гибридного автомобиля?

    A: Стоимость зависит от автомобиля, но средняя стоимость составляет от 1000 до 8000 долларов.

    Найдите свой следующий автомобиль с Carvana

    Вы знаете, как приятно бросить монету в торговый автомат, ввести соответствующий буквенно-цифровой код для Reese's, услышать жужжание мотора, крутящего вкусную чашку с арахисовым маслом, покрытую шоколадом. к вам, и, наконец, падает в мусорное ведро для вашего удовольствия? Да, теперь так легко купить следующую машину благодаря Carvana.

    Carvana взяла процесс торгового автомата и применила его к покупке автомобилей, включая монеты и торговые автоматы. Их также можно доставить на дом, как и вязаный свитер в стиле «Достать ножи», который вы никогда не наденете. С тысячами автомобилей всех марок и моделей, выбор Carvana обширен, и компания уверена, что даже предлагая 7-дневную политику возврата без риска, у нее есть ваш следующий автомобиль.

    Вот почему The Drive сотрудничает с Carvana, чтобы помочь вам найти следующую поездку! Вы готовы получить свой следующий автомобиль из торгового автомата?

    Давайте поговорим, оставьте комментарий ниже, чтобы поговорить с

    Редакторами The Drive!

    Мы здесь, чтобы быть опытными гидами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Комментарий ниже и давайте поговорим! Вы также можете кричать на нас в Twitter или Instagram, вот наши профили.

    Джонатон Кляйн: Twitter (@jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

    Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

    Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

    Рекомендуемые товары

    Зарядное устройство для электромобилей

    Эко-шины

    Палатки на крышу

    Что такое гибридные автомобили и как они работают?

    Электромобили, несомненно, находятся на пути к тому, чтобы стать доминирующим типом транспортных средств на рынке. Однако до того, как Tesla сделала электромобили обычным явлением, некоторые крупные производители автомобилей создали ступеньку, которая привела к полностью электрическим автомобилям: гибрид.

    Строго говоря, гибридным транспортным средством является любой автомобиль с двумя разными типами двигателей. Так что танк с ГТД и ДВС - это все-таки гибридная машина. Тем не менее, сегодня мы сосредоточимся на гибридных автомобилях — что они собой представляют и как они работают.

    Что такое гибридный автомобиль?

    Первым серийным гибридным автомобилем стала Toyota Prius 1997 года. Этот автомобиль приводится в движение 1,5-литровым рядным 4-цилиндровым бензиновым двигателем и электродвигателем на 288 В в сочетании с вариатором. Это означает, что бензиновый двигатель и электродвигатель работают вместе, чтобы приводить автомобиль в движение.

    Эта технология позволяет экономить топливо, так как электродвигатель приводит автомобиль в движение на малых скоростях, где он наиболее эффективен. Затем, как только вы достигаете скорости шоссе, бензиновый двигатель вступает во владение. Кроме того, при торможении автомобиль улавливает тепло, выделяемое тормозами, и использует его для подзарядки аккумулятора. Эта система гарантирует, что ваш автомобиль всегда будет работать эффективно.

    Различные типы гибридных автомобилей

    В то время как ранее упомянутое описание было оригинальной конструкцией гибридного автомобиля Toyota, несколько производителей автомобилей в конечном итоге разработали свои собственные системы. Вы найдете гибридные двигатели, устанавливаемые на различные типы автомобилей — от повседневных автомобилей эконом-класса, таких как Toyota Prius и Chevrolet Volt, до суперкаров, таких как Acura NSX и Porsche 918.

    Итак, чтобы помочь вам отличиться, вот различные гибридные системы, которые вы можете найти.

    Параллельный гибрид

    Источник изображения: Kevaauto/Wikimedia Commons

    Это наиболее распространенная гибридная конструкция на рынке, в которой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электрический двигатель работают одновременно для обеспечения мощности. Два двигателя обычно соединяются с осью через бесступенчатую трансмиссию.

    С помощью этой системы автомобиль сам определяет наиболее эффективную трансмиссию — электрическую, бензиновую или и то, и другое — и делает соответствующий выбор.

    Помимо Toyota Prius, другие параллельные гибридные автомобили включают Chevrolet Malibu, Honda Insight и другие.

    Plug-In Hybrid

    Источник изображения: Mariordo (Mario Roberto Duran Ortiz)/Wikimedia Commons

    Подключаемый гибрид похож на параллельную гибридную систему, но имеет большую батарею, которую необходимо заряжать от розетки. Автомобили с этой системой обычно называют подключаемыми гибридными электромобилями (PHEV), и они в основном работают на своих электродвигателях. Как только бортовая батарея разрядится, система вернется к типичной параллельной гибридной установке.

    Эта система лучше всего подходит для движения по городу, когда водители обычно ездят на короткие расстояния. В этом случае вам, возможно, даже не придется заправлять машину в течение нескольких месяцев, так как она будет использовать только аккумулятор, особенно если вы будете заряжать его каждый раз, когда находитесь дома. Примером этого является Ford Fusion Energi, у которого полностью электрический запас хода составляет 21 милю.

    Дорожный гибрид

    В этом гибридном силовом агрегате используются разные силовые агрегаты на разных осях. Например, подключаемые гибридные модели Volvo используют передний привод типичной модели ICE и соединяют его с задней осью с электрическим приводом.

    Эта система упрощает установку, что снижает затраты на разработку. Кроме того, он добавляет функциональность полного привода (AWD) к модели с передним или задним приводом. Гибриды для бездорожья могут быть подключаемыми или параллельными моделями.

    Помимо разработок Volvo, другие примеры гибридов для бездорожья включают Acura NSX, BMW i8 и Porsche 918 Spyder. Эта конструкция популярна среди суперкаров, поскольку они проще, меньше весят, обеспечивают тягу полного привода и увеличивают общую выходную мощность.

    Гибрид серии

    В отличие от параллельной гибридной трансмиссии, серийные гибридные автомобили приводятся в движение исключительно электрическим двигателем. Хотя на борту все еще есть двигатель внутреннего сгорания, он не подключен к какой-либо оси; таким образом, он не может водить машину.

    Основное назначение бензинового двигателя — обеспечивать питанием электродвигатель — либо напрямую, либо путем подзарядки автомобильного аккумулятора. Эта установка позволяет испытать электромобиль без беспокойства о запасе хода, которое он доставляет.

    Однако, поскольку двигатель внутреннего сгорания не подключен к педали акселератора, некоторые водители могут быть сбиты с толку, услышав, что их бензиновый двигатель работает на высоких оборотах, даже если они работают на холостом ходу в пробке. Это просто означает, что он работает на полную мощность, чтобы перезарядить аккумулятор. Одним из примеров этого является BMW i3 с опцией Range Extender.

    Мягкий гибрид

    Система является полной противоположностью серийной гибридной системе. Вместо электрического двигателя, работающего от ДВС, мягкие гибриды представляют собой автомобили с бензиновым двигателем и электродвигателем, который помогает повысить производительность.

    Основной целью электродвигателя является повышение производительности двигателя, когда бензиновый двигатель работает с большими нагрузками, улучшение экономии топлива на низких и средних скоростях, а также использование в качестве стартера для систем старт-стоп.

    Эта система не обеспечивает лучшей экономии топлива, чем другие гибридные системы, но обычно это самая дешевая и простая гибридная технология для разработки существующей модели автомобиля. Некоторые примеры включают Honda Civic Hybrid и Mercedes Benz S400 BlueHYBRID.

    Зачем переходить на гибрид?

    Поскольку электромобили сейчас набирают популярность, а зарядные станции для автомобилей становятся все более распространенными, особенно в городских районах, зачем покупать гибридный автомобиль?

    Основная причина выбора гибридного автомобиля заключается в том, что он по-прежнему оснащен бензиновым двигателем, что устраняет любые проблемы с запасом хода, которые могут возникнуть у электромобиля. Кроме того, они являются единственным экологически чистым транспортным средством, которое есть у многих пользователей в местах, где нет разветвленной сети зарядки — по сути, в любой стране за пределами Северной Америки, Европы и Японии.

    И если вы относитесь к тому типу людей, которым необходимо максимально увеличить запас хода автомобиля и часто совершать поездки на большие расстояния, возможно, пока нецелесообразно приобретать полностью электрический автомобиль.


    Learn more