Устройство и принцип действия гибридного двигателя
Главная / Познавательные статьи /
Как работает, рассмотрим на примере Touareg, с гибридным силовым агрегатом.
Что означает понятие «техника гибридного привода»?
Термин «гибрид» берет свое начало от латинского слова hybrida, и означает нечто скрещенное, или смешанное. В технике гибридом называют систему, в которой комбинируются друг с другом две разных технологии. В связи с концепциями привода термин технология гибридного привода применяется для обозначения двух направлений: бивалентный (или двухтопливный) силовой агрегат гибридный силовой агрегат
В случае гибридной технологии привода речь идет о комбинации из двух разных силовых агрегатов, работа которых основана на разных принципах действия.
В настоящее время под технологией гибридного привода подразумевают комбинацию двигателя внутреннего сгорания и электродвигателягенератора (электромашины). 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.
«Среднегибридный» привод
Электрический привод поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания. Движение автомобиля только на электрической тяге невозможно. У «среднегибридного» привода большая часть кинетической энергии при торможении регенерируется, и в виде электрической энергии накапливается в высоковольтной батарее. Высоковольтная батарея, а также электрические компоненты сконструированы для более высокого электрического напряжения и, таким образом, более высокой мощности. Благодаря поддержке электродвигателягенератора режим работы теплового двигателя может быть смещен в область максимальной эффективности. Это обозначается как смещение точки нагрузки.
«Полногибридный» силовой агрегат
Мощный электродвигательгенератор комбинируется с двигателем внутреннего сгорания. Возможно движение только на электрической тяге. Электродвигательгенератор, если только позволяют условия, поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания.
Движение с малой скоростью осуществляется только на электрической тяге. Реализована функция Стартстоп для двигателя внутреннего сгорания. Рекуперация используется для зарядки высоковольтной батареи. Благодаря разделительному сцеплению между двигателем внутреннего сгорания и электродвигателемгенератором можно обеспечить разъединение обеих систем. Двигатель внутреннего сгорания подключается в работу только при необходимости.
Основы гибридной техники
Системы полного гибридных силовых агрегатов делятся на три подгруппы: параллельный гибридный силовой агрегат, раздельный силовой агрегат (с разделёнными потоками мощности), последовательный гибридный силовой агрегат.
Параллельный гибридный силовой агрегат
Параллельное исполнение гибридного силового агрегата отличается простотой. Он используется в случае, когда необходимо «гибридизировать» существующий автомобиль. Двигатель внутреннего сгорания, электромоторгенератор и коробка передач располагаются на одной оси.
Обычно в системе параллельного гибридного силового агрегата используется один электродвигатель генератор. Сумма единичной мощности двигателя внутреннего сгорания и мощности электродвигателягенератора соответствует полной мощности. Эта концепция обеспечивает высокую степень заимствования узлов и деталей прежнего автомобиля. У полноприводных автомобилей со схемой параллельного гибридного силового агрегата привод всех четырех колёс реализован с помощью дифференциала Torsen и раздаточной коробки.
Раздельный гибридный привод
В системе раздельного гибридного привода помимо двигателя внутреннего сгорания имеется электродвигательгенератор. Оба двигателя располагаются под капотом. Крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, также как и от электродвигателягенератора, через планетарную передачу подаётся на коробку передач автомобиля. В противоположность параллельному гибридному приводу, снять таким образом сумму отдельных мощностей для привода колёс невозможно.
Вырабатываемая мощность частично тратится на приведение автомобиля в движение, частично, в виде электрической энергии, накапливается в высоковольтной батарее.
Последовательный гибридный силовой агрегат
Автомобиль оборудован двигателем внутреннего сгорания, генератором и электродвигателем генератором. Однако в отличие от обеих описанных ранее концепций, двигатель внутреннего сгорания не имеет возможности самостоятельно приводить автомобиль в движение валом, или через коробку передач. Мощность от двигателя внутреннего сгорания на колеса не передаётся. Основной привод автомобиля осуществляет электродвигатель генератор. Если ёмкость высоковольтной батареи слишком низкая, запускается двигатель внутреннего сгорания. Через генератор двигатель внутреннего сгорания заряжает высоковольтную батарею. Электродвигательгенератор снова может получать энергию от высоковольтной батареи.
Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат
Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат представляет собой смешанную форму двух описанных выше гибридных приводов.
Другие термины и определения Здесь будут кратко разъяснены другие термины и определения, часто используемые в связи с технологией гибридного привода.
Рекуперация. В общем случае этот термин в технике означает способ возврата энергии.
При рекуперации имеющаяся энергия одного вида преобразуется в другой, используемый в последующем вид энергии. Потенциальная химическая энергия топлива преобразуется в трансмиссии в кинетическую энергию. Если автомобиль затормаживается обычным тормозом, то избыточная кинетическая энергия посредством трения тормозов превращается в тепловую энергию. Возникающее тепло рассеивается в окружающем пространстве, и поэтому использовать его в дальнейшем невозможно.
Если же напротив, как при использовании технологии гибридного привода, дополнительно к классическим тормозам генератор используется в качестве моторного тормоза, то часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, и таким образом становится доступной для последующего использования. Энергетический баланс автомобиля улучшается. Этот вид регенеративного торможения называют рекуперативным тормозом.
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 холостого
хода появляется возможность «заправлять» автомобили с электрическим гибридным приводом электроэнергией.
При движении автомобиля накатом электродвигатель генератор, работающий в режиме генератора,
требуется для работы 12 вольтной бортовой сети.
Электродвигатель-генератор (электромашина)
Термин электродвигатель-генератор, или электромашина, используется вместо терминов генератор, электродвигатель и стартер. В принципе, любой электродвигатель можно применять и в качестве генератора. Если вал электродвигателя приводится от внешнего привода, то электродвигатель, подобно генератору, вырабатывает электрическую энергию. Если к электромашине подводится электрическая энергия, то она работает как электродвигатель. Таким образом, электродвигательгенератор автомобилей с электрическим гибридным приводом заменяет обычный стартер двигателя внутреннего сгорания, а также обычный генератор (осветительный генератор).
Электрический ускоритель (E-boost)
По аналогии с функцией Kickdown двигателей внутреннего сгорания, которая делает доступной максимальную мощность двигателя, гибридный привод располагает функцией электрического ускорителя E-Boost. При использовании функции электродвигатель-генератор и двигатель внутреннего сгорания выдают свои максимальные индивидуальные мощности, которые складываются в более высокое значение суммарной мощности. Сумма индивидуальных мощностей обоих видов двигателей соответствует суммарной мощности трансмиссии.
Вследствие потерь мощности в электродвигателе-генераторе, его мощность в режиме генератора ниже, чем в режиме тягового электродвигателя. Мощность электродвигателя-генератора в режиме двигателя составляет 34 кВт. Мощность электродвигателя-генератора в режиме генератора равна 31 кВт. У Touareg с гибридным приводом двигатель внутреннего сгорания имеет мощность 245 кВт, а электродвигатель-генератор мощность 31 кВт.
В режиме тягового электродвигателя электродвигатель-генератор выдаёт мощность 34 кВт. 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. В других случаях автомобиль с полным гибридным приводом может двигаться на электрической тяге. Двигатель внутреннего сгорания при этом находится в режиме останова. Это действительно и в случае медленного движения транспортоного потока, остановки на светофоре, при движении в режиме принудительного холостого хода под уклон, или при движении автомобиля накатом. Когда двигатель внутреннего сгорания не работает, он не расходует топливо и не выбрасывает в атмосферу вредные вещества. Интегрированная в систему гибридного привода функция Старт-стоп повышает КПД и экологичность автомобиля. В то время, когда двигатель внутреннего сгорания находится в режиме останова, климатическая установка может продолжать работу. Компрессор климатической установки является элементом высоковольтной системы. |
Это может происходить в случае быстрого разгона, при движении на высокой скорости, с высокой нагрузкой, или при высокой степени разряженности высоковольтной батареи. При высокой степени разряженности высоковольтной батареи система гибридного привода может использовать двигатель внутреннего сгорания в сочетании с электродвигателем-генератором, работающим в режиме генератора, для зарядки высоковольтной батареи.
Аргументы в пользу гибридной техники
Почему мы комбинируем электродвигатель-генератор с двигателем внутреннего сгорания? Для отбора крутящего момента частота вращения двигателя внутреннего сгорания должна быть не ниже частоты вращения холостого хода. При остановке двигатель не может отдавать крутящий момент. При увеличении частоты вращения двигателя внутреннего сгорания его крутящий момент увеличивается. Электромоторгенератор с первыми оборотами выдает максимальный крутящий момент. Для него не существует частоты вращения холостого хода. При увеличении частоты вращения его крутящий моментуменьшается. Благодаря работе электродвигателя-генератора у двигателя внутреннего сгорания исключен наиболее сложный режим работы: в диапазоне ниже оборотов холостого хода.
Благодаря поддержке электродвигателягенератора двигатель внутреннего сгорания может эксплуатироваться в более эффективных режимах. Это смещение точки нагрузки повышает КПД силового агрегата.
Почему применяется полный гибридный силовой агрегат (привод)?
Полный гибридный агрегат, в отличие от остальных вариантов гибридного привода, объединяет функцию встроенной системы Стартстоп, систему E-Boost, функцию рекуперации и возможность движения только на электродвигателе (режим электрической тяги).
Электродвигатель-генератор
Электродвигатель-генератор размещён между двигателем внутреннего сгорания и АКП. Он представляет собой синхронный двигатель трехфазного тока. С помощью силового электронного модуля постоянное напряжение 288 В преобразуется в трёхфазное переменное напряжение. Три фазы напряжение создают в электродвигателегенераторе трёхфазное электромагнитное поле.
Высоковольтная батарея
Доступ к высоковольтной батарее обеспечивается через напольное покрытие багажного отсека. Она выполнена в виде модуля и включает различные компоненты высоковольтной системы Touareg. Модуль высоковольтной батареи имеет массу 85 кг и может заменятьсятолько в сборе.
Высоковольтную батарею нельзя сравнивать с обычной аккумуляторной батареей с напряжением 12 В. В нормальном режиме эксплуатации высоковольтная батарея задействуется в свободном диапазоне уровня зарядки от 20% до 85%. Переносить такие нагрузки в течение длительного времени обычная 12 вольтная АКБ неспособна. Поэтому высоковольтную батарею следует рассматривать как оперативное устройство накопления энергии для электрического привода. Подобно конденсатору она может накапливать и снова отдавать электрическую энергию. В принципе, рекуперацию, регенерацию энергии, можно рассматривать как возможность заправки автомобиля энергией во время движения.
Применение высоковольтной батареи в автомобиле с гибридным приводом отличается чередование циклов зарядки (рекуперация) и разрядки (движение на электрическом приводе) высоковольтной батареи.
Пример: Если сравнить энергию высоковольтной батареи с энергией, образующейся при сжигании топлива, то количество энергии, которую может выработать батарея, будет соответствовать примерно 200 мл топлива. Этот пример демонстрирует, что на пути к созданию электромобилей, аккумуляторные батареи, с точки зрения способности накапливать энергию, должны быть существенно модернизированы.
Как работает гибридный двигатель? — AvtoTachki
Содержание
- ⚡ Что такое гибридный двигатель?
- 💡 Как заправить гибридный двигатель?
- 🔍 Когда электродвигатель используется чаще всего?
- ⚙️ Что выбрать: гибридный двигатель или электродвигатель?
Гибридный двигатель работает как с топливом, так и с электричеством. Очень популярный сегодня, он позволяет транспортному средству, в зависимости от условий, использовать одну из двух энергий для движения вперед по дороге.
Однако существует несколько типов гибридизации двигателей.
⚡ Что такое гибридный двигатель?
Гибридный двигатель является частью типа двигателя, в котором используются два вида энергии: топливо изископаемое топливо иэлектроэнергия. Эти энергии помогают двигаться вашему автомобилю и поддерживать его в движении.
Таким образом, двигатель гибридного автомобиля состоит из двух трансмиссии, каждый из которых питается разной энергией. На изображении выше вы можете различить обычный тепловой двигатель и электродвигатель. Они оба работают в идеальном взаимодействии.
Электродвигатель может получать энергию от Топливная ячейка либо по батареи. В зависимости от модели несколько режимы гибридизации мотора возможны:
- Мягкий гибрид (микрогибрид или легкий гибрид) : тепловой двигатель помогает запустить электродвигатель с помощью стартер-генератор который ведет себя как генератор, накапливающий энергию в батарее.
Это приводит в движение автомобиль только тогда, когда он движется с небольшой скоростью. Расход топлива Mild Hybrid немного снижен. - Полный гибрид : работает как Mild Hybrid, но имеет батарею большей емкости. Исключительно электрическое вождение стало возможным, но только на очень короткие расстояния и с низкой скоростью. При этом типе гибридизации два двигателя могут работать вместе или по отдельности.
- Le Plug-in Hybrid : этот двигатель устанавливается на подключаемых к электросети гибридных автомобилях и имеет аккумулятор большой емкости, который можно легко перезарядить от бытовой розетки или с помощью внешней зарядной станции, такой как 100% электромобиль. Автономия между 25 и 60 километров. Когда батарея разряжена, тепловая машина немедленно возьмет на себя работу.
Режимы Mild Hybrid и Full Hybrid относятся к категории классический гибрид в то время как Plug-in Hybrid является частью этого так называемый аккумуляторный гибрид.
💡 Как заправить гибридный двигатель?
Гибридный двигатель, в зависимости от режима гибридизации, может заряжаться четырьмя различными способами:
- Тепловой двигатель : вырабатывает электричество, необходимое для питания аккумуляторной батареи электродвигателя.
- По принципу кинетической энергии : для обычных гибридных автомобилей (мягкий гибрид и полный гибрид) аккумулятор заряжается с помощью стартера-генератора теплового двигателя. Действительно, энергия восстанавливается во время фаз торможения и замедления.
- Через бытовую розетку : зарядка может осуществляться от розетки, расположенной в вашем гараже или в вашем доме, с помощью удлинителя.
- От внешней зарядной станции : это те же терминалы, которые используются для зарядки электромобилей.
🔍 Когда электродвигатель используется чаще всего?
Электродвигатель гибридного автомобиля работает в основном в городские районы в городах.
Действительно, самый мощный режим гибридизации позволяет добиться максимального 60 км на небольшой скорости.
Таким образом, гибридный автомобиль будет двигаться со своим электродвигателем в основном на короткие расстояния со скоростью, не превышающей 50 км / час. Эти условия вождения чаще всего встречаются, когда вы используете свой автомобиль в городе. Например, он не будет использовать электродвигатель, если вы едете по шоссе.
⚙️ Что выбрать: гибридный двигатель или электродвигатель?
Выбор автомобиля с гибридным двигателем или 100% электродвигателем зависит от многих факторов, которые зависят от вашего выбора потребления, частоты ваших поездок и самого вождения.
Что касается выбросов CO2, электромобиль не производит его, потому что он не потребляет топливо, в то время как гибридный автомобиль всегда его производит. Гибридный двигатель больше подходит для автомобилистов, проживающих в городе и путешествия в длительные поездки на выходные или в отпуск.
Автомобилист, живущий в городе и использующий свой автомобиль только для коротких поездок по городу, вместо этого обратится к электродвигателю. И гибридные, и электрические двигатели более экологичны, чем двигатель внутреннего сгорания, поскольку они снабжают ваш автомобиль энергией.
Гибридный двигатель и его работа больше не хранят для вас никаких секретов! Как и в случае с обычным тепловым двигателем, необходимо правильно обслуживать его и обращаться в гараж, уполномоченный работать с этим типом двигателя, если вы столкнетесь с поломкой или неисправностью во время вождения.
Главная » Без Категории » Как работает гибридный двигатель?
2022-05-26
By: Pavel seo
On:
In: Без Категории
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 Durán Ortiz)/Wikimedia CommonsПодключаемый 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.
СерияГибрид
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 и 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.
Гибридные автомобили — следующий лучший вариант
Для большей части мира электромобили просто недоступны. Они либо слишком дороги, либо непрактичны, и их нелегко перезарядить. Если вы обычно ездите по городу с большим количеством нагнетателей, то электромобили — это практичный выбор, если вы можете их себе позволить.
Но если вы живете в месте, где нет станций быстрой зарядки для автомобилей, то единственным выходом для вас может стать гибрид. Хотя эти автомобили не имеют нулевых выбросов, они могут удвоить или утроить ваш пробег на одном полном баке, что значительно снижает ваш углеродный след.
Как работают гибридные автомобили? Правда о технологии гибридных автомобилей
Гибридный автомобиль работает за счет использования как бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), так и электродвигателя, работающего от аккумулятора. Существуют также дизельные гибридные автомобили, но они встречаются гораздо реже — бензиновые гибриды похожи на птиц, а дизельные — на дронтов.
Если мысль «Как работает электромобиль?» Вам когда-либо приходило в голову, ответ довольно прост: это транспортные средства с перезаряжаемой аккумуляторной батареей, питающей электродвигатель, что полностью устраняет необходимость в ископаемом топливе и его вредных выбросах.
Что такое гибридный автомобиль и как работают гибридные автомобили, немного сложнее.
Подробнее о гибридных автомобилях
- Гибрид и подключаемый гибрид: в чем разница?
- Гибрид против электромобилей: что выбрать?
- Объяснение типов электрических и гибридных транспортных средств
Технология гибридных автомобилей обычно делится на три основных типа: мягкий гибрид (также известный как гибриды с усилителем и гибридные автомобили с батарейным питанием или BAHV), гибридный электромобиль (HEV).
) и подключаемый гибридный электромобиль (PHEV).
Каждый из них имеет аккумуляторные блоки разного размера, разные способы зарядки этих аккумуляторных блоков и разные способы совместной работы ДВС и электродвигателя для питания автомобиля.
BAHV
Загрузить отчет EVGuide за 2022 год
Австралийский универсальный обзор всего, что касается электромобилей.
Скачать бесплатно
Гибридные двигатели состоят из традиционного ДВС и электродвигателя, питаемого от гибридного автомобильного аккумулятора, хотя в BAHV первый является основным источником энергии, а второй обычно используется только тогда, когда автомобиль движение накатом, торможение или остановка.
В то время как у некоторых гибридов есть только электрический режим, у BAHV его нет — электродвигатель используется только для легкой помощи двигателю внутреннего сгорания автомобиля и никогда не используется в полной мере как основной источник энергии автомобиля.
BAHV также могут использовать рекуперативное торможение — процесс, при котором кинетическая энергия, создаваемая при замедлении автомобиля, может либо храниться в аккумуляторе для дальнейшего использования, либо использоваться для непосредственного питания электродвигателя.
Электродвигатель в BAHV обычно устанавливается между двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией вместо гидротрансформатора.
BAHV снизит расход топлива и выбросы, но не на много — вам понадобится HEV или PHEV, если вы хотите существенно повлиять на количество используемого вами бензина и выбросы, создаваемые вашим автомобилем. .
HEV
Полный гибрид немного больше внимания уделяет использованию электродвигателя с батарейным питанием, а это означает, что и он, и сама батарея будут немного больше по сравнению с тем, что вы найдете внутри BAHV. В гибридных электромобилях
используется технология рекуперативного торможения для подзарядки аккумуляторной батареи автомобиля и питания электродвигателя, что избавляет от необходимости когда-либо подключать аккумулятор для его зарядки (подробнее об этом позже).
Однако существуют разновидности гибридных электромобилей, в которых ДВС используется для включения электрического генератора, который может либо перезаряжать аккумулятор автомобиля, либо напрямую питать электродвигатель.
Стремясь еще больше сократить выбросы, многие HEV (как и многие автомобили в целом) также используют функцию «стоп-старт», при которой ДВС отключается всякий раз, когда автомобиль стоит на холостом ходу (если вы когда-либо слышали, как двигатель автомобиля выключается и затем снова быстро перезапустите, пока вы ждете на светофоре, вот что происходит).
HEV обычно используют ДВС в качестве основного источника энергии, в то время как электродвигатель с батарейным питанием действует как своего рода «усилитель мощности», помогающий в различных условиях вождения, например, когда транспортному средству требуется быстрое ускорение.
ГЭМ становятся все более популярными благодаря их способности сокращать выбросы и экономить затраты на топливо по сравнению с традиционными автомобилями с ДВС.
PHEV
Эти типы гибридов делают именно то, что вы думаете: они подключаются к внешнему источнику электроэнергии для зарядки своих аккумуляторных батарей, а не полагаются на другие формы технологии выработки энергии, такие как рекуперация торможение.
Аккумуляторная батарея и электродвигатель, как правило, являются гораздо более важной частью PHEV, а это означает, что они больше, тяжелее и требуют больше времени для зарядки по сравнению с батареями меньшего размера, которые вы найдете в HEV или BAHV.
Преимущество, однако, заключается в том, что батарея предлагает PHEV значительный диапазон работы только на электричестве (и, следовательно, вождение автомобиля с нулевым уровнем выбросов).
Это также снижает «беспокойство по поводу запаса хода», которое испытывают водители электромобилей, опасаясь, что их батарея разрядится во время движения, поскольку бензиновый двигатель всегда находится в режиме ожидания, чтобы включиться и взять на себя управление, если батарея разрядится.
PHEV не совсем экологичны, потому что они все еще время от времени используют ДВС, а используемая ими электроэнергия часто может быть получена с использованием вредных ископаемых видов топлива.
Возобновляемая электроэнергия с нулевым уровнем выбросов, вырабатываемая такими средствами, как энергия ветра, солнечная энергия или гидроэлектроэнергия, также может использоваться для дальнейшего снижения воздействия PHEV.
Будущее гибридов
Ожидается, что в ближайшие годы популярность гибридных автомобилей будет продолжать расти, а продажи гибридов, по прогнозам, будут продолжать расти, пока не достигнут своего пика в 2027 году, когда глобальная рыночная стоимость составит 792 миллиарда долларов.
Существует также неплохая вероятность того, что гибриды, использующие литий-ионные батареи, в конечном итоге будут вытеснены полностью электрическими автомобилями, использующими водородный топливный элемент, но эта технология все еще находится в нескольких годах от реального выхода на потребительский рынок.