Гибридные автомобили принцип работы: Гибридный автомобиль своими руками: состав гибридного агрегата

Содержание

Устройство гибридного автомобиля

Прототип автомобиля с гибридным двигателем появился еще в конце 19 столетия. Сегодня он представляет собой транспортное средство, способное при небольшой скорости не использовать топливо, а осуществлять движение за счет электрической энергии.

Гибридный двигатель – это система, состоящая из электрического и топливного двигателей. При этом, в период работы каждый может быть задействован как по отдельности, так и оба в независимых циклах.

Устройство и принцип работы

Самый распространенный режим работы гибридного двигателя заключается в том, что при движении авто на небольшой скорости, например, в черте города, используется его электрический блок.  При движении машины по трассе – в работу включается двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В случае большой нагрузки, например, при резких подъемах в гору, в работу включаются оба двигателя.

Безусловно, к плюсам такого устройства можно отнести то, что при использовании электрического двигателя, значительно сокращается расход топлива, так как он работает от постоянно восполняемой энергии аккумулятора.

Возможность, хотя бы отчасти, снизить количество выбрасываемых вредных веществ в воздух – еще один плюс гибридной системы автомобиля.

Гибриды характеризуются малой мощностью, которую помогает компенсировать ДВС.

Двигатели в гибридах могут быть как бензиновые, так и дизельные. Более того, производители газобаллонного оборудования (ГБО) разработали системы способные работать на этих автомобилях.

Пример конструкции гибрида

Устройство гибрида включает в себя:

— Двигатель внутреннего сгорания. Его устройство и размеры сконструированы таким образом, что позволяет снизить вес, вредные выбросы и расход топлива.

— Электродвигатель разработан с учетом особенностей гибрида. Его сделали не только сгенерировано работающим с топливным блоком, но и уделили особое внимание показателям мощности. Параллельно он вырабатывает энергию для подзарядки АКБ автомобиля. Может быть выполнен встроенным в силовую установку или размещаться отдельно от неё, в некоторых моделях используются сразу оба варианта.

— Трансмиссия. Работа трансмиссии гибрида фактически совпадает с ее устройством на обычных автомобилях. Но, в зависимости от вида гибридного двигателя, они могут отличаться. Коробки передач в них бывают, как гибридные с интегрированным электродвигателем, так и обычные механического и автоматического исполнения. Например, трансмиссия автомобиля Toyota устроена с разветвлением потоков мощности. Двигатель такого типа работает в режиме плавных нагрузок, что помогает значительно экономить расход топлива.

— Топливный бак. Необходим для питания топливом ДВС. Для наглядности того, что топливная система имеет ряд преимуществ, хотелось бы привести один факт в пользу этого: энергия, получаемая при сгорании 1 литра бензина сопоставима с энергией, вырабатываемой аккумулятором весом около 450 кг.

— Аккумулятор. Его главная функция – выработка достаточного уровня энергии для работы электродвигателя. В авто используется две батареи, высоковольтная и обычная на 12 (В) для питания бортовой сети. Изначально до запуска всех систем питание идет только от стандартного аккумулятора, так как для работы высоковольтной батареи и инвертора необходимо постоянное охлаждение.

-Инвертер преобразует постоянный ток высоковольтной батареи в переменный трехфазный для электродвигателя и наоборот. Также регулирует распределение энергии и управляет электродвигателем.

— Генератор. Его принцип работы такой же как у электродвигателя, но направлен на вырабатывание электрической энергии.

3 типа гибридных агрегатов

Как было уже отмечено ранее, гибридная система автомобиля представляет собой комбинирование моторов, своего рода, две разных скрещенных технологии. Технику гибридного привода характеризуют в двух направлениях – это двухтопливный или бивалентный и гибридный силовой агрегат.

Данное разделение на две комбинации силовых агрегатов определено для их классификации по разному принципу работы.

Устройство гибридного силового агрегата включает в себя двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель-генератор. Таким образом, электродвигатель это и генератор энергии, и тяговый электродвигатель, и стартер для пуска ДВС.

Существует три типа гибридного силового агрегата. Главным критерием для классификации служит исполнение основной конструкции. Следовательно, выделяют: микрогибридный силовой агрегат, среднегибридный силовой агрегат и полногибридный силовой агрегат.

Микрогибридный силовой агрегат

Концептуальная особенность данного типа привода заключается в его электрической части, которая необходима только для выполнения функции «старт-стоп». При этом, часть выработанной кинетической энергии повторно используется как электроэнергия (процесс рекуперации).


Привод исключительно за счет работы электрической тяги не возможен. Рабочие характеристики 12-вольтного аккумулятора гибрида с наполнителем из стекловолокна приспособлены к частым пускам двигателя. Также для накопления энергии от рекуперации может использоваться накопитель в виде электрохимического конденсатора.

Микрогибрид от компании Mazda

Среднегибридный силовой агрегат

Электрический привод помогает работе двигателя внутреннего сгорания. При этом, движение гибрида лишь за счет электротяги не осуществляется. У данного типа гибридного мотора электрическая энергия регенерируется при торможении, а затем накапливается в высоковольтной аккумуляторной батарее.


Устройство высоковольтной АКБ гибрида и всех его электрических частей отвечает необходимому уровню напряжения, что позволяет вырабатывать достаточно высокую мощность. В итоге, благодаря поддержке ДВС электродвигателем, его работа характеризуется максимальной эффективностью.

Полногибридный силовой агрегат

Работа двух моторов: электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания, в данном типе комбинируется между собой. Полногибридный тип позволяет машине двигаться только за счет электрической тяги и достаточно большое расстояние. При определенных условиях силовой агрегат функционирует как среднегибридный.


В этих автомобилях устанавливаются достаточно мощный электродвигатель и высоковольтные АКБ большего объема, что и позволяет им выдавать такие характеристики. Основой подзарядки батареи выступает также процесс рекуперации энергии.

Функция «старт-стоп» реализована для двигателя внутреннего сгорания, который запускается только при необходимости. А разъединение ДВС с электродвигателем осуществляется за счет установленного сцепления между ними, поэтому они могут функционировать независимо друг от друга.

Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

Автомобили-гибриды сконструированы по трем схемам взаимодействия двигателей. Рассмотрим каждую из них.

Последовательная схема взаимодействия

Данный принцип устройства представляет собой самый простой вариант автомобильного двигателя-гибрида. Его схема работы такая: крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания идет к генератору. Затем генератор вырабатывает необходимое для работы электричество и передает его в аккумулятор. Дополнительно подзаряд аккумулятора осуществляется и путем процесса рекуперации кинетической энергии. В этой схеме движение автомобиля осуществляется лишь за счет электрической тяги.


Данная схема характеризуется последовательным преобразованием энергии, т.е. энергия, поступающая от сгораемого топлива в двигателе внутреннего сгорания, превращается в механическую, далее трансформируется в электрическую за счет генератора, и затем вновь преобразуется в механическую энергию.

Положительные стороны последовательной схемы:

  1. Работа двигателя внутреннего сгорания осуществляется на неизменных оборотах.
  2. Не возникает необходимости в двигателе с большой мощностью и потреблением топлива.
  3. Коробка передач, как и сцепление здесь не нужны.
  4. Электрическая энергия высоковольтной АКБ гибрида позволяет двигаться автомобилю с заглушенным ДВС.

Отрицательные стороны последовательной схемы:

  1. На этапах преобразования энергии происходит ее потеря.
  2. Габариты и стоимость АКБ достаточно высокие.

Самый яркий представитель гибридного автомобиля с последовательной схемой взаимодействия Chevrolet Volt

Если говорить о самом подходящем варианте движения автомобиля с последовательной схемой взаимодействия, то это городской трафик с частыми остановками, когда постоянно в работу включается система рекуперации энергии.

Параллельная схема взаимодействия

Такое название эта схема получила потому что, двигатели авто работают постоянно вместе. Принцип работы данного типа взаимодействия двух модулей происходит за счет электроники авто, электродвигателя и ДВС. Оба двигателя соединены с коробкой передач по средствам планетарной передачи.


Чисто на электрической энергии такие гибриды способны ехать не продолжительное время, при этом ДВС отключается от трансмиссии сцеплением.

Блок управления распределяет крутящий момент от обоих двигателей в зависимости от режима движения автомобиля. Двигателю внутреннего сгорания отведена более важная роль, а электродвигатель запускается при необходимости дополнительной тяги, например, когда авто резко ускоряется. При торможении или плавном движении электромотор работает как генератор электроэнергии.

Электромотор внедрен в коробку передач BMW 530E iPerformance

Существуют модификации с электродвигателем отдельно от ДВС, они представляют собой сложную систему, но в тоже время эффективную. Этот модуль состоит из двух электромоторов, тягового соединенного через планетарную передачу со вторым, который служит генератором и стартером.

В такой схеме ДВС не связан напрямую с колесами, что позволяет постоянно передавать часть момента генератору и подзаряжать батарею.

Силовая установка параллельного гибрида с независимыми электромоторами

Положительные стороны параллельной схемы:

Так как основная работа отведена ДВС, то не возникает необходимости в установке мощной высоковольтной батареи. Двигатель внутреннего сгорания напрямую связан с ведущими колесами, поэтому потери энергии значительно меньше.

Отрицательные стороны параллельной схемы:

Самый главный минус данной схемы – это больший расход топлива в сравнении с другими схемами взаимодействия двигателей. Получается, что сэкономить на городском трафике не получится, наиболее удачным вариантом будет движение по трассе.

Последовательно-параллельная схема взаимодействия

Уже само название этой схемы указывает на то, что данный тип – это вариант совмещения двух ранее рассмотренных схем: последовательной и параллельной. Движение автомобиля на низкой скорости и его старт с места осуществляется только за счет силы электрической части.  ДВС поддерживает работу генератора авто, как при последовательной схеме взаимодействия. Передача крутящего момента от ДВС на колеса происходит при движении на большой скорости.

При высоких нагрузках, требующих повышенной мощности, генератор автомобиля может не выдать нужное количество энергии, и в таком случае электродвигатель питается дополнительно от аккумулятора, как при параллельной схеме взаимодействия.

В данной схеме предусмотрен дополнительный генератор, он подзаряжает АКБ. Электродвигатель необходим только для привода ведущих колес и для обеспечения рекуперативного торможения.

Часть крутящего момента, переходящая от двигателя внутреннего сгорания, уходит на ведущие колеса, а некоторая его часть – для работы генератора, который в свою очередь питает электродвигатель и заряжает АКБ.

За направление крутящего момента на колеса, генератор или электродвигатель и его соотношении отвечает планетарный механизм – распределитель мощности. Регулировкой подачи мощности из генератора и батареи занимается электронный блок управления автомобиля.

Также эта технология применяется и на гибридных полноприводных авто. На передней оси установлен ДВС с электродвигателем по параллельной схеме, а на задней только электродвигатель имеющий связь с ДВС по последовательной схеме.

Полноприводный гибрид от компании Mitsubishi

Положительные стороны последовательно-параллельной схемы:

Не сложно догадаться, что неоспоримым плюсом данной схемы гибрида является его большая экономичность топлива в сочетании с хорошими мощностными характеристиками. Ценители природы оценят ее экологичность.

Отрицательные стороны последовательно-параллельной схемы:

Среди отрицательного – это более сложная конструкция по сравнению с предыдущими схемами, и как следствие, большая цена. Поскольку необходим дополнительный генератор, емкая АКБ и сложная электронная схема управления.

Заключение

Мы рассмотрели все типы гибридов и схемы их взаимодействия, но в целом существует множество видов, которые сложно отнести к одной из них, поскольку с течением времени технологии все больше смешиваются и дорабатываются.

На одних используют гидромуфты с редуктором вместо планетарной передачи, на других экспериментируют с задним расположением ДВС или вообще разносят по двум осям ДВС и электродвигатель. Конструкторы не останавливаются на достигнутом и все больше развивают это направление.

Особенности гибридных автомобилей

Подключаемые гибриды — главный автомобильный тренд последних лет. На рынке их уже немало, причём подзаряжаемым может быть гибрид любой конструкции: и последовательный, и параллельный, и гибрид смешанного типа — тяговая батарея ведь есть у всех. Примеры: Toyota Prius PHV и Prius Prime, Mitsubishi Outlander PHEV, Ford Fusion Energi, Hyundai Ioniq, Chevrolet Volt, Volvo V60, Audi e-tron, Chrysler Pacifica, Range Rover PHEV и другие. Даже китайские автопроизводители уже делают свои версии Plug-in-гибридов. Дело не только в экономии топлива и экологичности: производителям машин важно быть в авангарде современных технологий.

В будущем PHEV-гибриды, как и электрокары, избавятся от зарядных проводов. Уже сейчас есть мелкосерийные автомобили, способные заряжать батарею силовой установки на специальных индукционных парковочных местах, по аналогии с беспроводной зарядкой смартфонов. Вот только инфраструктура городов пока не поспевает за прогрессом транспорта.

Умеренный «мягкий» гибрид (Mild Hybrid)

Наверняка вы встречали автомобили в комплектации Mild Hybrid — в народе их нарекли мягким гибридом, хотя правильнее назвать такую силовую установку «умеренным гибридом». Что же такое Mild Hybrid, и насколько он «мягок»?

Mild Hybrid — это «зародыш» гибрида: стандартный автомобиль, озеленённый энергосберегающими технологиями. За красивым гибридным термином скрывается знакомая многим система «Старт-стоп», глушащая двигатель во время остановок, но чуть более продвинутая. ДВС Mild-гибрида снабжен специальным мотор-генератором; во время движения он работает как стандартный генератор, вырабатывая ток. Когда машина останавливается и система Start-Stop глушит двигатель, мотор-генератор вступает в дело, обеспечивая работу всех систем автомобиля: электрики, отопителя, кондиционера… Водитель даже не замечает, что двигатель заглушен. При нажатии на газ двигатель моментально заводится непосредственно от мотор-генератора и автомобиль трогается.

Все о гибридах: история, принцип работы, преимущества

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

История гибридов

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

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

Это оказалось под силу японцам.

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

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

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

Принцип работы гибридной установки

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

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

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

Преимущества гибридных автомобилей

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

 

Продажи гибридов в мире

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

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

Toyota Aqua NHP10

Toyota Prius ZVW30

Toyota Prius ALPHA ZVW41W

Toyota Prius ZVW55

Toyota Vellfire ANh30W

Nissan Leaf AZEO

Honda Fit GP5

Honda CR-Z ZF2

Honda Insight ZE2

Honda Vezel RU1

Mitsubishi Outlander PHEV GG2W

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

Устройство и принцип действия гибридного двигателя

Как работает гибридный двигатель?

 

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. Автомобиль оборудован одним двигателем внутреннего сгорания и двумя электродвигателями генераторами. Двигатель внутреннего сгорания и первый электродвигательгенератор размещены под капотом. Второй электродвигательгенератор расположен на задней оси. Эта концепция используется для полноприводных автомобилей. Двигатель внутреннего сгорания и первый электродвигательгенератор через планетарную передачу могут приводить коробку передач автомобиля. И в этом случае действует правило, согласно которому одиночные мощности привода не могут отбираться для привода колёс в виде суммарной мощности. Второй электродвигатель генератор на задней оси активируется при необходимости. В связи с таким конструктивным исполнением привода высоковольтная батарея располагается между обеими осями автомобиля.

 

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,
преобразует из энергии движения в электрическую энергию только такое количество энергии, которое
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. 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.

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.

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.

Чем обернется содержание гибрида или электрокара?

Стремительный рост количества гибридных и полностью электрофицированных моделей в линейках автопроизводителей говорит о том, что идея выпуска машин с альтернативной силовой установкой завладела автокомпаниями всерьез и надолго. Осталось только понять, насколько данные транспортные средства надежны и какими проблемами грозят их эксплуатация и ремонт.

Исследовательская компания Vincentric проанализировала данные об эксплуатации 29 гибридных автомобилей и их обычных бензиновых версий. Выяснилось, что лишь семь бензоэлектрических транспортных средств оказались выгоднее с точки зрения владения по сравнению с традиционными собратьями.

Выгодным приобретением в Vincentric назвали Ford Fusion Hybrid, Toyota Prius C, Lexus CT 200h, Lexus ES300h, Lincoln MKZ Hybrid, Toyota Avalon Hybrid и Audi Q5 Hybrid. Исследователи проанализировали траты потенциальных хозяев авто за пять лет владения и ежегодном пробеге в 24 тыс. км.

Хотя гибридные машины потребляют меньше топлива, экономия по этой статье нивелируется рядом факторов. Прежде всего, машины с бензоэлектрической установкой стоят дороже обычной версии модели.

Причем изначально высокая стартовая цена далеко не всегда гарантируют высокую стоимость при последующей перепродаже такого автомобиля. Некоторые гибридные версии значительно уступают в цене на вторичном рынке своим бензиновым собратьям.

Кроме того, технологии, применяющиеся при создании современных моторов внутреннего сгорания, шагнули далеко вперед в плане топливной экономичности. Поэтому разница в расходе бензина на 100 км пробега между гибридным и обычным автомобилем сегодня не так уж и значительна.

Самые самые

Самым выгодным приобретением была признана Lexus CT 200h. Модель по сравнению с обычной Lexus IS200t помогает своему владельцу сэкономить 8728 долл. за пять лет, подсчитали специалисты Vincentric. Примечательно, что другая модель Lexus – LS600h L – наоборот, оказалась дороже во владении по сравнению с традиционной версией (LS460) на 28 тыс. долл.

Многие покупатели мечтают о том дне, когда больше не надо будет платить за бензин, а машина будет получать энергию из батареи. Однако аккумуляторы гибрида входят в десятку самых дорогих запчастей автомобиля. Стоимость источника питания достигает 6 тыс. долл.

Стоит помнить, что любой аккумулятор со временем теряет емкость, не является исключением и бензоэлектрическое транспортное средство. Ряд экспертов полагает, что срок жизни батареи составит около 10 лет. После этого ее придется менять. Причем замене будут подлежать и другие сопутствующие системы, что также потребует трат в размере 6 тыс. долл.

Также эксперты говорят о том, что вероятность поломки гибридной машины выше просто из-за того, что в ней больше проводов. А, как известно, чем сложнее система, тем больше шансов на выход из строя какого-либо ее компонента.

Первые дальнобойщики

Справедливости ради необходимо отметить, что надежность гибридов и электрокаров оценивалась ранее в основном в теории. Теперь же есть данные о реальном состоянии машин после длительных пробегов.

К примеру, Toyota Prius вполне способна проехать 321 тыс. км без замены источника питания. По данным авторитетного издания Consumer Reports, машина с таким пробегом не сильно уступает в характеристиках новой. Динамика разгона с 0 до 100 км/ч увеличилась всего на 0,4 с.

Появились и первые данные о том, насколько затратны электромобили в ремонте. Американская компания Tesloop приобрела в 2015 году Tesla Model S для перевозки пассажиров между Лос-Анджелесом и Лас-Вегасом. К настоящему времени электрокар накатал больше 300 тыс. км.

По словам представителя компании Рауля Соннада, водители в основном использовали машину в режиме автопилота, и ездила она большей частью по шоссе. После 48 тыс. км пробега автомобиль стал отправлять в офис производителя данные о том, что мотор не работает на полную мощность.

Сотрудники Tesla сами позвонили в Tesloop и сообщили о проблеме, причем перевозчик нехватку мощности двигателя даже не заметил. Тем не менее автомобиль был передан компании-производителю для устранения неисправности.

Однако наиболее часто потенциального покупателя интересует вопрос живучести аккумуляторов. Соннад уверяет, что за весь период эксплуатации деградация узла составила всего 6%. При этом машину заряжали до 100% каждый день, хотя производитель рекомендует заряд в 90% для более долгой службы.

Автомобиль компании Tesloop накатал тысячи километров

После рубежа в 321 тыс. км появились проб­лемы с расчетом пробега на заряде. Хотя в действительности пробег машины не уменьшился, машина сигнализировала о том, что энергии на поездку ей не хватит.

В Tesla объяснили неполадку несовершенством программного обеспечения. После длительной эксплуатации в аккумуляторе произошли химические изменения, которые программа не учитывает. Как бы там не было, производитель за собственный счет заменил узел, и пообещал в течение трех месяцев выпустить обновление, которое устранит проб­лему в других автомобилях.

Среди прочих расходов на содержание в Tesloop отметили необходимость замены 12-вольтового аккумулятора за 290 долл., а также покупку нового комплекта резины каждые 64 тыс. км, на что ушло в общей сложности еще 2,5 тыс. долл. Остальные расходы покрывает 8-летняя гарантия. Поэтому даже тормозные колодки менялись за счет производителя.

Стоимость восстановления

Примечательно, что, судя по отзывам владельцев Tesla, проблемы с ремонтом не касаются силовой установки. Больше всего хозяев авто расстраивает стоимость восстановительного ремонта кузовных деталей.

Как рассказал один из владельцев, ночью на парковке он зацепил ограждение, двигаясь на машине со скоростью пешехода. В результате на левой передней части Tesla остались царапины. Хотя на безопасности автомобиля это никак не сказалось, компания-производитель предложила провести ремонт в специальном авторизированном сервисе Tesla.

Специалисты сервиса оценили ремонт в 9600 долл., чего, мягко говоря, владелец не ожидал. В ответ на просьбу подыскать ему другой авторизированный центр, хозяину транспортного средства предложили починиться за 500 км от места его жительства. В сердцах владелец электрокара написал, что никогда бы не купил автомобиль, зная, во сколько обойдется незначительный ремонт.

Большие затраты ждут владельцев при ремонте кузова электрокара

Еще один покупатель электромобиля также рассказал о небольшой вмятине на арке заднего колеса. Авторизированный центр запросил 4 тыс. долл. за ремонт, обещая провести его в течение шести недель. Кроме того, сервисмены для восстановления арки собирались снять заднее крыло и бампер.

Помимо прочего такой ремонт означал, что факт починки попадет в отчеты СARFAX, чего владелец, естественно, не хотел. В конечном счете хозяину Tesla повезло, он нашел независимого механика, который согласился выполнить необходимую работу за 1300 долл., без отчета для страховой компании.

Стоит того

В ответ на недовольство участников форума представители Tesla заявили, что, если в первом описанном инциденте на парковке поцарапанными оказались двери и бамперы, то объявленная сервисным центром цена в 9600 долл. могла быть оправданной.

Как объяснили в Tesla, установка новых алюминиевых деталей на половине кузова – это большие расходы с точки зрения финансов и труда. Одни бамперы стоят уйму денег, а детали еще необходимо обработать песком, покрасить и покрыть лаком.

Скорее всего, Tesla хочет, чтобы ее автомобили всегда выглядели как новые, и тем самым привлекали новых покупателей. Создание имиджа стоит недешево. Согласно данным агентства Reuters, расходы Tesla на гарантийный ремонт одного автомобиля превысили в 2015 году показатели таких компаний как GM, Ford и Daimler.

За весь период эксплуатации деградация узла составила всего 6%

Специалисты оговариваются, что конкретные суммы на гарантийный ремонт производители обычно не раскрывают. Однако посчитать примерные расходы можно, зная другие открытые показатели – количество поставленных машин, общие расходы на выплаты по гарантии и сумму зарезервированных средств на эти цели.

По данным Reuters, в среднем Tesla тратила 1043 долл. на ремонт одной машины, еще 2306 долл. на транспортное средство зарезервировано на будущие расходы. По сравнению с предыдущим годом показатели снизились на 17 и 34% соответственно.

Для сравнения, в среднем гарантийный ремонт автомобиля GM требует 400 долл., Ford – 429 долл., Daimler – 970 долл.

Страна непуганых электроводов

Между тем в США интерес к гибридным и полностью электрическим автомобилям не ослабевает. По информации Американской федерации потребителей (Consumer Federation of America), американцы все чаще задумываются о покупке машины с альтернативной силовой установкой, причем больше всего энтузиазма проявляют молодые люди.

Проведенное федерацией исследование говорит о том, что в продаже появляется все больше электромобилей. Цены на них уже не сильно отличаются от цен на транспортные средства с традиционными двигателями. Специалисты также отметили еще одну тенденцию – продажи полностью электрических машин превзошли объемы реализации гибридов в первые годы на рынке.

Наконец, накопились данные для оценки надежности альтернативных силовых установок

«Интерес к покупке электромобилей растет на фоне большей их доступности и привлекательности, – отметил директор федерации по связям с общественностью Джек Гиллис. – Неудивительно, что продажи электрокаров в первые четыре года присутствия на рынке росли быстрее, чем объемы реализации гибридов за тот же временной отрезок».

В проведенном организацией телефонном опросе в масштабах всей страны приняли участие более тысячи респондентов. Как свидетельствуют результаты, возможность приобрести транспортное средство с альтернативной силовой установкой показалась привлекательной 36% участников. В августе 2015 года данный показатель составил 31%.

Уровень заинтересованности покупкой, естественно, оказался неодинаковым для разных возрастных групп. Так, 50% американской молодежи (от 18 до 34 лет) привлекает идея покупки электрокара.

Знают, значит купят

Также выяснилось, что, чем больше потребитель знает о машине на аккумуляторах, тем больше шансов на то, что он ее купит. 55% из тех, кто заявил о том, что хорошо разбирается в транспортных средствах с альтернативной силовой установкой, проявляет интерес к покупке такого автомобиля. Для тех, кто ничего не знает, показатель составил 22%.

Кроме того, респондентам задали такой вопрос: будете ли вы рассматривать возможность приобретения электрокара при покупке следующего автомобиля, если его стоимость будет сопоставима с машиной, под капотом которой установлен бензиновый агрегат, затраты на содержание и техническое обслуживание окажутся меньше, пробег на одной зарядке составит более 321 км, а на зарядку потребуется не больше часа?

Положительный ответ дали 57% опрошенных, из тех, кто разбирается в электромобилях, утвердительно ответили 62%, среди молодежи «да» сказали 70%. «По мере появления на рынке новых молодых покупателей предлагается все больше привлекательных моделей машин с электромотором, – отметил Гиллис. – Поскольку потребители все больше интересуются новинками, мы прогнозируем значительный рост числа заинтересованных в покупке американцев».

Ремонт на несколько тысяч долларов

Когда Американская федерация потребителей спрашивала американцев о готовности приобрести электромобиль, перечисляя его основные характеристики, делала она это не просто так. Дело в том, что в следующем году на американском рынке появятся два автомобиля с примерно такими же характеристиками – Chevrolet Bolt и Tesla Model 3, стоимость которых составит соответственно 30 тыс. долл. и 27,5 тыс. долл. На зарядку им потребуется час или два.

Помогут в продвижении

Авторы исследования не скрывают, что результаты опроса будут использованы для дальнейшей популяризации электрического транспорта. «Наша цель рассказать обществу об имеющихся возможностях и тем самым повысить заинтересованность в изучении электрокаров», – пояснили в организации.

Аккумуляторы будут становиться доступнее, в продаже будут появляться все новые доступные модели, поэтому нет сомнения в том, что в конечном счете автомобили с альтернативной силовой установкой уведут значительную часть клиентов у моделей с двигателем внутреннего сгорания, считает Гиллис.

Ложка дегтя

Судя по отзывам экспертов, производители электрокаров и гибридов, стремясь добиться идеальной работы силовой установки, уделяли привычным вещам типа замков дверей меньше внимания. Это вылилось в многочисленные нарекания со стороны владельцев. Однако последующие поколения авто были менее подвержены подобным проблемам.

К примеру, Consumer Reports призывает потребителей воздержаться от покупки BMW i3 2014 года выпуска из-за недостаточной надежности автомобиля. Та же рекомендация относится и к Nissan LEAF 2013 модельного года.

Тем не менее модели LEAF выпущенные после 2013 года уже оцениваются как достаточно надежные. Похожая ситуация и с Tesla, Consumer Reports не советует приобретать ранние модели, отмечая возросшую надежность последних версий электрокара.

Исходя из последних данных о длительных пробегах, гибриды и электрокары последнего поколения догоняют по надежности своих традиционных собратьев. Основная проблема владельцев – потеря стоимости при перепродаже.

  • Андрей Филатов

Плагин-Гибридные Авто PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle

ПЛАГИН-ГИБРИДНЫЕ АВТО PHEV 

Популярные марки плагин-гибридных автомобилей

Плагин-гибридный автомобль - PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

Подключаемый гибрид почти не отличается от обычного автомобиля с гибридной установкой — это тот же рабочий дуэт бензинового мотора и электродвигателя. Существует одно отличие — в плагин-гибриде установлены более емкие батареи, которые можно зарядить и от специализированного зарядного устройства, и от домашней розетки. Подключаемый гибрид способен преодолевать длительные дистанции без использования топлива — от 30 до 100 км.

Принцип работы плагин-гибридных автомобилей

Плагин-гибридное авто — это полноценное транспортное средство, способное ехать исключительно на электрической тяге до момента исчерпания заряда аккумуляторных батарей. После этого в действие вступает двигатель внутреннего сгорания, но его усилия направлены не на вращение колес, а на выработку энергии для питания аккумуляторов электродвигателя. 

В основе подзаряжаемой гибридной модели является силовая установка, которая состоит из электрического и бензинового двигателей. В плагин-гибриде первую роль играет электрический мотор, который движет машиной. ДВС на бензине включается в работу, если сильно нажать на педаль газа или быстро набрать скорость. При этом емкости батареи может быть достаточно для продолжения езды. Подобный силовой механизм дает плагин-гибриду следующие “фишки”:

  • минимальный показатель затрат топлива;
  • внушительный запас хода;
  • звание “наиболее экологичной версии транспортного средства с ДВС”;
  • экономия горючего;
  • снижение выбросов углекислого газа в атмосферу.

Производители предлагают широкий выбор модификаций машин с рабочим дуэтом “ДВС+электромотор”. Существуют сотни сервисов и тонны оборудования. В чем же главный секрет подключаемого гибридного автомобиля? Все дело в аккумуляторах, точнее в материале, из которых они изготовлены. Давайте рассмотрим подробнее.

  • Свинцово-кислотные батареи словно палка о двух концах — с одной стороны наиболее доступные, с другой — снижают запас хода. Аккумулятор производит умеренное количество энергии — 2-3 кВт*ч.
    • Минусы: недолговечность, низкая производительность (нужно использовать более крупные блоки).
    • Плюсы: доступность, достаточная безопасность.
  • Никель-металлгидридные батареи занимают среднюю позицию в рейтинге “энергетического разнообразия”. Гармоничное соотношение стоимости и аккумулированной энергии. Источник производит около 4-5 кВт*ч.
    • Минусы: средняя производительность.
    • Плюсы: долговечность, безопасность.
  • Литий-ионные аккумуляторы пока что стоят на вершине эволюции АКБ. Запас бортовой энергии достигает 9-18 кВт*ч. С такой батареей пробег плагин-гибрида увеличивает на 60-100 км.
    • Минусы: высокая стоимость (может стоить более 5 000$).
    • Плюсы: легкие блоки, большое количество энергии, безопасность, долговечность, наращивание запаса хода.

Купить Chevrolet Volt в наличии в Украине

https://carusell.mobi/products/category/avto-v-nalichii

Купить Chevrolet Volt в США на аукционе Копарт

 https://www.copart.com/ru/search/chevrolet/?displayStr=Chevrolet&from=%2FvehicleFinder

Преимущества использования плагин-гибридных автомобилей

В подзаряжаемом гибриде объединились достоинства электромобилей и обычных машин с ДВС. Водители подключаемых гибридных агрегатов на небольшие дистанции ездят на чистом электричестве. Уменьшенный топливный мотор используется для частичной/полной подзарядки аккумулятора или в роли “основного двигателя прогресса”, то есть самого автомобиля. Если брать в расчет экономию горючего, то плагин-гибриды обладают значительными преимуществами по сравнению с другими модификациями:

  • движение на биотопливе (85-процентный этанол или биодизель) способно полностью исключить использование бензина;
  • некоторые модели подзаряжаемых гибридов достигают в два раза больше топливной экономичности, чем бензиновый аналог тех же размеров и с подобными характеристиками;
  • подключаемая гибридная машина вдвое выгоднее в плане экономии горючего, чем стандартный гибрид.
Недостатки владения плагин-гибридными авто

Автомобили с совместной силовой установкой ДВС и электромотора вызывают все больше интереса у обычных покупателей. Несколько диагностических центров продемонстрировали данные — подключаемый гибрид потребляет от 15 до 50% меньше горючего, чем бензиновый или дизельный аналог. Несомненный плюс — отсутствие риска остаться на дороге с разряженной батарей. Однако без ложки дегтя в бочке меда не обошлось.

Основной недостаток смешанного силового механизма — это стоимость ремонта электрических систем. Хотя плагин-гибрид и имеет себестоимость ниже машин с ДВС и высокую норму прибыли, это не мешает подобным моделям обходиться дороже. Причина кроется в человеческом восприятии: крутость подключаемого гибрида можно сравнить с продукцией Apple — оба товара считаются продвинутыми, модными, поэтому люди согласны выложить более крупную сумму.

Почти 80% неисправностей электрических систем плагин-гибрида касаются инвертора, который заряжает батарею во время работы бензинового двигателя. Механизм сгорает и автомобиль не заводится. Однако поломок и дорогого ремонта можно избежать. Необходимо раз в год отправлять машину на профилактику питания инвертора и систем охлаждения. Также электроника боится пыли и грязи. В этом случае поможет не допустить поломки своевременная замена свечей.

Каковы будущие перспективы PHEV?

Мировая автопромышленность быстро движения в сторону электрификации. За последние 5-10 лет почти все автомобильные компании выпустили собственные гибридные машины с подзарядкой от бытовой сети. Для покупателя доступны подключаемые гибриды Chevrolet Volt 1 и 2 поколения, Mitsubishi Outlander PHEV, Volvo XC90 T8 PHEV и др. В следующем году в стране также увеличится количество плагин-гибридов из-за уменьшения таможенных ставок. Пока что б/у автомобили из США со смешанной силовой установкой более популярны из-за стоимости. Цена нового-плагин-гибрида на 20-30% дороже, чем бензинового аналога.

Купить плагин-гибридный автомобиль Chevrolet Volt из США Вы можете у компании CARuSELL Motors из наличия в Украине, или машин, которые в пути или под заказ из США, а также обратившись  по телефону 050 277 65 07
Подключаемые гибриды - отличный способ сэкономить на топливе и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Рекомендуем рассмотреть вариант покупки

АВТО ИЗ США

ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНО:

Гибридный автомобиль Chevrolet Volt →

Chevrolet Volt 2018 характеристики, обзор и фото →

Chevrolet Volt 2012 - Chevrolet Volt 2016, характеристики →

Chevrolet Volt обзор авто из Америки →

Шевроле Вольт плагин-гибрид из США →

Chevrolet Volt - электромобиль с увеличенным запасом хода →

Растаможка электромобилей 2019 →

Электромобили - главные преимущества покупки →

Купить бу Авто в Украине, советы при покупке  →

Часто задаваемые вопросы при покупке авто из США →

Покупка авто в США на аукционе. Как правильно купить бу авто  →

Срок доставки авто из Америки →

ЭКО ТРАНСПОРТ ИЗ США

   

&nbsp

Как работают гибридные автомобили? Внутренняя структура и базовый принцип

Последнее обновление 16 января 2019 г.

Большинство водителей в мире никогда раньше не водили гибридные автомобили. Все, что они знают об этих гибридных автомобилях, - это то, что они работают от бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя с питанием от батареи. Но немногие из них знают, как эта комбинация на самом деле заставляет машину работать. На самом деле у водителей есть выбор между количеством электроэнергии от электродвигателя, которое они могут использовать для своего вождения, и количеством бензина, которое они получают от двигателя внутреннего сгорания.

Обычно водитель использует как двигатель, так и электродвигатель, чтобы сберечь энергию батареи и бензин. Батарея внутри гибридного автомобиля намного больше, чем у обычного обычного автомобильного аккумулятора. Гибридная батарея не только должна обеспечивать питание основных аксессуаров, таких как кондиционер и радио, но и обеспечивать некоторую часть движения автомобиля. Это требует, чтобы это была гораздо более массивная батарея, которая стоит тысячи долларов и прослужит около 100000 миль.

Читайте также: Средний срок службы аккумуляторной батареи гибридного автомобиля

Шесть основных характеристик внутренней структуры гибридного автомобиля

Чтобы понять, как работает гибридный автомобиль, вы должны понимать его внутреннюю структуру. Ниже приведены 6 основных особенностей его структуры.

  1. Топливный бак - У вас все еще будет топливный бак для хранения бензина, как в обычном автомобиле. Благодаря передовым технологиям в гибридных автомобилях не нужно будет расходовать столько газа.У вас будет более высокая топливная экономичность и, как следствие, меньше выбросов.
  2. Трансмиссия - В большинстве гибридных автомобилей по-прежнему будет использоваться обычная трансмиссия, которую можно найти в обычных бензиновых автомобилях. Однако есть новые трансмиссии, которые строятся специально для некоторых гибридных автомобилей, таких как Toyota Prius.
  3. Аккумуляторы - Аккумуляторы питают электродвигатель гибридного автомобиля. Не только это, но и аккумуляторы могут получать энергию от электродвигателя.Это один из способов сохранить продолжительность их жизни.
  4. Генератор - Если у вас серийный гибридный автомобиль, у них есть генератор, работающий от бензинового двигателя. Оттуда генератор может вырабатывать мощность для электродвигателя и помогать перезаряжать аккумулятор. По сути, это способ преобразования бензина в электрическую энергию для двигателя и аккумулятора.
  5. Электродвигатель - это особенность, которая делает гибридный автомобиль особенным.Электродвигатель может ускорять автомобиль, получая энергию от аккумулятора. Однако он также может вернуть энергию аккумулятору, если вы замедляете движение автомобиля.
  6. Бензиновый двигатель - Гибридный автомобиль по-прежнему имеет бензиновый двигатель. Он остается основным источником энергии транспортного средства, поскольку 1 галлон бензина имеет такую ​​же энергию, как полтонны заряда аккумулятора.

Дополнительная информация

Некоторые гибридные автомобили можно подключить для подзарядки аккумулятора, в то время как другие не имеют такой возможности.Подключаемые гибриды считаются электромобилями, а гибриды, которые нельзя подключить, не являются электромобилями. Те, которые вы можете подключить, обычно имеют функцию «только электрического привода», которая позволяет вам приводить в действие механизм полностью с помощью электродвигателя. Единственная проблема в том, что вы можете ездить только на низкой скорости от 10 до 30 миль в час. Электродвигатель недостаточно мощный, чтобы разгонять автомобиль быстрее, не задействуя бензиновый двигатель для увеличения мощности. Если вы попытаетесь ехать со скоростью более 30 миль в час в режиме «только электрический привод», то вы быстро разрядите заряд аккумулятора и будете вынуждены ехать только на бензине, как в обычном автомобиле.

2,972 Как работают гибридные электромобили


ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Преобразуйте накопленную химическую энергию в механическую, чтобы управлять транспортным средством, полезным и экологически безопасным способом.

ДИЗАЙН-ПАРАМЕТР: Гибридный электромобиль.
Система, включающая батареи, электродвигатели, генератор и второй источник крутящий момент с источником топлива.Вторым источником крутящего момента часто является внутреннее сгорание. двигатель, работающий на бензине. В других случаях это может быть I.C.E. работающий на водороде, дизельный двигатель, небольшая газовая турбина / генератор или двигатель Стирлинга (последние два H.E.V. все еще в значительной степени теоретические).


ПОЧЕМУ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ?

Все любят машины, они удобны, быстро доставят из машины место в другое. Все ненавидят загрязнение, оно делает растения и животных счастливыми. окружающая среда недовольна.H.E.V. это компромисс. Чистые электромобили, а выбросы «бесплатно», не может преодолевать расстояния или обеспечивать питание (для любой увеличенной длины время) автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания загрязняют окружающую среду. H.E.V. сочетают в себе и то, и другое, поэтому автомобиль может ехать так далеко и так долго, как хотелось бы большинству людей. и выделяют лишь часть вредных газов, выделяемых автомобилями с двигателем внутреннего сгорания. H.E.V. делает это путем балансировки того, когда и как используется каждый двигатель. На шоссе, когда внутренний двигатели внутреннего сгорания наиболее эффективны, и там, где батарея будет разряжена очень быстро в электромобиле I.C.E. Для более коротких поездок по городу электродвигатель используется либо исключительно, либо таким образом, что I.C.E. также работает, при максимальной эффективности.


ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА:

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

Накопитель энергии: Аккумулятор (для электродвигателя) - обычно обычный автомобильный аккумулятор, но различается от машины к машине. Другие накопители энергии, такие как маховики и «ультраконденсаторы» не исследованы так полно, как батареи, но могут быть видел в будущем.

Топливный элемент - бензин или дизельное топливо для среднего коммерческий автомобиль, проводятся другие исследования водорода и других потенциальных источников топлива.

Преобразователь энергии / «Коллектор»: Генератор - Генератор преобразует электрическую энергию от батареи в механическую вращательную и преобразует вращение обратно в энергию для зарядки аккумулятора.Источник крутящего момента может быть либо I.C.E. или вал колеса в режиме рекуперативного торможения (см. ниже).

Управление: трансмиссия, различные компьютеризированные и механические системы управления. Системы управления сильно различаются от автомобиля к автомобилю. Как и описанный ниже, они все могут переключать свой режим привода с электрического на I. C.E., в режим, в котором двое работают сразу.

На шоссе, когда двигатели внутреннего сгорания наиболее загружены эффективный, и если в электромобиле батарея разряжается очень быстро, Я.C.E. Для более коротких поездок по городу используется электродвигатель. исключительно или таким образом, чтобы I.C.E. также работает с максимальной эффективностью.


КАК ВСЕ ПОДХОДИТ ВМЕСТЕ:

Есть две основные геометрии H.E.V. системы: параллельные и последовательные.

Параллельный

Схема Параллельная система

Серия

Схема Система серии

СИСТЕМА ПРИВОДА И ВСЕ ЕЕ ПОДГОТОВКА ВМЕСТИМОСТЬ В ВАШЕМ АВТОМОБИЛЕ: ЧАС. Е.В. системы привода очень сложны и различаются значительно от автомобиля к автомобилю. Батареи в целом сбалансированные - они либо расположены по центру или распределены между передней и задней частью автомобиля, потому что они тяжелые и занимают большой объем. Все остальные компоненты расположены для максимальной эффективности и удобство (во множестве различных конфигураций). Количество электродвигателей варьируется, так как делает неэлектрический источник крутящего момента. Наличие двух источников питания делает переключение механизм необходим.Большинство H.E.V. системы также позволяют использовать I.C.E. (или другие неэлектрические двигатель) и электродвигатели должны работать одновременно.
Way Cool Прозрачный Вид возможного H.E.V. Система в автомобиле

На этом рисунке показана только одна возможная система привода - например, при выборе тип батареи, неэлектрический источник крутящего момента и почти все остальное, что связано с высоковольтным оборудованием, варианты бесконечны.


ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:

Поток мощности через гибридную систему, а также эффективность и механика компонентов и соединений в нем составляет самую важную физику в H.E.V. Что касается используемых компонентов, объект H.E.V. дизайнер должен подключить и контролировать каждую часть, чтобы достичь максимальной эффективности.
Двигатель внутреннего сгорания наиболее эффективно работает на скоростях шоссе, поэтому его используют в одиночку на шоссе.Однако это очень неэффективно при остановке и движении. An электродвигатель скоро разрядит свою батарею в долгой поездке по шоссе, но может управлять автомобиль эффективно проходит через городское движение без выбросов в город Атмосфера. Конечно, есть промежуточные режимы движения, когда оба I.C.E. и электродвигатели работают в тандеме, как при ускорении автомобиля.
Поток мощности через приводной механизм зависит от устройства системы и несколько муфт, которые входят в зацепление и отсоединяют компоненты от узла. В следующих схемы (переходите по ссылкам):

соленоид муфты №1 контролирует соединение между I.C.E. и генератор.
Соленоид муфты №2 контролирует соединение между I.C.E. и трансмиссия.
муфта свободного хода # 3 контролирует соединение между I.C.E. и система.
обгонные муфты № 4 и 5 контролирует соединения между электродвигателями и системой.

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


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


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


Мощность передается от колес к первичному ведущему валу, а затем через трансмиссия через вторичный приводной вал и к генератору, и, наконец, к батареи. Это происходит во время рекуперативного торможения. Электромагнитные муфты 1 и 2 включены, все остальные сцепления выключены.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через приводной вал 2, к трансмиссии, а затем к ведущему валу 1 и шинам.Энергия также течет из I.C.E. через приводной вал 2 и к генератору. Обгонная муфта 3 и соленоид сцепление 1 включено, все остальные выключены.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный ведущий вал к трансмиссии, затем через первичный приводной вал и шины. В I.C.E. также подает питание на генератор через электромагнитную муфту 1, а затем на батареи.Кроме того, электродвигатели обеспечивают питание первичного приводного вала через передача инфекции. Все сцепления включены.


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

Если: T (t) = крутящий момент

Вт (т) = частота вращения колеса (оборотов / время)

P (t) = Мощность = T * W

Вал колеса, вращающийся со скоростью = W и с крутящим моментом = T, генерирует мощность P, все функции времени. Сила от колес замедлит машину вниз, что обычно нежелательно, за исключением торможения. Когда тормоза нажаты, вал генератора соединен с валом колеса, поэтому его можно вращать силой колес. Затем генератор преобразует эту механическую / вращательную мощность в электрическую. мощность:

[ПРОВЕРИТЬ МАТЕМАТИЮ !! ИЛИ БУДУТ УДАЛЕНЫ]

Для генератора постоянного тока:

a = a (N, B, l, r) = константа (для конкретный генератор)

В (t) = напряжение

I (t) = ток = a * T, и

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

, тогда: I = (W / V) * T и

В = В / В * Ш

Таким образом, выходная электрическая мощность равна P = V * I = T * W, если предположить, что потери на трение незначительны.Этот электрический затем энергия используется для зарядки аккумулятора автомобиля, сохраняя его для будущего использования.

H.E.V. также заряжает аккумулятор с помощью I.C.E. через тот же процесс, когда автомобиль находится в движении. Контроллер контролирует состояние аккумулятора и скорость I.C.E. при низком заряде батареи и I.C.E. скорость высокая, подключается приводной вал двигателя к генератору, потребляющий энергию от I.C.E. заряжать батарея. Поскольку этот контроллер установлен, автомобиль не теряет мощность при ускоряется, поднимается на холм или иным образом нуждается в полной мощности.


ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА:

Производительность H.E.V. ограничен своей эффективностью и его способность нести собственное топливо. Емкость аккумулятора и плотность энергии топлива одинаковы. ограничения на количество мощности, которое может выдержать транспортное средство.

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

Удельная энергия
(Вт-ч / кг)
Удельная мощность
(Вт / кг)
Ориентировочная стоимость
($ / кВтч)
Примерный срок службы
(циклы разряда до 80%)
Свинцово-кислотный 35 200 125 450
NiCd 40 175 600 1250
NiMH 70 150 540 1500

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

Вт-ч / кг = ватт-часы / килограмм - количество часов, за которое стоит 1 кг батареи может обеспечить определенное количество ватт мощности.

Вт / кг = ватт / кг - количество ватт, которое может обеспечить батарея на 1 кг.

$ / кВт-ч = долларов / киловатт-час - количество денег за каждый час электроэнергии затраты, мощность измеряется тысячами ватт.

Циклы до 80% DOD (глубина разряда) - батарея циклически проходит через химическая реакция (которая зависит от ее типа) для выработки электроэнергии. Это количество циклов, которое может обеспечить каждая батарея, прежде чем она окажется в пределах 80% разряд (состояние, при котором нет падения напряжения на батарее, поэтому она может не обеспечивают питание).Указанные числа не учитывают пополнение счета.


УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Не отправлено


ГДЕ НАЙТИ ГИБРИДНЫЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ:

Toyota, Ford, GM, Honda, Saturn . .. все основные машины компания уже разработала или находится в процессе разработки H.E.V. Много других, Также участвуют более мелкие компании, частные и государственные исследовательские агентства.


ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Интернет-каталог Альтернативные виды топлива и современные автомобили

Министерство энергетики / Национальное Страница

лаборатории возобновляемой энергии HEV Система привода

: Патент США № 5667029

Общее: Патент США № 05343970


Как работают гибридные автомобили с подключаемым модулем

В то время как Vue сможет работать на своем бензиновом двигателе после того, как батарея разрядится, двигатель Chevrolet Volt Concept будет получать питание исключительно от электрической батареи.Этот концептуальный автомобиль больше всего известен тем, чего у него нет, чем тем, что он делает. Не гибрид в обычном понимании, бензиновый двигатель Volt никогда не приводит в движение колеса автомобиля. Вместо этого, в случае, если заряд автомобильной сети разряжен, небольшой бензиновый двигатель используется для питания генератора, обеспечивающего резервное электричество. Поскольку бензиновый двигатель никогда не передает мощность непосредственно на ведущие колеса, Volt не требует традиционной трансмиссии.

Относительно легкий и компактный трехцилиндровый двигатель Volt весит меньше, чем аккумуляторная батарея дальнего действия, и занимает меньше места.Резервный газ обеспечивает дополнительный диапазон, а также гибкость, обеспечивая немедленную подачу электроэнергии, когда время для полной зарядки аккумулятора может быть недоступно.

Объявление

Несмотря на то, что на Североамериканском международном автосалоне 2007 года в Детройте был показан только с бензиновым двигателем, Chevrolet заявляет, что резервная мощность Volt также может быть обеспечена дизельным двигателем или водородным топливным элементом.

Хотя стилизованный двухместный Volt не является вероятным кандидатом для производства, его электрическая трансмиссия с газовым приводом может когда-нибудь найти свое место в модельном ряду Chevrolet.

Более традиционный по внешнему виду, Ford Edge с HySeries Drive Concept демонстрирует технологии, очень похожие на Volt. Представленный на Вашингтонском автосалоне 2007 года, Edge HySeries оснащен электрическим приводом, который питается либо от заряжаемой аккумуляторной батареи, либо от водородного топливного элемента.

В отличие от Volt Concept, в котором используется другой источник питания в качестве дополнения к подзарядке, Edge HySeries использует подзарядку от подключаемого модуля в качестве резервного источника питания топливного элемента.

Топливные элементы, такие как в HySeries, вырабатывают электричество, используя водород в качестве топлива. Поскольку оборудования для заправки водородом мало, подключаемый к электросети резервный источник питания добавляет столь необходимый диапазон и безопасность.

В то время как Volt является чисто концептуальным автомобилем, Edge HySeries полностью функционален, хотя в ближайшем будущем вряд ли появится подобное серийное транспортное средство.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *