Машины с гибридным двигателем: Все 14 гибридов, которые есть у России :: Autonews

Принцип работы гибридных автомобилей

Несмотря на то, что гибридный транспорт или HEV (гибридное электрическое транспортное средство) сейчас – объект пристального внимания, а количество таких транспортных средств стремительно растет, не все понимают что значит гибридный автомобиль. Гибридный автомобиль – это транспортное средство, которое оснащено гибридным двигателем. Он представляет собой комбинацию двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электромотора. Работать ДВС и электромотор могут вместе и автономного (по отдельности в независимых циклах).
Многие считают, что появление гибрида произошло в 21-м веке, но на самом деле гибриды существуют с самого начала машиностроения. Ещё в начале 20-го века гибридные авто сконструировали инженеры Генри Пайперу, Фердинанд Порше. Конструкция была очень перспективная, но дорогостоящая. В силу того, что в это же время Генри Форд поставил на конвейерный поток выпуск машин с топливным баком, интерес на рынке к машинам с гибридным мотором было сложно поддержать.
На некоторое время интерес к конструкции был утерян, но в начале 70-х годов интерес к гибридам снова возвратился. Стимулом стало повышение требований к экологическим характеристикам транспорта. Особенно активно над конструированием, выпуском автомобилей с гибридной установкой стали думать в Германии, Японии. 
И первый массовый выпуск автомобилей c агрегатом, который сейчас и принято называть устройством гибрида, был сделан в Японии. Но произошло это не в семидесятых, а уже в девяностых годах прошлого века. Первым транспортным средством, представляющим автомобили с гибридным двигателем, стала легковая машина Toyota Prius.  Определённая аудитория с настороженностью отнеслась к тому, что бензиновый двигатель транспортного средства имел ограниченный диапазон оборотов. Однако по факту проблемой это не стало. Ведь при необходимости автомобилист получил возможность подключать электродвигатель для тяги. А вот батареи с низкой ёмкостью оказались проблемой, впрочем, как  и стимулом для дальнейшего развития. Теперь, когда на рынке авто присутствует уже 4 поколения гибридных авто, те же Toyota Prius с гибридной установкой оснащаются емкими эффективными никель-металлогидридными батареями.

Устройство и принцип работы

Стандартный гибрид составляют:

ДВС. Его вес и объём традиционно меньше, чем у классических авто с топливной системой. Дефорсирована (уменьшена) и мощность. Большинство моделей работает не по традиционному циклу Отто, а по мягкому циклу Аткинсона или Миллера. У ДВС с мягким циклом эффективно сжигается топливо, улучшен газообмен в цилиндрах, уменьшено детонационное сгорание в режиме полной нагрузки, уменьшено разрежение (соответственно, меньше насосные потери). Цикл Миллера популярен у двигателей Volkswagen.  Цикл Аткинсона активно используют концерн Toyota, Mazda, Lexus. Если  в цикле Отто впускной клапан закрывается почти сразу, то в мягких циклах Аткинсона и Миллера клапан закрывается на половине пути при направлении к верхней мертвой точке. Сжатие происходит значительно позже нежели чем при цикле Отто у традиционных ДВС. Это благоприятно сказывается на экологических нормах.  Казалось бы, почему тогда мягкий цикл не хотят использовать не на гибридах. Дело в том, что  этот цикл плохо подходит при работе двигателя на малых оборотах. ДВС может элементарно заглохнуть. Для обычного – не гибридного транспортного средства это недопустимо. Но у гибридов два мотора. И легко подстраховаться.

Электромотор. Не просто способен запустить машину, а открывает возможности для того, чтобы получить электроэнергию, которая будет использоваться для подзарядки АКБ. Может быть выполнен встроенным в силовую установку или размещаться автономно.

Трансмиссия. Передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.  Компоненты такие же,  как у иного автомобиля: главная и карданная передачи, полуоси, дифференциал для распределения крутящего момента, сцепление, коробка передач. Конкретное количество элементов трансмиссии зависит от схемы гибридной установки. Например, у решения с последовательной схемой не полностью отсутствует сцепление и коробка передач. Если же  коробка передач – в наличии, то в  трансмиссии  гибрида может быть механического, автоматического, гибридного исполнения. Последний вариант распространен, например, у машин Toyota. В этом случае есть полное разветвление потоков мощности. Благодаря трансмиссии с такой коробкой нагрузки на двигатель снижаются, расход топлива ДВС – меньше. Если вам нужен практический опыт по работе с трансмиссией, то на базе LCMS есть специальный полезный модуль “Анализ ситуации: гибридная и электрическая трансмиссия”.

Топливный бак . На небольших легковых гибридах стоят баки с объёмом до 50 л, на кроссоверах и бизнес-седанах – 60- 70 мл.

Аккумулятор. На транспортное средство монтируется высоковольтная и обычная батарея на 12 (В) для питания бортовой сети. До запуска всех систем транспортного средства питание идет от 12-Вой батареи, и только потом в работу включается высоковольтная батарея (она может функционировать только при создании условий полного охлаждения).

Генератор. Вырабатывает электроэнергию. Минимизируя нагрузку на ДВС.

Инвертор. Плавно изменяет величину напряжения.  Используется для распределения энергии, для выработки высоковольтной батареей трехфазного тока.

Принцип работы гибридного автомобиля

При отсутствии бензина машина способна работать только от электромотора, при разрядке – от ДВС, но в обычном режиме задействованы оба двигателя. Работа осуществляется за счет синхронной работы бензинового и электрического двигателей. При совместной работе топливный двигатель выполняет основную работу по созданию вращательного момента, выработке энергии для аккумуляторной батареи, а электромотор снимает с ДВС нагрузки, минимизирует резкие колебания, снижает количество вредных выхлопов, увеличивают запас хода. При одновременной работе ДВС и электромотор помогают работать друг другу.  ДВС заставляет двигаться генератор, за счёт этого электромотор получает дополнительную энергию. Электромотор, в свою очередь, снижает разгонные нагрузки ДВС, позволяя работать без резких разгонных нагрузок.

Особенности гибридных автомобилей

Одна из главных особенностей гибридов – компромиссность. Автомобилисты отмечают эффективное объединение преимуществ автомобилей с ДВС и транспортных средств с мотором. Транспортные средства помогают сэкономить на топливе. Сильно экономия ощутима при езде в условиях интенсивного городского трафика, наличия пробок. Особенно это заметно у транспортных средств с системой рекуперации.  А она есть у большинства современных гибридов. С помощью системы рекуперации можно возвращать энергию. Например, когда авто постоянно тормозит, мотор выполняет функцию генератора, осуществляет зарядку батареи. Пользователи, испытывающие опасение из-за оснащённости транспортного средства высоковольтными батареями, приобретая современные гибридные автомобили могут быть уверены в безопасности: производители оснащают машины многоуровневыми автоматическими системами защиты (от поражения электротоком). Силовые конструкции, крепления транспортных средств делают из композитных материалов (углеродное волокно, карбон), лёгких металлов (магний, алюминий).

Снижение общего веса машины благоприятно сказывается на его технических характеристиках, создаются лучшие условия для движения. При ускорении на подъемах затрачивается меньше энергии. Максимальная длина пробега достигается при езде на небольших и постоянных скоростях. В этом случае – наименьшее аэродинамическое сопротивление и наибольшая эффективность расхода топлива.

Типы гибридных агрегатов

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

Отдельный тип составляют E-REVS (Extended-Range Electric Vehicles). Это промежуточный вариант между сугубо гибридом и электрокаром. У них есть ДВС и электромотор. Но ДВС используется не для движения, а именно для зарядки. Расход гибридного автомобиля E-REVS наиболее минимальный. Иногда гибриды делят просто на HEV (гибридное электрическое транспортное средство) и PHEV (подключаемое гибридное транспортное средство). Второй вариант от первого отличается наличием дополнительной батареи в первоначальном варианте такого автомобиля. То есть за PHEV стоят гибриды, которые в первой типологии называются  Plug-in, а за термином HEV стоят «умеренные» и «полные» гибриды.

Схемы взаимодействия работы электродвигателя и ДВС

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

Последовательная схема

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

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

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

Схема хорошо подходит для техники, которая требует небольшой скорости передвижения, частого торможения. Это, например, городской транспорт, спецтехника в логистических комплексах. Схема хорошо совместима с  технологией Kinetic energy recovery system (KERS) — системой восстановления кинетической энергии. Во время торможения транспортного средства она накапливается, при необходимости ускорения объекта — расходуется на эту цель. Последовательная схема популярна и у производителей карьерных самосвалов. Для них не принципиальна высокая скорость, но крайне важный большой крутящий момент.
Последовательная схема обеспечивает возможность ДВС стабильно работать на неизменяемых оборотах, не требует от автопроизводителя установки коробки передач и сцепления. Ограничение использования последовательных схем на практике обусловлено тем, что в процессе преобразования – достаточно большие потери энергии. Компоновка создаёт необходимость устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, а аккумуляторные батареи достаточно крупногабаритные и высокие по стоимости. Для легковых автомобилей – это не самое удачное решение. Поэтому в данный момент последовательная схема наиболее интересна производителям большегрузного коммерческого транспорта. Впрочем, у некоторых легковых компактных авто такую схему также можно встретить. Характерный пример — Chevrolet Volt.

Параллельная схема

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

Компоновка исключает необходимость устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости. ДВС напрямую связан с ведущими колесами, и потери энергии небольшие. Топливная экономичность решения незначительная (в сравнении с транспортными средствами с последовательной и параллельно-последовательной схемой). Когда транспортное средство начинает тормозить, сохраненная энергия торможения запасается в аккумуляторной  батарее. При ускорении энергия аккумулятора уходит на раскрутку электромотора,  при этом расход топлива уменьшается на столько, сколько энергии удаётся аккумулировать  при предыдущих торможениях. Недостаток схемы – отсутствие возможности одновременно осуществлять подзарядку АКБ и приводить в движение колёса посредством мотора с электроприводом. Параллельная схема удачна для транспортных средств, активно движущихся по трассе с малым количеством остановок.
Параллельная схема любима такими производителями как Honda, Hyundai, BMW, Volkswagen.
Взаимодействие электромотора и двигателя внутреннего сгорания может быть налажено по последовательной, параллельной и последовательно-параллельной схемам.

Последовательно-параллельная схема

Если использована последовательно-параллельная (комбинированная) схема, автомобиль при старте и на малых скоростях движется только на электрической тяге. Как и при последовательной схеме ДВС в этом случае работает на генератор. При сильных разгонах, большой скорости крутящий момент на ведущие колеса передается одновременно от электромотора и ДВС. При подъеме транспортного средства электромотор получает от АКБ дополнительное питание и минимизирует генератор от сверхнагрузок.

Часть крутящего момента от ДВС благодаря планетарному механизму передается на колёса. Подачу мощности от ДВС и электромотора регулирует ЭБУ.
Последовательно-параллельная схема обеспечивает отличную топливную экономичность.
Функционально последовательно-параллельная схема одна из наиболее практичных. Но её берут в помощь далеко не все производители (хотя Ford, Nissan, Toyota Prius, Lexus прибегают к этой схеме весьма активно).
Не самая большая популярность к схеме при её отличных достоинствах связана с тем, что при выпуске транспортных средств требуется устанавливать дополнительный генератор. Требуется ёмкая аккумуляторная АКБ. Сложности есть и в электронике (особенно сложен электронный блок управления).

Преимущества использования гибридных автомобилей

Плюсы гибридных автомобилей:

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

Недостатки владения гибридными авто

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

Обслуживание и эксплуатация гибрида

Неприятных сюрпризов для автовладельца не будет, если они обратятся на сервис, который специализируется именно на СТО, где гибриды – не случайные, а постоянные объекты обслуживания. Такие станции техобслуживания целенаправленно оснащаются их сканерами, тестерами, газоанализаторами, максимально подходящими для гибридов, проводят обучение персонала, в том числе посредством симуляторов типичных неисправностей.
Распространенные проблемы, с которыми на СТО обращаются владельцы гибрида:
• Автомобиль плохо или вообще не заводится.
• Есть проблемы с разгоном.
• Ощутимы плавающие обороты, «троение» двигателя.
• Растёт расход топлива.
• Замечено превышение уровня СО.
• Сломаны рулевые рейки.
• Вышли из строя турбины.
Для поддержания гибридного авто в полном порядке рекомендуется выполнять техническое обслуживание. Экспресс-диагностика гибрида включает:
• Проверку состояния высоковольтной батареи.
• Проверку параметров ДВС.
• Выявление ошибок посредством компьютерной диагностики.
При этом даже если неисправностей нет через определённый промежуток эксплуатации рекомендованы следующие замены:
• циркуляционный насос системы охлаждения инвертора (помпы) — каждые 120 тыс. км пробега;
• антифриз — каждые 2 года.
Регулярно требуется визуальный осмотр радиатора охлаждения инвертора. В случае его засорения требуется немедленная чистка, так как это достаточно уязвимая деталь. Если авто долго простаивает, периодически необходимо производить запуск мотора. Хотя бы на 15 минут 1 раз в месяц.
Стоимость ремонта зависит от объёма работ. Наиболее дорогостоящий ремонт получается, если из строя выходит электроника. Наиболее дорогостоящая запасная часть — аккумуляторная батарея. Отдельного внимания заслуживает эксплуатация гибрида автовладельцами в зимний период. Использование авто в холода не запрещено, но нужна подготовка: перед зимним сезоном обязательно продиагностируйте батарею. Во время эксплуатации поддерживайте зарядку АКБ на уровне не менее 70 процентов.

Каковы перспективы HEV и PHEV?

Развитие гибридных электромобилей – как HEV и PHEV  в настоящий момент нацелено на:
• Снижения веса батареи и автомобиля. Решение вопроса с батареей некоторые производители видят в переходе от  никель-металл-гидридных и биполярных никель-водородных аккумуляторов.
• Увеличение  пробега при работе на электротяге.
• Улучшение уровня поглощения ударных нагрузок.
При этом для автопрома наиболее дешёвый вариант – классический HEV, PHEV  более сложен в производстве. Классический HEV – это гораздо более дешевое решение для производства, чем гибридный автомобиль со штепсельным соединением. Он позволяет очень эффективно снизить расход топлива во время ежедневного вождения, особенно в городских условиях. Эффективность HEV зависит от условий, в которых водитель едет. При обсуждении различий между этими типами автомобилей также важно, как они функционируют в сознании потребителя и как различия в дизайне выражаются в отношении потребителей к этим решениям. Среди производителей, которые активно сосредоточили свои силы на HEV и PHEV  —  Toyota Hyundai, Ford, Subaru, Lexus, Ford, Volvo.
Развитие гибридов, а особенно PHEV, как и электрокаров связано с развитием инфраструктуры. Особенно развитие гибридов и электрокаров актуально для мегаполисов, и курортных районов, где наиболее остра проблема городского шума и требованиям к уровню загазованности.

Преимущества и недостатки гибридных автомобилей

Гибридные автомобили Преимущества и недостатки

Гибридные автомобили появились уже не только за рубежом, но и на российских дорогах. Сегодня в мире насчитывается более 800 млн. таких автомобилей, а через 15 лет их число вырастет до 1,1 млрд. Все чаще из уст автопроизводителей и политиков звучит мнение о том, что мы не сможем решить наши транспортные проблемы, если будем зависеть от нефти на 98 %. На этом этапе развития технологий гибридные модели остаются наиболее перспективными.

Гибридный автомобиль (Hybrid) – это высокоэкономичный автомобиль, который приводится в движение не ДВС, а сложной системой «электродвигатель – двигатель внутреннего сгорания», питаемой как горючим, так и зарядом от электрического аккумулятора.

Важнейшими неоспоримыми преимуществами «гибрида» являются пониженный расход топлива и снижение уровня вредных выхлопов в атмосферу.

Достигается это за счет полного автоматического управления режимом работы системы двигателей с помощью бортового компьютера: начиная от своевременного отключения двигателя во время остановки с возможностью продолжения движения без его запуска, исключительно на энергии аккумуляторной батареи, и заканчивая более сложным механизмом рекуперации – использования электродвигателя как генератора электрического тока для пополнения заряда аккумуляторов.

Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач», то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах.

Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства. Суть принципа заключается в том, что двигатель, работающий на обычном топливе, приводит в движение электрогенератор, и через систему управления нужное количество электроэнергии передается на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство.

Гибридный автомобиль работает по принципу электромобиля, вырабатывающего энергию для собственного движения. Однако схема работы гибрида значительно модифицирована, в первую очередь, добавлением аккумуляторной батареи, менее емкой и более легкой, чем в электромобиле.

Сегодня существуют две принципиальные схемы работы гибридных установок: параллельная (parallel) и последовательная (series). По первой схеме колеса приводит в движение и бензиновый (или дизельный) двигатель, и электродвигатель. По второй схеме двигатель внутреннего сгорания работает лишь на зарядку батарей, а колеса вращает электромотор.

Гибриды также подразделяются на «полные» (full) и «умеренные» (mild). Полные могут двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. Умеренные всегда задействуют ДВС, а электромотор подключается в том случае, если требуется дополнительная мощность. С каждым годом подвидов гибридных автомобилей становится все больше.

Преимущества гибридных автомобилей

Главным преимуществом является экономная эксплуатация. В гибридах уравновешены все технические показатели, но при этом сохранены полезные параметры обычного автомобиля: мощность, скорость, способность к быстрому разгону и множество других важных характеристик. Гибридные автомобили способны накапливать энергию, в том числе не терять понапрасну кинетическую энергию движения во время торможения и заряжать ею аккумуляторные батареи.

Снижение расхода углеродного топлива положительно сказывается на экологической чистоте, а применение аккумуляторных батарей гораздо меньшей емкости, чем в электромобилях, снижает проблему утилизации использованных аккумуляторов. В гибридных автомобилях нет необходимости устанавливать двигатель из расчета пиковых нагрузок эксплуатации.

В момент, когда необходимо резкое усиление тяговой нагрузки, в работу одновременно включаются электро- и обычный двигатель (а в некоторых моделях еще и дополнительный электродвигатель). Это позволяет сэкономить на установке менее мощного двигателя внутреннего сгорания, работающего основное время в наиболее благоприятном для себя режиме.

Одно из самых ценных преимуществ эксплуатации гибридных автомобилей – экономия времени. Снижение количества заездов на заправочные станции позволяет автовладельцу осуществить другие важные дела.

У электромобилей пока есть один большой недостаток – необходимость зарядки аккумулятора. Процесс этот долгий и требует специально оборудованного пункта зарядки. Таким образом, для длительных и дальних поездок электромобили непригодны. У гибридных автомобилей этот недостаток устранен. Заправка осуществляется по привычной схеме, обычным углеводородным топливом, тогда, когда это необходимо.

Недостатки гибридных автомобилей

Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, подвержены саморазряду. Кроме того, они дороже в ремонте.

Опыт США показывает, что автомеханики берутся за ремонт гибридных автомобилей с большой неохотой.

Далеко не все крупные автопроизводители смогли создать собственную гибридную систему. Компания Porsche отказалась от попыток самостоятельного производства гибридных автомобилей, Mitsubishi изначально не пыталась их создать, а сконцентрировала все усилия на разработке электромобилей. Наиболее удачными на сегодняшний день являются разработки компании Toyota.

Японская аналитическая компания Yano Research Institute провела исследование, результатом которого стал прогноз на 16-кратный рост рынка гибридных автомобилей в течение десяти лет – с 0,32 млн. единиц в 2005 г. до 5,37 млн. в 2015 г. Распространению этого типа автомобилей способствует растущее общественное давление, требующее снижения уровня воздействия на окружающую среду. Предполагается, что рынок будет расти на 28 % в год и к 2015 г. достигнет 500 тыс. единиц.

Хватает ли гибридным автомобилям и электромобилям тяговой мощности?

Возможно вы считаете, что ведете машину ровно, но ваш двигатель, вероятно, с вами не согласится. Препятствия, которые вы встречаете на пути — светофоры и ограничения скорости — означают, что мощность, потребляемая ходовой частью автомобиля, постоянно меняется. Мы ожидаем, что новые технологии, такие как электромобили и гибридные автомобили, так же мгновенно реагируют на нажатие педали акселератора, как и существующие машины, а значит, проектировщики должны добиться, чтобы это происходило безопасно и надежно. Для этого, в частности, моделируется работа аккумуляторов.

Потребляемая мощность в ходе ездового цикла

Обычным испытанием для автомобиля является такой ездовой цикл: запуск двигателя, ускорение, скоростное движение, торможение, остановка, после чего цикл повторяется заново. На анимации вы видите требования по току, предъявляемые к аккумулятору гибридного электромобиля в ходе такого цикла:

Ток в ездовом цикле гибридного автомобиля. Положительные пики означают мощность, передаваемую двигателю или ходовой части, а отрицательные — рекуперацию мощности от двигателя или при торможении.

Сначала появляется большой положительный пик – двигатель внутреннего сгорания запускается, питаясь от аккумулятора. Аккумулятор также покрывает часть мощности, требуемой для ускорения. Когда автомобиль разогнался, возможна рекуперация аккумулятором части мощности двигателя, так что ток аккумулятора становится отрицательным. На отметке 110 секунд мы видим несколько острых отрицательных пиков, появляющихся из-за рекуперации энергии при торможении и остановке автомобиля. После этого двигатель внутреннего сгорания останавливается на холостом ходу и запускается заново в начале следующего цикла.

«Схема гибридного автомобиля с подзарядкой от электросети (PHEV)», автор Мэтт Ховард (Matt Howard) — Схема гибридного автомобиля с подзарядкой от электросети (PHEV) Загружено Питером Койпером (Pieter Kuiper). Доступно по лицензии Creative Commons 2.0 «Атрибуция — На тех же условиях» на Викискладе.

Как мы видим, токопотребление аккумулятором никак нельзя назвать плавно изменяющимся! Быстрые изменения тока аккумулятора, а также тока рекуперации в гибридном автомобиле, могут вызывать изменения рабочего напряжения и повышение температуры. Хотя аккумулятор может работать с высокой выходной (или входной) мощностью в течение короткого времени, повышенные токовые нагрузки зачастую вызывают его ускоренный нагрев. Система управления аккумулятором должна следить за тем, чтобы он накапливал энергию при рекуперации, но не перегревался. Это, однако, должно происходить незаметно для водителя — никому не понравится, если мощность автомобиля будет непредсказуемо изменяться в зависимости от текущего состояния аккумулятора, о котором водитель не имеет представления.

Как создать модель литий-ионного аккумулятора

Инженеры могут определить диапазон условий, обеспечивающих безопасную работу аккумулятора, моделируя его заряд и разряд с разной скоростью, а также в условиях, приближенных к реальным ездовым циклам в обычной дорожной обстановке. Физическая модель литий-ионного аккумулятора должна учитывать основные физические принципы, определяющие взаимосвязь между напряжением и током ячейки. Среди этих принципов:

• Кинетика реакции внедрения лития в пористых электродных материалах
• Теория переноса концентрированных веществ для расчета переноса заряда и массы ионами Li+ и другими ионами в электролите
• Массообмен лития в электродных материалах
• Перенос заряда в твердотельных проводниках, например, в коллекторах и пористых электродах

На первый взгляд, это великое множество уравнений, но, к счастью, их можно рассчитать с помощью модуля Аккумуляторы и топливные элементы в COMSOL Multiphysics, сочетая готовый интерфейс Lithium-Ion Battery (Литий-ионный аккумулятор) с интерфейсом Heat Transfer in Solids (Теплопередача в твердых телах) и прогнозируя профиль температуры в аккумуляторе.

После того, как заданы физические уравнения, можно установить условия по току или напряжению. Мы можем начать с моделирования заряда и разряда с постоянной скоростью. Скорости обычно измеряются в единицах C, в которых 1 C означает полный разряд или заряд аккумулятора за один час. Как вы можете видеть на графике тока в ездовом цикле (выше), пиковая требуемая скорость может доходить до 20 C, но на практике столь большие скорости требуются лишь на малое время. Измерив экспериментально зависимость тока аккумулятора от времени в реальном испытании, мы можем установить типичную длительность и распределение скачков тока.

Давайте посмотрим на характеристику состояния заряда аккумулятора. Состояние заряда (SOC) — это мера доступного заряда, оставшегося в аккумуляторе. Когда перезаряжаемый аккумулятор используется в гибридном автомобиле или другом устройстве с переменной потребляемой мощностью, система управления аккумулятором (BMS) отслеживает состояние аккумулятора и определяет возможный потребляемый ток.

Состояние заряда можно определить по измеряемым параметрам электрической цепи несколькими способами. Один из них — кулоновский, при котором ток аккумулятора интегрируют по времени. Системы управления гибридных автомобилей могут также измерять состояние заряда и допустимый диапазон рабочих напряжений аккумулятора согласно спецификации производителя. Физическая модель аккумулятора позволяет сравнить фактическое состояние заряда ячейки, определенное по количеству лития в каждом электроде, и экспериментальные измерения состояния заряда, выполненные в соответствии с различными протоколами. Таким образом инженеры могут лучше представлять себе динамическую характеристику аккумулятора, снимать с него данные и определять безопасные условия работы.

Кулоновское состояние заряда аккумулятора в ходе ездового цикла отображено на графике ниже:

Состояние заряда ячейки в ходе ездового цикла, рассчитанное кулоновским методом (интегрированием тока).

Эти данные говорят нам, что аккумулятор начинает работу с 56% заряда и разряжается, отдавая мощность трансмиссии в ходе первого цикла. Состояние заряда увеличивается при рекуперации энергии в гибридном автомобиле, но в целом состояние заряда уменьшается, поскольку в каждом следующем ездовом цикле потребляется больше мощности, чем возвращается.

Связь между током и состоянием заряда задается просто, но она ничего не сообщает нам о том, какую мощность можно получить от аккумулятора. Идеальный аккумулятор в теории будет всегда поддерживать равновесное напряжение, как бы быстро ее ни заряжали или разряжали, так что мощность просто равна произведению напряжения ячейки и тока. На практике, однако, электрическое сопротивление, кинетика реакций и массообмен приводят к поляризации аккумуляторов. Это означает, что часть напряжения разомкнутой цепи, измеренного при нулевом токе, теряется, когда через цепь начинает течь ненулевой ток.

В пределе при очень высоком токе может иметь место истощение аккумулятора — в нем попросту закончится химически активное вещество. Все это увеличивает часть химической энергии аккумулятора, которая расходуется на обеспечение выработки тока — эта часть не преобразуется в механическую работу, что снижает КПД.

Чтобы оценить величину этого эффекта, давайте посмотрим на напряжение ячейки в ходе ездового цикла.

Напряжение ячейки в ходе ездового цикла колеблется вокруг равновесного напряжения (напряжения разомкнутой цепи), близкого к 4 В.

Мы видим, что напряжение ячейки колеблется вокруг равновесного напряжения (около 4 В) в то время, как аккумулятор отдает или получает заряд. На графике ниже построена разность между равновесным напряжением ячейки для данного состояния заряда и измеренным напряжением ячейки. Этот график демонстрирует различия в поляризации ячейки при различной токовой нагрузке:

Поляризация ячейки в ходе ездового цикла. Положительные значения поляризации соответствуют процессу разряда.

Величина поляризации ячейки всегда меньше 0,4 В, а напряжение ячейки близко к 4 В. Таким образом, мы можем сказать, что потери заметно меньше полезной мощности. Мы также можем построить график полезной мощности:

Заметим, что это мощность одной ячейки в аккумуляторе, который на практике может содержать множество ячеек, соединенных по параллельной или смешанной схеме. С мощностью ниже 1 кВт далеко на автомобиле не уедешь! Обычный двигатель выдает примерно 75 кВт.

Рассчитав поляризацию, мы можем оценить потери мощности, связанные с сопротивлением переносу заряда, кинетикой электродных реакций и массообменом в ячейке:

Мы видим, что потери мощности не превышают 0,1 кВт даже для пиковой выходной мощности около 1 кВт. Это означает, что потери, хотя и не являются пренебрежимо малыми, все же не накладывают жестких ограничений на эффективность отдачи или приема мощности при исследованных величинах тока.

Потерянная мощность рассеивается в виде тепла и может привести к повышению температуры. Для безопасной работы аккумуляторов очень важно следить за температурой. Тепловой разгон литий-ионного аккумулятора может привести к возгоранию, так что в любой аккумуляторной системе, особенно рассчитанной на большие мощности или непредсказуемые нагрузки, жизненно важно избегать перегрева. Кроме того, высокие температуры приводят к ускоренному износу и старению аккумулятора при повторных циклах заряда и разряда, особенно для стандартного литий-ионного аккумулятора при температуре выше 50°C. В конечном счете это снижает энергоемкость и максимальную выдаваемую мощность аккумулятора. Комбинируя модель литий-ионного аккумулятора с моделью теплопередачи в ячейке, можно рассчитать температуру в переходном режиме.

Комбинированная модель учитывает рассеяние тепла ячейки за счет конвекционного охлаждения, тепловыделение за счет резистивного нагрева и в химических реакциях, а также температурную зависимость электрической проводимости и констант скорости реакций.

Для двух точек в ячейке на графике ниже показан профиль температуры:

Расчетные значения температуры в ходе ездового цикла для двух точек в аккумуляторе.

Результаты можно интерпретировать по-разному! Хорошо, что аккумулятор нагревается достаточно равномерно — разность температур между центром ячейки и поверхностью ячейки пренебрежимо мала. Это позволяет избежать повреждения ячейки, связанного с неравномерным нагревом и термическим напряжением. Кроме этого, температура не сильно выросла в ходе 10-минутного ездового цикла, всего лишь с 25°C до 35°C. Мы знаем, что в этом диапазоне температур деградация аккумулятора происходит медленно.

Проблема заключается в том, что температура аккумулятора продолжает расти. Если рост температуры продолжится в течение неопределенного периода времени, долго работающий аккумулятор может перегреться. Разумеется, это неприемлемо и может быть предотвращено увеличением мощности системы охлаждения, но такая система увеличит массу и энергопотребление автомобиля.

Будущее электромобилей

До сих пор мы говорили о гибридных автомобилях, в которых аккумулятор работает совместно с двигателем внутреннего сгорания. Чем отличаются от них электромобили?

Традиционный двигатель внутреннего сгорания легковых автомобилей работает на оборотах от 1000 до 4000 об./мин. Если двигатель останавливается, на его повторный запуск тратится значительная энергия аккумулятора. Пока двигатель работает, система трансмиссии передает мощность на колеса с помощью зубчатых передач, а также ручной коробки передач или автоматической коробки с гидротрансформатором, которые позволяют значительно варьировать мощность, выдаваемую на колеса, без необходимости такого же изменения скорости двигателя. Даже с учетом этого ускорение автомобиля за счет увеличения подачи топлива ограничено.

Ходовая часть электромобиля. Nissan Leaf 012, автор изображения Tennen-Gas. Доступно по лицензии Creative Commons 3.0 «Атрибуция — На тех же условиях» на Викискладе.

Электромобили работают по-другому. Аккумулятор может прекратить подачу мощности, не отключаясь, поэтому мощность можно сразу передавать на колеса, не используя систему трансмиссии. Кроме того, мощность, выдаваемую аккумулятором, можно очень быстро изменить. Мгновенная передача крутящего момента позволяет быстро разгоняться от 0 до 100 км/ч (меньше, чем за 10 секунд), обеспечивая комфортные ощущения от управления, по словам тех, кто попробовал эти машины в деле.

Но у этих преимуществ есть своя цена. Если аккумулятор становится единственным источником энергии, требования к выдаваемой мощности и быстроте изменения выдаваемой мощности возрастают по сравнению с гибридными автомобилями. Создание аккумуляторной системы, которая сможет обеспечивать такую мощность на протяжении многих циклов без перегрева и износа — важная задача для проектировщиков электромобилей следующего поколения. Мультифизические модели аккумуляторов, сочетающие электрохимию и физику теплопередачи, могут помочь определить, какие детали конструкции следует улучшать и какие улучшения могут оказаться наиболее полезными.

Узнайте больше

2023 Представлен Kia Niro со смелым двухцветным дизайном

Kia Niro 2023 года был представлен на выставке Mobility Show в Сеуле. И, как и ожидалось, это смесь базового профиля уходящего Ниро, но с гораздо большим визуальным чутьем, вдохновленным концепцией HabaNiro, появившейся пару лет назад.

Исходя из концепции, многие детали, начиная с тщательно продуманных светодиодных фар и зигзагообразных акцентов на решетке радиатора. Большая нижняя решетка радиатора также имеет контрастную черную отделку, которая сливается с передними арками и спускается вниз по дверям.Концепт также отличался контрастирующими деталями на переднем крыле, но это было отозвано назад. Это компенсируется матовой черной контрастной задней панелью, которая даже больше, чем у HabaNiro. Тонкие вертикальные задние фонари также сливаются с четвертью, а задняя часть в основном лишена дополнительного освещения, за исключением двух небольших капсул, расположенных в заднем бампере. Основное отличие в том, что этот серийный Niro по-прежнему имеет ту же несколько округлую и ориентированную на дорогу форму, а не более прочную и прямую форму.Вероятно, это сделано для аэродинамики и для максимального увеличения внутреннего пространства.

Говоря об интерьере, он вносит свой вклад в дизайн интерьера Kia с большими экранами, сосредоточенными на водителе. Эта компоновка довольно минималистична и элегантна, с экранами, форма которых соответствует изогнутой форме приборной панели. Другие панели также имеют плавные пересекающиеся линии. Многофункциональная кнопочная панель под экраном позаимствована у нового Sportage. Kia также включила некоторые экологически чистые материалы, такие как обшивка потолка из переработанных обоев и сиденья из материалов, изготовленных из листьев эвкалипта.

Kia не предоставила конкретных подробностей о трансмиссии Niro, но она снова будет предлагаться в обычном гибридном, подключаемом гибридном и полностью электрическом вариантах. Kia заявляет, что она также будет включать в себя функцию в автомобилях с навигацией, которая будет автоматически включать полностью электрический режим на гибридных моделях в тех областях, где водитель склонен использовать электрический режим, или если он был предварительно запрограммирован для определенной области.

Niro поступит в продажу в следующем году. Более подробная информация о наличии и подробностях о маленьком гибриде должна появиться в ближайшие несколько месяцев.

Видео по теме:

Kia Niro дебютирует как гибрид, подключаемый гибридный автомобиль и полностью электрический внедорожник со смелым внешним видом

Kia сняла крышку со своего внедорожника Niro нового поколения на выставке Mobility Show в Сеуле. Внедорожник воплощает новую философию дизайна «Противоположности Юнайтед» и выглядит смелее, чем первое поколение. Внедорожник будет представлен на мероприятии до 5 декабря.

В дизайне корейского внедорожника второго поколения заимствованы элементы концепции HabaNiro 2019 года.Фирменная решетка радиатора «тигровый нос» была переработана для нового Niro.

Подобные автомобили

Хендай Кона Электрик

куб.см | Электрический | Автоматический

₹ 23,79 лакха ^* и более поздних версий

Киа Сонет

1197 куб.см | Бензин | Механическая

₹ 6,79 лакхов ^* и далее

Киа Селтос

1497 куб.см | Бензин | Механическая

₹ 9,95 лакхов ^* и более поздних версий

Киа Карнавал

2199 куб.см | Дизель | Автомат (гидротрансформатор)

₹ 24.95 лакхов ^* и далее

Теперь он простирается от капота до прочного крыла внизу. Он также оснащен светодиодными дневными ходовыми огнями (ДХО) с функцией сердцебиения. В целом, Niro имеет стильный и смелый кроссовер и высокотехнологичный двухцветный кузов. Сзади внедорожник получает задние фонари в форме бумеранга.

(См. Также | Еще фотографии полностью переработанного внедорожника Kia Niro нового поколения)

Интерьер Niro также полностью переработан, с приборной панелью, которая будет напоминать Kia EV6.Есть двойной экран, разделенный на два сегмента. Первый экран, показывающий счетчики, простирается вправо на вторую панель, более диагональную, на которой отображается мультимедийная система.

Ниже находится плавающая центральная консоль с глянцевыми черными вставками и электронным колесом переключения передач в центре. Аудиовизуальный экран и вентиляционные отверстия встроены в диагональные зазоры современного дизайна приборной панели, а фоновое освещение усиливает чувства и создает уютный интерьер.

Что касается материалов, Kia использует переработанные обои для обшивки потолка и сидений из органического полиуретана и текстильного волокна из листьев эвкалипта. Совершенно новый Niro также получает режим движения «Зеленая зона». Он автоматически переключается с гибридного на электрический, когда водитель этого хочет.

Хо Сон Сон, президент и генеральный директор Kia, сказал: «Kia продолжает предпринимать шаги в направлении более устойчивого будущего, приглашая всех присоединиться к движению в новую эру мобильности. Совершенно новый Kia Niro упрощает использование экологически безопасных технологий. образ жизни с его экологически чистыми материалами, передовыми технологиями и электрическими трансмиссиями, а также удовлетворяет практические потребности клиентов.«

Kia не поделилась линейкой двигателей для нового Niro. Однако очевидно, что внедорожник будет доступен в гибридной, подключаемой гибридной или электрической версиях. Вероятно, он появится на рынках во второй половине следующего года.

2022 Ioniq Hybrid | Гибридный электромобиль

Бесплатное техническое обслуживание Hyundai

Бесплатное обслуживание включает одобренную Hyundai замену масла и масляного фильтра (за исключением электромобилей и электромобилей на топливных элементах), а также замену шин с обычными заводскими интервалами планового обслуживания в течение 3 лет или 36 000 миль, в зависимости от того, что наступит раньше.Более частое обслуживание из-за тяжелого вождения или условий исключено. Предложение действительно только для новых моделей Hyundai 2020–2022 годов, приобретенных или арендованных 1 февраля 2020 года или после этой даты. За дополнительной информацией и ограничениями обращайтесь к своему дилеру Hyundai. *

Условия программы бесплатного технического обслуживания Hyundai (HCM)

• Бесплатно для всех розничных автомобилей Hyundai нового модельного года 2020–2022, проданных 1 февраля 2020 года и после этой даты (розничные автомобили Hyundai, приобретенные до 1 февраля 2020 года, не имеют права на участие в программе HCM).

• Более частое обслуживание из-за тяжелого вождения или условий исключено.

• Охватывает замену масла и масляного фильтра, а также ротацию шин, только при нормальных интервалах графика технического обслуживания. Подробную информацию см. В руководстве по эксплуатации каждой модели автомобиля.

• 3 года / 36 000 миль покрытия, в зависимости от того, что наступит раньше.

• Услуги HCM доступны только у официальных дилеров Hyundai.

• Каждая услуга должна быть получена в пределах 1 000 миль или 1 месяца от назначенного времени, указанного в Руководстве для владельца.Неспособность клиента активировать услуги до истечения применимых миль / срока не приведет к аннулированию невыкупленных будущих услуг.

• Коммерческие, сертифицированные бывшие в употреблении, бывшие в употреблении и автопарковые автомобили исключаются, но допускается использование в профессиональных целях, например, в риелторской или сторонней торговле.

• Бесплатное обслуживание не подлежит передаче другому лицу; доступен только первоначальному владельцу / первым розничным покупателям (за исключением того, что он может передаваться от супруга к супруге).

• Включает только базовые услуги, перечисленные в Руководстве пользователя в указанное время.Гарантия не распространяется на предметы с естественным износом, такие как двигатель и воздушные фильтры, салонный фильтр, щетки стеклоочистителя, тормозные колодки и т. Д. За любое дополнительное обслуживание в связи с тяжелым вождением несет ответственность заказчик.

• Не распространяется на услуги или ремонт, перечисленные как «осмотр» в Руководстве пользователя. Любые рекомендованные услуги и проверки, помимо замены масла и масляного фильтра, а также ротации шин, будут платными.

• Некоторые условия зависят от штата. Раскрытые тарифы и возмещения могут быть изменены без предварительного уведомления.Hyundai Motor America оставляет за собой право вносить поправки, изменять или отменять эту программу, включая ее условия, в любое время.

Вот почему сегодня в США процветают гибридные автомобили

Вы, наверное, заметили, что все больше и больше гибридных автомобилей появляется на дорогах в Соединенных Штатах.

Многие производители автомобилей, которые продают автомобили для водителей из США, обратили внимание на растущую популярность гибридных автомобилей и разработали модели для удовлетворения растущего спроса. Этот тип автомобилей существует уже много лет, но широко доступен в качестве разумного средства передвижения только около десяти лет.С тех пор, как Toyota выпустила Prius в 2000 году, гибридные автомобили стали популярными среди экономных пассажиров, молодых водителей, заботящихся об окружающей среде, и популярных футбольных мам.

Вы читаете одну из статей нашего «Руководства для начинающих водителей». Вам нужно потренироваться перед предстоящим экзаменом? Пройдите наш бесплатный образец экзамена по вождению — регистрация не требуется! ✨

Toyota Prius первого поколения стала первым в мире серийным бензиново-электрическим гибридным автомобилем (Toyota UK)

Несмотря на то, что гибридные автомобили сейчас довольно распространены, многие водители все еще в неведении относительно технологии, лежащей в основе этих автомобилей, и их сравнения. к традиционным автомобилям с бензиновым двигателем.

Вот основные принципы функционирования гибридных автомобилей:

1. 1

   Гибридные автомобили представляют собой смесь автомобилей с бензиновым двигателем, у которых есть топливный бак и двигатель внутреннего сгорания, и электромобилей, которые работают от набора аккумуляторы и электродвигатель.

2. 2

   Гибридные автомобили сочетают в себе положительные характеристики бензиновых и электромобилей. Бензиновый компонент гибрида позволяет быстро заправлять автомобиль и преодолевать большие расстояния, прежде чем потребуется заправка.Электрический компонент снижает выбросы и расход топлива водителя.

3. 3

   Существует два типа конструкции гибридных автомобилей. Параллельный гибридный автомобиль имеет две отдельные системы питания, которые могут работать вместе или независимо. В серийном гибриде для поворота генератора используется бензиновый двигатель. Генератор либо заряжает электрические батареи, либо питает электродвигатель. В обоих типах гибридных автомобилей бензин или электроэнергия вращают трансмиссию транспортного средства, которая, в свою очередь, заставляет транспортное средство двигаться.

4. 4

   Многие гибридные автомобили имеют меньшие бензиновые двигатели, чем сопоставимые полностью бензиновые автомобили. Поскольку электродвигатель может создавать дополнительную мощность при ускорении или движении по склону, гибридные автомобили могут обеспечивать такой же тип управления, как и более мощный автомобиль с двигателем с меньшим количеством цилиндров и меньшим объемом.

5. 5

   Многие гибридные автомобили используют так называемую рекуперативную энергию для зарядки аккумулятора при замедлении транспортного средства.Когда водитель применяет тормоза, включается электрогенератор и начинает заряжать батареи, одновременно замедляя движение автомобиля.

6. 6

   Поскольку владельцы гибридных автомобилей обычно заботятся об эффективности использования топлива и сокращении выбросов углекислого газа, внешний вид многих гибридных автомобилей спроектирован таким образом, чтобы оптимизировать расход топлива. Аэродинамический дизайн кузова, специальные шины и сверхлегкие материалы — все это способствует эффективности концепции гибридного автомобиля.

Здесь можно подробнее узнать о чрезвычайно популярных сегодня гибридах с подключаемыми модулями. Проверьте, чем они отличаются от обычных гибридов и почему они экономичнее.

Если вы ищете свой первый автомобиль или замену, и беспокоитесь о топливной эффективности и окружающей среде, почему бы не подумать о гибриде? Владельцы гибридных автомобилей имеют собственное сообщество и обычно очень любят свои уникальные автомобили. Если вы решили, что гибридный автомобиль лучше всего соответствует вашим потребностям вождения, вот список некоторых из самых популярных и доступных гибридных моделей на рынке США:

Самые доступные гибридные автомобили в США

1. 1

   Как упоминалось ранее, Toyota Prius широко считается оригинальным гибридом для массового рынка.Необычный стиль кузова этого автомобиля практически не изменился за последнее десятилетие, и его легко узнать на дороге. Prius — это первое, что приходит на ум, когда речь заходит о гибридных автомобилях. Prius доступен только в гибридной форме.

   Toyota Prius C получает высшие баллы по безопасности, но не ожидает быстрого ускорения (автомобильные ритмы)

2. 2

   Hyundai Ioniq — еще один гибрид, который очень трудно превзойти. Он предлагает лучшую экономию топлива в своем классе, а его цена выглядит чрезвычайно привлекательной.Его 1,6-литровый четырехцилиндровый двигатель и электродвигатель вместе составляют 139 лошадиных сил. В отличие от Prius, Ioniq также доступен в полностью электрической версии. Единственный потенциальный недостаток — довольно низкий прогнозируемый рейтинг надежности.

   Hyundai планирует удвоить количество своих экологически чистых предложений к 2020 году и очень серьезно относится к этому (автомобильные ритмы)

3. 3

   Хотя Ford и Chevrolet присоединились к гибридной победе позже, чем другие производители автомобилей, теперь они предлагают несколько отличных гибридных моделей, которые быстро набирает популярность.Самые доступные гибриды Ford включают Fusion и C-MAX. Chevrolet предлагает гибрид Malibu и Volt, оба очень успешные. Chevy Malibu предлагает не только большой пробег, но и длинный список технических преимуществ, таких как 4G LTE WiFi.

   Ford C-MAX может похвастаться просторным и изысканным салоном и доступной ценой, но он немного более «голоден», чем другие гибриды.

4. 4

   Два самых популярных автомобиля среднего размера в Америке — Honda Accord и Toyota Camry. , были доступны в гибридной форме в течение нескольких лет.Это надежные и традиционные модели с низким расходом топлива, оснащенные гибридной технологией, обеспечивающей водителям дополнительную эффективность и наилучшую управляемость.

   Гибрид Toyota Camry имеет приличный пробег и довольно мощный для своего класса

5. 5

   Многие производители автомобилей класса люкс выпустили гибридные автомобили. Примеры самых популярных роскошных гибридов — это Mercedes-Benz S-Class, гибрид Lexus GS и BMW 7 серии.

   Lexus GS 450h — ваш выбор, если вы рассматриваете роскошный круизер с экономичным расходом топлива, который не отказывается от мощности двигателя

Вождение гибридного автомобиля — это воплощение путешествия двадцать первого века.

Теперь, когда вы понимаете, как работают гибриды и познакомились с несколькими популярными моделями, вы готовы испытать свой первый гибридный автомобиль и точно понять, о чем идет речь.

Электрические, гибридные и газовые: узнайте разницу

Автомобили прошли долгий путь с тех пор, как в 1886 году был выдан первый автомобильный патент. Теперь есть множество вариантов, функций и технологий трансмиссии на выбор. В верхней части списка находятся полностью электрические, гибридные и стандартные газовые автомобили.Но в чем разница и какой из них подходит вам? В этом руководстве мы обсуждаем эти различные технологии трансмиссии.

Как работают полностью электрические автомобили?

Как поясняет Агентство по охране окружающей среды США (EPA), полностью электрические транспортные средства (EV) оснащены высоковольтной аккумуляторной батареей вместо бензобака и электродвигателем (1 или более), а не двигателем внутреннего сгорания. Около 1,8 миллиона электромобилей было подключено к U.С. дорог в 2020г. (Международное энергетическое агентство).

Как работают гибридные автомобили?

Существует два основных типа гибридных автомобилей: обычный гибрид и подключаемый гибридный автомобиль. Эти гибридные автомобили используют газ (как правило) и электричество. Они оснащены высоковольтной батареей, электродвигателем, бензобаком и двигателем внутреннего сгорания. По состоянию на 2019 год в США было продано почти 5,4 миллиона гибридных автомобилей (факты о США).

Как работают стандартные газовые автомобили?

В стандартных газовых транспортных средствах обычно используются двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Некоторые могут работать только на дизельном топливе или природном газе, а не на бензине. По данным New York Times, подавляющее большинство из примерно 250 миллионов легковых автомобилей в США работают на топливе.

В чем разница между электромобилями и гибридными автомобилями?

Ключевое различие между полностью электрическими и гибридными автомобилями заключается в их приводе.Полностью электрические транспортные средства полагаются только на электричество, в то время как гибридные автомобили часто полагаются на сочетание электричества и топлива. Но это не единственная разница. Электромобили не производят выхлопных газов (существуют некоторые исключения), в то время как гибридные автомобили действительно выделяют выхлопные газы при сжигании их топлива.

Кроме того, диапазон движения для электромобиля обычно короче, чем диапазон движения для гибрида. Это связано с тем, что емкость аккумулятора электромобиля в настоящее время несколько ограничена.По данным Министерства энергетики, обычный гибрид нельзя подключить для зарядки аккумулятора. Напротив, аккумулятор заряжается за счет рекуперативного торможения и от двигателя внутреннего сгорания. Между тем, подключаемый к сети гибридный электромобиль (известный как PHEV) дополнительно позволяет подзарядку через шнур питания.

Плюсы и минусы электромобилей, гибридов и PHEV

Как и в случае с любым типом автомобиля, эти различные технологии трансмиссии имеют свои преимущества и потенциальные недостатки.Узнайте больше о плюсах и минусах гибридных автомобилей, электромобилей и PHEV ниже.

Плюсы и минусы электромобилей

Плюсов:

• Плавный, тихий разгон
• Электричество стоит меньше на милю, чем бензин
• Не нужно заправлять бензобак (есть исключения)

Минусы:

• Ограниченный диапазон движения
• Дороже, чем сопоставимые гибридные или газовые автомобили
• Постоянный поиск зарядных станций
• Может потребоваться установка домашней зарядной станции

Плюсы и минусы гибридных автомобилей

Плюсов:

• Нет необходимости в зарядке от розетки
• Меньше беспокойства о запасе хода благодаря бензиновому двигателю
• Дешевле, чем EV

Минусы:

• Менее энергоэффективен, чем EV
• Менее плавный и тихий, чем EV
• Требуется замена масла и обслуживание двигателя

Плюсы и минусы PHEV

Плюсов:

• Может работать как электромобиль в повседневных поездках
• Газовый двигатель упрощает поездки по дорогам
• Может продолжать работу после отключения электричества

Минусы:

• Дороже обычного гибрида
• Не всегда можно избежать использования газа
• Также может потребоваться зарядка от розетки

Газ vs.Электрические и гибридные автомобили

Когда вы сравниваете газовые, электрические и гибридные автомобили, у них также есть свои плюсы и минусы. К ним относятся:

• Электромобили и гибриды расходуют больше бензина, чем стандартные газовые автомобили
• Электромобили и гибриды производят меньше вредных выбросов, чем газовые автомобили
• Электромобили и гибриды, как правило, сохраняют свою ценность лучше, чем газовые автомобили
• Газовые автомобили в настоящее время стоят меньше, чем аналогичные электромобили и гибриды
• Газовые и гибридные автомобили могут предлагать более низкие затраты на техническое обслуживание, чем электромобили

Firestone Complete Auto Care делает все возможное, чтобы обеспечить наилучшее обслуживание вашего автомобиля — гибридного, электромобиля или другого.Запланируйте встречу по техническому обслуживанию онлайн и посмотрите, как наши опытные техники выполнят свою работу правильно — с первого раза!

гибридных автомобилей | Университет Теннесси в Чаттануге

Энергопотребление транспортных средств — обычное транспортное средство, городской цикл
Энергопотребление транспортных средств — гибридное транспортное средство, городской цикл
Гибрид серии
Параллельный гибрид
Двухрежимный гибридный
Зарядка Поддержание и зарядка Несохраняемые гибриды
Зачем устанавливать двигатель внутреннего сгорания в электромобиль?
А как насчет выбросов?
Топливные элементы
Маховики

В настоящее время существует множество различных конструкций гибридно-электрических систем, в которых используются либо экологически чистые дизельные двигатели, либо двигатели, работающие на альтернативных видах топлива, газовые турбины или топливные элементы в сочетании с батареями.На стадии разработки находятся даже некоторые новые технологические концепции, в которых вместо батареи используются устройства хранения, такие как маховики и сверхконденсаторы. Использование двух разных источников энергии определяет гибрид.

Существует множество конфигураций HEV и вариантов конструкции, которые можно сгруппировать в три категории: последовательные (HEV с расширением диапазона), параллельные (HEV с усилителем) и двухрежимные HEV.

Конечная цель гибридного электромобиля — обеспечить эквивалентную мощность, запас хода, стоимость и безопасность обычного транспортного средства при одновременном снижении затрат на топливо и вредных выбросов.В настоящее время HEV может работать почти в два раза эффективнее, чем традиционные автомобили внутреннего сгорания.

Обычные двигатели внутреннего сгорания преобразуют энергию жидкого топлива в энергию вала. Вся энергия процесса сгорания сосредоточена вокруг коленчатого вала, за исключением потери в виде тепла. Типичное транспортное средство с ДВС использует только приблизительно 16% энергии жидкого топлива для движения транспортного средства. Тепло, выделяемое в процессе сгорания, расходует большую часть энергии, в то время как потери на трение сотен движущихся частей двигателя, трансмиссии и механического соединения с ведущими колесами потребляют остальное.С другой стороны, HEV разработаны с учетом энергоэффективности.

Основным источником энергии, используемым в наиболее распространенных сегодня HEV, являются батареи. Батарея не содержит движущихся частей. Единственная потеря энергии — это очень небольшое количество тепла в течение цикла разряда. Как упоминалось ранее, гибридные электромобили используют два разных источника энергии. Аккумуляторы обычно являются основным источником энергии для транспортного средства, а вспомогательный двигатель, работающий на бензине, дизельном топливе или альтернативных видах топлива, таких как метанол, этанол или сжатый природный газ, обеспечивает вспомогательную энергию.В некоторых случаях верно обратное, когда батареи обеспечивают вспомогательное питание во время высокого потребления энергии. На приведенных ниже диаграммах (любезно предоставленных программой DOE — HEV) сравнивается потребление энергии обычным автомобилем и гибридным электромобилем.

Вернуться к началу

Обратите внимание на отсутствие потерь на холостом ходу и значительное снижение потерь в двигателе в гибридном автомобиле, показанном ниже.

Вернуться к началу

Как показано на диаграмме ниже, гибридный электромобиль проедет вдвое больше обычного транспортного средства при том же количестве энергии.Двигатель внутреннего сгорания неэффективен не только из-за количества потерь энергии, возникающих при передаче энергии из жидкого состояния в трансмиссию, но он также становится более неэффективным, когда транспортное средство не движется, но двигатель все еще потребляет энергию. .

Источник / приемник энергии	Гибридный электромобиль	Двигатель внутреннего сгорания
Топливо	100	100
Потери при передаче	-6	-6
Потери на холостом ходу	0	-11
Вспомогательные нагрузки	-2	-2
Потери двигателя	-30	-65
Рекуперативное торможение	+4	0
Общая оставшаяся энергия	66	16

Гибридное электрическое транспортное средство способно использовать энергию, вырабатываемую его вспомогательным двигателем, даже когда транспортное средство не движется, путем сохранения энергии, производимой во время холостого хода, в аккумуляторной батарее.Кроме того, HEV восстанавливают 10% или более энергии, потребляемой при движении транспортного средства во время замедления, путем изменения направления тока, протекающего от приводных двигателей, на обратное. Двигатели становятся генераторами, а энергия возвращается в аккумулятор с помощью процесса, известного как рекуперативное торможение. Это также помогает продлить срок службы тормозной системы.

Вернуться к началу

Гибрид серии

В последовательном гибриде к колесам подключен только электродвигатель.В «классической» серии HEV электрический генератор вместе с двигателем подает электроэнергию для батареи, которая, в свою очередь, питает электродвигатель. Обычно двигатель / генераторная установка поддерживает заряд аккумулятора на 60-80%. Когда аккумулятор достигает нижнего предела, двигатель запускается. Точно так же, когда аккумулятор достигает верхнего предела, двигатель выключится. Однако в некоторых сериях HEV электроэнергия на двигатель может поступать как от батарей, так и от двигателя / генераторной установки. Поскольку к колесам подключены только электродвигатели, двигатель может работать с оптимальной производительностью, что значительно снижает выбросы.

Вся мощность привода передается электрически Могут потребоваться батареи большего размера Требуется бортовая зарядка Требуется некоторая внешняя зарядка Оптимизация за счет отделения частоты вращения двигателя от скорости автомобиля Двигатель никогда не работает на холостом ходу, что снижает общие выбросы Может не потребоваться коробка передач Требуется сверхмощный двигатель

S E R I E S

К началу

Параллельно-гибридный

Параллельные гибриды имеют механические соединения с колесами как от электродвигателя (-ов), так и от двигателя, что позволяет транспортному средству ускоряться быстрее, чем серийные HEV.Этим транспортным средствам не нужен специальный генератор, и они подключены к электросети для подзарядки аккумуляторов (хотя электродвигатель можно использовать в качестве генератора для подзарядки аккумуляторов через муфту). В параллельном HEV электродвигатель помогает двигателю во время запуска и разгона.

Электродвигатель и двигатель, соединенные напрямую с колесами Может работать с меньшими батареями Требуется внешняя зарядка Ускоряется быстрее благодаря двум источникам питания Двигатель на холостом ходу Упаковка компонентов менее гибкая Может не потребоваться трансмиссия Требуется средняя нагрузка двигатель

P A R A L L E L

Примером параллельного гибридного транспортного средства является автобус HIMR (HINO Motors) в Японии.

Вернуться к началу

Двухрежимный гибридный

Двухрежимные гибриды — это в основном параллельные гибриды с отдельным генератором, который также позволяет заряжать батареи. В нормальных условиях движения двигатель приводит в движение как колеса, так и генератор, который, в свою очередь, подает питание на электродвигатель и аккумуляторы. Во время разгона на полностью открытой дроссельной заслонке или при большой нагрузке двигатель получает повышенную мощность от аккумулятора.

Двигатель может питать аккумуляторы, а также ведущие колеса Требуются аккумуляторы среднего и большого размера Требуется зарядка на борту и за его пределами Ускоряется быстрее благодаря двум источникам питания Двигатель на холостом ходу Упаковка компонентов менее гибкая Коробка передач может не потребоваться Требуется тяжелая -двигатель рабочий

D U A L — M O D E

Пожалуй, самым успешным двухрежимным гибридом является Toyota Prius.В Prius, когда автомобиль начинает движение, двигатель выключается, и только электродвигатель приводит в движение колеса, получая энергию от аккумуляторов.

Вернуться к началу

Плата за поддержание и плата за несохраняемые гибриды

Кроме того, гибриды могут быть определены как «поддерживающие заряд» или «не поддерживающие заряд». В системе HEV с «поддержанием заряда» гибридный источник энергии способен обеспечивать достаточную энергию, независимо от запоминающего устройства (обычно батареи), для приведения в движение транспортного средства так же, как это было бы обычным транспортным средством.Пока у гибрида есть топливо для двигателя, автомобиль будет работать.

Гибридный источник энергии в HEV «без подзарядки» может обеспечивать только энергию подзарядки и не может обеспечивать энергию, необходимую для приведения в движение транспортного средства самостоятельно. Если HEV требует мгновенного 120 кВт для ускорения, а гибридный источник энергии способен выдавать только 60 кВт, HEV считается системой «без поддержания заряда», потому что двигатель / генератор не может производить необходимую энергию, необходимую для ускорения транспортное средство.Эта система должна получать дополнительную энергию от накопительного устройства (аккумулятора) для удовлетворения энергетических потребностей транспортного средства. Систему «без поддержания заряда» часто называют «расширителем диапазона», поскольку она предназначена для увеличения дальности действия транспортного средства.

Вернуться к началу

Зачем устанавливать двигатель внутреннего сгорания в электромобиль?

Вы можете спросить себя, зачем кому-то понадобилось создавать электромобиль, а затем развернуться и установить в него двигатель внутреннего сгорания.Есть много причин, по которым это делается, одни по собственному выбору, а другие по необходимости. Современная технология аккумуляторов не обеспечивает электромобилей диапазона, приемлемого для потребителей. Средняя продолжительность пути до работы составляет около 40 миль. В настоящее время прогнозируется, что электромобили будут иметь дальность действия 80–100 миль с использованием передовых аккумуляторных технологий, таких как NiMH. Опросы показывают, что этот диапазон граничит с желаниями пассажиров.

Транспортные потребности выходят за рамки обычного семейного автомобиля. Существуют грузовики, автобусы и другие коммерческие автомобили, которые также могут извлечь выгоду из технологии электромобилей, но размер этих типов транспортных средств еще больше сокращает диапазон, который может обеспечить современная аккумуляторная технология.Именно здесь гибридная концепция становится очень ценной. Поскольку в HEV есть два источника энергии, вспомогательный источник энергии, которым обычно является двигатель внутреннего сгорания, может быть значительно уменьшен в размерах. Хорошим примером этого является гибридный электрический HMMWV, автомобиль военного назначения, разработанный и построенный PEI Electronics в рамках гранта DARPA. Первоначальный двигатель в автомобиле был примерно 9 литров, и был заменен свинцово-кислотной батареей на 288 вольт и вспомогательным двигателем объемом 2 литра.

Гибридные электрические вспомогательные источники энергии имеют ряд преимуществ перед традиционными двигателями внутреннего сгорания. Начнем с того, что альтернативные виды топлива (например, природный газ, пропан, сжиженный природный газ и сжатый природный газ) не вызывают коррозии и не токсичны, они обладают высокой температурой воспламенения, легче воздуха и имеют узкий диапазон воспламеняемости, что позволяет создавать альтернативные виды топлива. по сути безопасные виды топлива по сравнению с другими источниками топлива. Альтернативные виды топлива не загрязняют почву или воду.Альтернативные виды топлива всегда будут подниматься в атмосферу на открытом воздухе, в отличие от других видов топлива, которые тяжелее воздуха и могут скапливаться на земле в виде жидкости или пара. Альтернативные виды топлива содержат характерный одорант, который позволяет обнаруживать при концентрации 0,5% в воздухе, значительно ниже уровней, которые могут вызвать сонливость из-за вдыхания, и значительно ниже самой слабой концентрации, которая может поддерживать горение.

Вернуться к началу

А как насчет выбросов?

Эти виды топлива дополнительно сокращают вредные выбросы.Поскольку двигатель рассчитан на некоторую среднюю нагрузку, а батарея обеспечивает энергию для пиковых нагрузок, двигатель можно настроить или управлять компьютером для работы с максимальной эффективностью. Двигателю не нужно ускоряться или замедляться при изменении нагрузки.

Природный газ — это наиболее экологически чистое альтернативное топливо. Выбросы выхлопных газов от двигателей, работающих на природном газе, намного ниже, чем от аналогичных автомобилей с бензиновым двигателем. Например, выбросы монооксида углерода в природном газе примерно на 70 процентов ниже, выбросы неметановых органических газов на 89 процентов и выбросы оксидов азота на 87 процентов ниже.В дополнение к сокращению выбросов загрязняющих веществ природные газы также выделяют значительно меньшее количество парниковых газов и токсинов, чем автомобили с бензиновым двигателем.

При заправке и использовании природного газа выбросы в виде испарений незначительны или не выделяются вовсе. Для автомобилей с бензиновым двигателем выбросы от испарения и топлива составляют не менее 50 процентов от общего объема выбросов углеводородов. Использование природного газа в качестве альтернативного топлива в HEV может снизить выбросы углекислого газа в атмосферу почти на 20 процентов.

Воздействие уровней взвешенных мелких твердых частиц, обнаруженных во многих U.Было показано, что S. city увеличивает риск респираторных заболеваний. Выхлопные газы дизельных двигателей рассматриваются как опасные загрязнители воздуха. Двигатели, работающие на природном газе, производят очень небольшое количество этого вещества.

На единицу энергии природный газ содержит меньше углерода, чем любое другое ископаемое топливо, и, таким образом, производит меньшие выбросы CO2 на одну милю пройденного транспортного средства. Хотя двигатели, работающие на природном газе, действительно выделяют метан, еще один основной парниковый газ, любое небольшое увеличение выбросов метана будет более чем компенсировано значительным сокращением выбросов CO2 по сравнению с другими видами топлива.

Использование природного газа во вспомогательном двигателе также снижает уровень выбросов окиси углерода (примерно на 70 процентов ниже, чем у сопоставимого бензинового автомобиля) и летучих органических соединений. Хотя эти два загрязнителя сами по себе не являются парниковыми газами, они играют важную роль в расщеплении метана и некоторых других парниковых газов в атмосфере
и, таким образом, увеличивают глобальную скорость разложения метана.

Хотя обычный бензин содержит больше энергии на единицу объема по сравнению с альтернативным топливом (показано в таблице ниже), разница в стоимости между бензином и альтернативным топливом компенсирует потерю энергии в расчете на милю.

Вернуться к началу

Топливо и первичный или типовой состав	Энергия, доступная для получения энергии в одном галлоне	Фактор: галлонов, необходимых для того же пробега, что и у бензина
Обычный неэтилированный бензин (C8h25-18)	114000 БТЕ	1,00 галлон жидкости
Природный газ (Ch5)	114000 БТЕ	1.00 галлонов жидкости
Сжиженный природный газ (СПГ) (Ch5)	76000 БТЕ	1,50 галлона жидкости
Дизель (С16х44)	128000 БТЕ	0,89 галлона жидкости
Пропан (HD5) (C3H8)	82450 БТЕ	1,38 галлона жидкости
Метанол (Ch4OH)	57000 БТЕ	2.00 галлонов жидкости
M85 (85% метанола, 15% бензина)	65 500 БТЕ	1,74 галлона жидкости

К началу

Топливные элементы

Исследования все еще продолжаются, чтобы сделать гибридные электромобили еще более эффективными, а также более экологичными. Основное внимание здесь уделяется способам накопления энергии. Первичные устройства хранения энергии транспортного средства, такие как топливный элемент, могут повысить энергоэффективность.Топливный элемент — это электрохимическое устройство, в котором топливо реагирует с кислородом, высвобождая электроны, производя электричество. Самым большим преимуществом топливного элемента является то, что он производит нулевые выбросы.

Транспортные средства на топливных элементах являются привлекательным шагом вперед по сравнению с автомобилями с батарейным питанием. Они обладают преимуществами батарейного питания, но их можно быстро восстановить, и между дозаправками может работать больше времени. В настоящее время разрабатывается множество различных типов топливных элементов, и все еще ведется работа над модулями, которые еще не дошли до производственной линии.Наиболее распространенный тип топливного элемента известен как топливный элемент PEM. Эти топливные элементы имеют протонообменную мембрану, через которую проходят атомно меньшие протоны, а более крупные свободные электроны проходят через внешнюю цепь в виде электричества.

Справа показан топливный элемент Ballard PEM. Топливный элемент состоит из двух электродов, анода и катода, разделенных полимерным мембранным электролитом. Каждая сторона электродов покрыта с одной стороны тонким слоем платинового катализатора.Электроды, катализатор и мембрана вместе образуют узел мембранного электрода. Водородное топливо диссоциирует на свободные электроны и протоны (положительные ионы водорода) в присутствии платинового катализатора и анода. Свободные электроны проходят через внешнюю цепь в виде полезного электрического тока. Протоны мигрируют через мембранный электролит к катоду. На катоде кислород из воздуха, электроны из внешнего контура и протоны объединяются, образуя чистую воду и тепло.Отдельные топливные элементы вырабатывают около 0,6 В и объединяются в батарею топливных элементов, чтобы обеспечить необходимое количество электроэнергии.

Вернуться к началу

Внутри батареи топливных элементов (показано слева) газы (водород и воздух) подаются к электродам по обе стороны от PEM через каналы, сформированные в пластинах поля потока. Водород течет по каналам к аноду, где платиновый катализатор способствует его разделению на протоны и электроны. На противоположной стороне PEM воздух течет через каналы к катоду, где кислород в воздухе притягивает протоны водорода через PEM.Электроны улавливаются как полезное электричество через внешнюю цепь и соединяются с протонами и кислородом, образуя водяной пар на катодной стороне.

Одной из основных проблем с топливными элементами будет инфраструктура. Есть несколько заправочных станций, которые продают водород. Использование риформинга для преобразования других видов топлива в водород увеличивает стоимость топливных элементов и упаковки топливной системы. Таким образом, хотя разработка топливных элементов для автомобилей может быть близка, нормальное использование может занять много лет.

Вернуться к началу

Маховики

Еще одно многообещающее устройство, которое может накапливать энергию, — это маховик. Маховики механически накапливают энергию. Для поглощения энергии маховик преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию с помощью встроенного двигателя, заставляя ротор маховика вращаться быстрее. Для передачи энергии кинетическая энергия, накопленная в роторе, преобразуется в электрическую с помощью того же двигателя с обратной полярностью катушек возбуждения, что заставляет энергию течь в батарею.

Маховик работает по тому же принципу, что и функция рекуперативного торможения, но для выработки энергии использует скорость ротора, а не импульс транспортного средства.

Итак, вы хотите купить гибридный автомобиль: 6 вещей, которые нужно знать | Новости

Итак, вы хотите купить гибрид? Вы, вероятно, знаете, что это сэкономит вам немного бензина, если сравниваете его с аналогичным негибридным автомобилем (хотя вам, вероятно, следует в этом убедиться). Но есть кое-что, о чем вы, возможно, не знаете . Вот шесть.

Связанный: Стоит ли покупать электромобиль или подключаемый гибрид?

1. Ускорение может показаться странным

На протяжении большей части своей истории газо-электрические гибриды имели обратную сторону в виде странного ускорения. В каком смысле странно? Такие характеристики, как задержка или приглушенный отклик после нажатия на педаль акселератора. Водители также заметили некоторые рывки при включении и, возможно, выключении двигателя, поскольку он работал с электродвигателем.Кроме того, у наиболее эффективных гибридов не было привычного ощущения переключения передач, потому что они не использовали обычные трансмиссии. Toyota и ее люксовый бренд Lexus, в частности, использовали то, что производитель называет устройством разделения мощности, которое имеет свойства, аналогичные бесступенчатой ​​автоматической коробке передач. Это то, что приводит к некоторым неожиданным шумам, но мы вернемся к этому в № 3 ниже.

Этот гибридный недостаток напоминал наше классическое представление о лекарстве от кашля: чтобы добиться результата, оно должно было иметь неприятный вкус.Или в этом случае, чтобы обеспечить впечатляющий пробег, ускорение должно было быть несколько неустойчивым. Это было отчасти правдой; другие производители баловались гибридами, и они даже разгонялись лучше, но у них не было впечатляющего пробега, как у Toyota Prius (за исключением, может быть, гибридов Ford, в которых использовалась аналогичная система).

К счастью, многое из того, что описано выше, было улучшено. Даже Toyota, которая по-прежнему использует тот же фундаментальный дизайн, усовершенствовала свою гибридную систему, чтобы улучшить отзывчивость и плавность хода.Другим брендам, которые поначалу испытывали трудности, удалось использовать в своих гибридах обычные ступенчатые передачи и другие стратегии, которые кажутся гораздо более естественными и увеличивают пробег. Они не идеальные пары, но прошли долгий путь.

Не повредит, что многие негибриды теперь используют вариаторы, поэтому ощущение обычного гибрида уже не такое чужеродное или эксклюзивное, как когда-то.

2. Торможение может показаться странным

Все гибриды используют рекуперативное торможение, при котором приводной двигатель или двигатели служат генераторами, которые улавливают инерцию автомобиля — при торможении, движении накатом или спуске — и сохраняют его в аккумуляторной батарее для повторного использования.Без этой функции гибриды не были бы такими эффективными, как они есть, но из-за этого торможение кажется странным и почти во всех случаях уступает качественно выполненной традиционной тормозной системе негибридного типа. Как минимум, при более интенсивном торможении регенерация должна переходить к обычным тормозным колодкам, и это может привести к более сильному ощущению педалирования. Педаль также может казаться мягкой и искусственной.

Но, вторя № 1, торможение с годами улучшилось. Многие водители даже не заметят разницы при вождении нового гибрида и подержанного, и, как ни странно, негибриды переходят на технологию торможения, которая отражает то, что есть у гибридов (о различных преимуществах, которые мы не будем вдаваться в подробности).Таким образом, и в торможении различия между гибридными и негибридными автомобилями продолжают сокращаться.

3. Он может издавать неожиданные звуки

Звук, из-за которого гибриды наиболее известны, но не ценятся, — это гудение — но опять же, эта проблема не так широко распространена, как когда-то. Причин, возможно, четыре:

• • Во-первых, вы обычно начинаете только с электродвигателем, что очень тихо. Когда двигатель заведется, разница будет резкой, несмотря ни на что.
  • Во-вторых, бесступенчатая природа некоторых трансмиссий (или устройств разделения мощности) позволяет бензиновому двигателю работать выше, чем у обычного автомобиля при тех же обстоятельствах, без привычного облегчения переключения на повышенную передачу и связанного с этим падения оборотов. Задача трансмиссии — дать вам максимальную мощность, когда это необходимо, и поддерживать двигатель в наиболее эффективном диапазоне оборотов, чтобы звук не был похож на обычный автомобиль. Людей это довольно раздражает, как и в случае с негибридами с вариаторами.
  • В-третьих, разница в том, что это гибрид, поэтому он действительно должен максимизировать цифры EPA, потому что все смотрят.Если выбор между снижением на 0,5 миль на галлон или немного более раздражающим, инженеры каждый раз выберут раздражающий.
  • В-четвертых, большой пробег обусловлен многими факторами, и одна из них — легкий вес. Вы знаете, что такое тяжелое? Шумоизоляция. Исторически сложилось так, что гонка на более высокие мили на галлон приводила к появлению некоторых шумных гибридов.

К счастью, эти вещи тоже улучшились. Более современные гибриды были разработаны для устранения жалоб на шум, и растущие культуры, использующие обычные трансмиссии, решают эту проблему естественным образом, переключаясь, как ожидалось (очевидно, для автомобиля допустимо быть громким, если он не громкий в неправильное время ).

Также обратите внимание на синтезированные электроникой звуки предупреждения пешеходов, генерируемые на скорости до 18,6 миль в час, которые уже есть у многих гибридов и электромобилей. В конечном итоге они потребуются, хотя сроки были продлены. Некоторые из них более слышны в салоне, чем другие, а некоторые звучат, ну, более странно, чем другие.

4. Зимой пробег будет меньше

Люди, которые владеют гибридными автомобилями в более суровом зимнем климате, вскоре обнаруживают, что их пробег заметно снижается — примерно от 30% до 34% при 20 градусах по сравнению с 77 градусами по Фаренгейту, согласно EPA.Почему? Существует множество причин, и лишь некоторые из них связаны с тем, что автомобиль является гибридом. Правда в том, что негибридные автомобили также менее эффективны на морозе (от 15% до 24% в приведенных выше условиях, отмечает EPA). Вот несколько примеров других причин, по которым пробег падает зимой:

• • Более холодные смазочные материалы и другие жидкости приводят к большему трению.
  • Зимние сорта бензина имеют меньше энергии на галлон.
  • Гладкие дороги снижают тягу и расходуют топливо.
  Двигатели
  • работают дольше или на более высоких оборотах, или и то, и другое, чтобы поддерживать оптимальную температуру для себя и критически важные средства контроля загрязнения, такие как каталитические нейтрализаторы.

Этот последний сильно сокращает пробег гибрида, потому что двигатель не может оставаться выключенным так долго, как в противном случае. Работающий обогрев кабины быстро истощает запас отработанного тепла двигателя, которого обычно много, и ускоряет его перезапуск. Кроме того, холодная батарея имеет меньшую емкость, чем более теплая, что приводит к меньшему количеству места для хранения рекуперативного торможения и снижению общей эффективности.

Повторяя некоторые предыдущие наблюдения, проблема может быть хуже с гибридами, но здесь она также более заметна, потому что владельцы гибридов уделяют больше внимания своему пробегу в целом.

5. Возможно, потребуется меньше тормозных работ

Люди, которые покупают гибридные автомобили, хотят сэкономить на бензине, но они также могут сэкономить деньги на рутинных работах по торможению. Поскольку в рекуперативном торможении электродвигатель или моторы используются в качестве генераторов для замедления транспортного средства без трения, тормозные колодки или колодки имеют гораздо меньший контакт с дисками или барабанами, чем в негибридном. В результате эти детали могут служить дольше.

Однако мы не смогли достичь этого без некоторых уроков.В более ранних гибридах менее часто используемые тормозные системы оказались подвержены коррозии, потому что они недостаточно двигались и не нагревались, что испаряет влагу. В этом случае, безусловно, потребовались тормозные работы. Некоторые производители изменили свои конструкции, чтобы компенсировать эти различные условия в гибридных и электрических автомобилях и продлить срок службы компонентов тормозной системы.

6. Вы получите длительную гарантию на трансмиссию

Может быть, это началось со страха перед неизвестным около 20 лет назад, но, к счастью для покупателей гибридных автомобилей, щедрые гарантии на трансмиссию остаются.Взгляните на любого производителя на 2021 модельный год, и вы обнаружите, что гибридные модели предлагают восемь или десять лет, или 100 000 миль, на компоненты гибридной системы, независимо от того, какое покрытие не-гибриды получают от одного и того же бренда. Toyota даже увеличивает свою защиту до 150 000 миль для аккумуляторной батареи.

Хотя некоторые покупатели по-прежнему опасаются полностью разряженной батареи и дорогостоящей замены, гарантии должны облегчить опасения, и опыт доказал, что такие случаи встречаются довольно редко.Обычно, даже ожидаемо, батареи теряют около 20% своей емкости в течение своего срока службы. Это равносильно соразмерному уменьшению дальности действия электромобилей или заметному (хотя и не катастрофическому) снижению эффективности гибридов.

Ещё с сайта Cars.com:

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с давней политикой этики Cars.com редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей.