Меню Закрыть

Гибридный автомобиль принцип работы: Как работает гибридный двигатель, автомобиль гибрид

Содержание

Как работает гибридный двигатель, автомобиль гибрид

Критическая ситуация с экологией и постоянный рост цен на топливо заставляют искать производителей транспорта новые решения. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) усовершенствуются, модифицируются и «смешиваются» с электродвигателями. Для чего это делается, как работает гибридный двигатель, рассмотрим в сегодняшней публикации.

Идею соединить два агрегата (двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель) новой не назовешь. В 1897 году французская компания Parisienne des Voitures Electriques начала производство авто с гибридными двигателями, а немногим позднее американская General Electric выпустила первый гибрид с бензиновым четырехцилиндровым двигателем. Но тогда такое новшество оказалась экономически нецелесообразным. Топливо было дешевым, а мощность автомобиля-гибрида уступала мощности традиционных моделей. Но времена изменились. Топливо дорожает, экологическая обстановка ухудшается. Автомобили со смешанными силовыми агрегатами стали актуальными и начали набирать популярность.

Простыми словами о сложном

Что же представляет собой гибридный двигатель? Гибридный двигатель – это система, состоящая из двух связанных между собой агрегатов: электрического и бензинового. Они могут работать как по отдельности, так и одновременно. Управляет этой системой бортовой компьютер автомобиля. Он решает, в зависимости от режима движения, какой тип силового агрегата нужно задействовать в конкретный момент времени.

Для движения по городу, когда от двигателя не требуется выработки большой мощности, используется электродвигатель. Во время движения по загородным трассам компьютер отключает электродвигатель и задействует топливный агрегат.

При смешанном режиме езды, когда двигатель автомобиля работает под нагрузкой с периодическими ускорениями и остановками – два агрегата работают в тандеме. Причем во время работы топливного двигателя, идет зарядка электрического. Отдельного внимания заслуживают двигатели, работающие на водороде.

Экономия электроэнергии в гибридных двигателях

Известно, что на движение автомобиля затрачивается огромное количество энергии. В связи с этим возникает закономерный вопрос: как электромотор даже в условиях малых нагрузок может долго работать без дополнительного прицепа с аккумуляторами. Чтобы понять принцип работы электродвигателя автомобиля, нужно проследить весь процесс от начала движения до остановки.

Когда автомобиль трогается либо движется на малых скоростях, всю работу осуществляет электродвигатель, который питается от аккумулятора. Далее в его задачу входит разогнать автомобиль до предельно возможной для электродвигателя скорости. После этого компьютер дает команду на включение топливного двигателя. При этом ДВС часть энергии отдает на генератор, который подменяет АКБ и продолжает вместо нее питать электромотор, параллельно заряжая аккумулятор. Автомобиль при этом работает на двух силовых агрегатах одновременно.

При движении со средней скоростью электродвигатель отключается, работает только ДВС, пополняя запас энергии аккумулятора. При повышении нагрузки на ДВС ему на помощь снова приходит электромотор. Но электроэнергия пополняется не только за счет работы ДВС. Тормозной механизм автомобиля с гибридным двигателем устроен таким образом, что образовавшаяся во время торможения энергия, преобразовывается в электрическую и тоже идет на питание электромотора. Такое торможение получило название «рекуперативное».

Рассмотренный выше алгоритм работы описывает общую картину работы гибридного силового агрегата автомобиля. На сегодняшний день существует три типа таких двигателей: последовательный, параллельный и смешанный.

Последовательная схема гибрида

Принцип работы такой схемы можно считать самой простой из гибридов. Двигатель внутреннего сгорания в данном типе является вспомогательным элементом и предназначен для работы генератора. Генератор, получая энергию от ДВС, преобразует ее в электрическую и запитывает электромотор, который приводит автомобиль в движение.

Такая схема, как правило, применяется в маломощных автомобилях (малолитражках). Но используемый аккумулятор имеет большую емкость, с возможностью зарядки от обычной электросети. Большая емкость АКБ позволяет минимизировать использование ДВС, то есть автомобиль может двигаться на электродвигателе, который питается только от аккумулятора. Chevrolet Volt – это одна из моделей автомобилей, в которой использована последовательная схема гибрида.

Параллельная схема гибридного автомобиля

Принцип работы параллельной схемы заключается в том, что ДВС и электромотор установлены таким образом, что появляется возможность их использовать как вместе, так и по отдельности. Но все же основная функция электромотора в такой схеме – это создание дополнительной мощности ДВС при ускорении. Кроме того электродвигатель выполняет функции стартера и генератора. Аккумуляторы при такой схеме не требуют дополнительной подзарядки, им хватает энергии, вырабатываемой при движении.

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, BMW Active Hybrid 7, Volkswagen Touareg Hybrid – модели с параллельной схемой гибридного двигателя.

Последовательно – параллельная схема гибрида

В этой схеме ДВС и электромотор связывает между собой планетарный редуктор, при помощи которого мощность от обоих двигателей передается на ведущие колеса.

Смешанная схема отличается от параллельной наличием генератора, создающего энергию для электродвигателя.

Toyota Prius, Lexus RX 450h, Ford Escape Hybrid – это представители полного гибрида.

Положительные стороны гибридных двигателей

  1. Основное достоинство гибридов заключается в его экономичности. Минимальная экономия топлива составляет 20%, что в условиях роста цен довольно ощутимое преимущество.
  2. Совместное использование двух двигателей снижает количество выбросов СО2.
  3. Отличные ходовые характеристики, которые достигнуты благодаря рациональному накоплению и последующему перераспределению мощностей, выработанных совместно двумя двигателями.
  4. В сравнении с традиционным автомобилем гибрид обладает ощутимым запасом хода, то есть он может продолжать движение даже с пустым баком.
  5. Характеристики гибридных двигателей полностью идентичны традиционным моделям с ДВС, вопреки сложившимся стереотипам, а с учетом других преимуществ порой даже превосходит их.
  6. Электродвигатели практически бесшумны, что добавляет комфорта при эксплуатации автомобиля.
  7. В сравнении с электромобилем, АКБ гибрида заряжается от топливного двигателя, что увеличивает запас его хода.
  8. Заправка автомобиля осуществляется тем же бензином, что и традиционные авто.

Недостатки гибридов

  1. Высокая стоимость автомобиля.
  2. Обслуживание автомобиля требует больших затрат. Ремонтировать такую машину самостоятельно вряд ли удастся, а квалифицированных мастеров найти большая сложность. С комплектующими также гарантированно будут проблемы.
  3. Перепады климатических температур плохо влияют на АКБ и приводят к их саморазряду.

Внешне автомобили с гибридными силовыми агрегатами не отличаются от классических бензиновых собратьев. Конечно, если бы модели автомобилей с гибридными двигателями имели такую же стоимость, как аналоги с ДВС, а обслуживание не вызывало сложностей, вряд ли кто отказался бы от такой машины. Но на данный момент реалии таковы, что разница в цене гибрида и аналога составляет в среднем 4000 долларов. Даже если взять в расчет все плюсы таких машин, включая экономию топлива, то разница все равно будет несоразмерная. Если не будет поломок, а пробег будет значительным, машина окупится в лучшем случае лет через пять. Такое положение вещей не вселяет оптимизма. Но как говорится: «Сколько людей – столько и мнений», поэтому выбор всегда остается за конкретным человеком.

Гибридный автомобиль.История, принцип работы, лучшие авто

Автор Авто Эксперт На чтение 17 мин. Просмотров 2.5k. Опубликовано

Что такое гибридные автомобили?

Гибридный автомобиль – это машина, которая использует не только обычный двигатель внутреннего сгорания, функционирующий на бензине либо дизеле, но и альтернативный источник  в виде электродвигателя.

Второй мотор начинает работать при небольших оборотах, что позволяет значительно сэкономить топливо, к примеру, при загруженном трафике на дороге. Также гибридные авто более экологически чистые, что делает их более популярными.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Преимущества и недостатки гибридов


Преимущества гибридных машин:

  • Заметное уменьшение расхода горючего. Показатель затрат топлива у гибридных представителей до 30 % ниже по сравнению с обычными автомобилями. Сжигание меньшего количества горючего одновременно позволило снизить уровень токсичности гибридов. Получается, гибридные автомобили являются более экономными и экологически чистыми по сравнению с аналогами, которые оборудуются только ДВС;
  • Снижение шума в процессе работы;
  • Долгая служба деталей тормозной системы;
  • Гибридные авто по сравнению с электромобилями имеют большой запас хода и являются универсальными при ежедневной эксплуатации. Гибрид не нужно обязательно заряжать от электросети, его можно заправлять бензином. После сгорания топлива часть энергии собирается в аккумуляторе, благодаря которому начинает работать электродвигатель. Дополнительным источником питания для заряда аккумулятора есть преобразование кинетической энергии движущейся машины в электричество;
  • Также гибриды имеют ряд конструктивных решений и вспомогательных систем для большой экономии и уменьшения уровня вредных выбросов: система старт-стоп и т.д.

К недостаткам гибридных автомобилей можно отнести большую начальную стоимость, а также некоторые сложности при ремонте и обслуживании данных моделей. Еще одним недостатком можно назвать возможный критический разряд аккумулятора и его быстрый вывод из строя при больших перепадах температуры.

Типовые схемы гибридных автомобилей

Гибрид гибриду рознь. На данный момент существует три основные типовые схемы гибридных автомобилей, каждая из которых характеризует определенный принцип совместной работы ДВС и электромотора:

  • Параллельная работа моторов. Судя по названию, несложно догадаться что это схема подразумевает совместную работу двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. В таких автомобилях основную энергию для движения авто обеспечивает ДВС. И ДВС, и электродвигатель соединены с колесами. Электромотор включается лишь в определенных ситуациях – например, когда ДВС нужно и поддержка во время обгона, при разгоне. Это позволяет не только увеличить ресурс двигателя внутреннего сгорания, но и обеспечивает максимальную экономию топлива. Кроме того, авто такого типа характеризуются невысокой стоимостью.
  • Последовательная работа моторов. В автомобилях, поддерживающих данную схему, один из моторов выполняет роль основного. В подавляющем большинстве случаев это электромотор. Двигатель внутреннего сгорания, в свою очередь, принимает на себя второстепенную функцию – отвечает за работу генератора, обеспечивающего электромотор энергией. Электродвигатель соединен с колесами, а двигатель внутреннего сгорания – с генератором. В этом случае ДВС работает в регулярном режиме – без больших перепадов оборотов.

При последовательной работе моторов, в гибриде используются аккумуляторы большой емкости, которой хватает на преодоление значительных расстояний без подзарядки.

Говоря более простым и понятным языком, схема последовательной работы моторов напоминают принцип работы небольшой электростанции, которая работает от двигателя внутреннего сгорания и обеспечивает электроэнергией электрический мотор.

  • Последовательно-параллельная схема работы моторов. При таком размещении двигатель внутреннего сгорания и электродвигателя работают совместно. ДВС, электромотор и электрогенератор связаны друг с другом и с колесами. В гибридах этого типа ДВС не только запускает работу генератора, но и передаёт крутящий момент на колёса. Полные гибриды (а именно так называют автомобили с последовательным и параллельным подключением моторов) обеспечивает значительную экономию топлива, благодаря включению электромотора в нужных ситуациях. Электродвигатель и ДВС могут работать вместе, тем самым обеспечивая форсированный режим работы авто. Ну и, конечно же, ДВС запускает генератор для подзарядки аккумуляторов.

На сегодняшний день самая распространенная схема гибридных авто – параллельная. Вторая по популярности – параллельно-последовательная схема. Последовательная схема применяется в спецтехнике (самосвалы, тяжеловесные грузовики).

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине.  Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида


Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

  • двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
  • электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
  • трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
  • топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
  • аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
  • инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
  • генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

  • на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
  • при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
  • в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Обычные гибриды, они же «полные» или Full Hybrid Electric Vehicle

Этот тип автомобилей способен ездить при полном отсутствии помощи ДВС, при этом удается вписаться в ограничение «95 г СО2 на километр» с запасом. Пополняется заряд как за счет рекуперации энергии торможения, так и непосредственно от ДВС. Конструкция — гораздо более сложная, дорогая и к тому же высоковольтная, что влечет за собой определенные сложности при ремонте (связанные с необходимой квалификацией работников). И на этапе разработки тут приходится учитывать особые требования к компоновке. «Полные» гибриды используют в своей конструкции интегрированный в коробку передач мотор-генератор, преобразователь постоянного тока, специальный инвертор EPIC, управляющий охлаждением высоковольтных компонентов при помощи отдельного электронасоса (батарея имеет напряжение около 260 В и водяное охлаждение), блок управления зарядным устройством батареи BECM, а также электрический компрессор кондиционера и высоковольтные провода в оранжевой обмотке (международное требование безопасности).

Такой гибрид способен обеспечить бóльшую экономию топлива (до 20%) и дополнительную мощность и момент. Первым массовым гибридом стала Toyota Prius, увидевшая свет в 1997 году. Впоследствии эту конструкцию взяли на вооружение многие марки, хотя сейчас большинство отдает предпочтение подключаемым гибридам (о них ниже).




Toyota Prius (слева) продолжает удерживать титул самого массового гибрида в мире. В России Prius плоховато продается через дилеров (всего 59 штук за прошлый год), но подержанные экземпляры из-за рубежа востребованы. Относительно большое распространение получили у нас различные гибридные модели Lexus — LS, RX, CT…  Компания JLR использовала технологию HEV в 2013-2016 годах на своих моделях Range Rover и Range Rover Sport

Подключаемые гибриды, или PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

Это еще более сложная и тяжелая схема: в среднем плюс 300 кг к массе автомобиля. Она позволяет совершать короткие поездки (до нескольких десятков километров) без участия ДВС. А главное отличие от обычных гибридов — наличие разъема для зарядки от сети. Тут аккумулятор уже не зарядишь за счет одной лишь рекуперации или от ДВС (точнее, зарядишь, но это невыгодно и долго). В конструкции присутствуют дополнительные компоненты (нагреватель охлаждающей жидкости, зарядный блок BCCM, отдельный стартер без генератора, электрический усилитель тормозов), а также более мощная и высоковольтная батарея. Также автомобиль получает дополнительный 12-вольтовый аккумулятор (или даже два) для электроусилителя тормозов и для стартера.



Вся высоковольтная проводка в любой точке автомобиля выделяется оранжевым цветом. Прикасаться к таким проводам ни в коем случае нельзя даже на автомобиле с неработающим двигателем. Доступ к электрическим компонентам возможен только после полного обесточивания и размыкания контакторов высоковольтной аккумуляторной батареи, которая имеет отдельный контур водяного охлаждения (рабочая температура всегда должна поддерживаться на уровне 22-25°С), изображенный на рисунке справа. Внутрь высоковольтных компонентов не допускаются даже механики JLR, все они меняются только в сборе

К примеру: мотор-генератор, установленный в корпусе коробки передач Range Rover PHEV, способен дополнительно выдать 116 л.с. и целых 275 Нм крутящего момента, что, несомненно, является очень солидной прибавкой для установленной под капотом 2,0-литровой «турбочетверки» (300 л.с.). При этом суммарная отдача составляет 404 л.с. и 640 Нм, он разгоняется до «сотни» за 6,8 секунды, расход топлива составляет ничтожные 2,8 л в смешанном цикле «по паспорту», а количество выбросов СО2 — всего 64 г/км. Но в то же время на одной только электротяге такой Range Rover способен проехать всего 51 км, а на полную зарядку от домашней сети уходит около семи часов (2 часа 45 мин — от суперчарджера).




Подзаряжаемые гибриды — редкость в России. В прежние годы у нас продавался Mitsubishi Outlander PHEV. Также одно время к нам поставляли аналогичные BMW X5 и 7-серии. А вот подзаряжаемая модификация Toyota Prius в России не продается. В JLR технологию PHEV применяют на внедорожниках Range Rover P400e и Range Rover Sport P400e. На фото справа видно, как плотно упакован багажник версии P400е: основной аккумулятор, два 12-вольтовых, блоки предохранителей, куча проводки и трубки охлаждения. Под днищем компоновка еще более «хитрая»

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

Этот автомобиль выпускается уже в третьем поколении и достиг определённой степени совершенства, хотя конкурирующие гибриды продолжают наращивать сложность и эффективность конструкций.

Основой привода здесь является принцип синергии, по которому в создании крутящего момента на колёсах могут в любом сочетании участвовать ДВС и электромотор. Параллельность их работы обеспечивает сложный механизм планетарного типа, где потоки мощности смешиваются и через дифференциал передаются на ведущие колёса.

Трогание с места и стартовое ускорение выполняет электромотор. Если электроника определяет, что его возможностей недостаточно, подключается экономичный бензиновый двигатель, работающий по циклу Аткинсона.

В обычных автомобилях с моторами Отто такой термический цикл применять нельзя из-за переходных режимов. Но тут их обеспечивает электродвигатель.

Исключён режим холостого хода, если у Toyota Prius автоматически запускается ДВС, то для него сразу же находится работа, помогать в разгоне, заряжать батарею или обеспечивать климатическую установку.

Постоянно имея нагрузку и работая на оптимальных оборотах он минимизирует расход бензина, находясь в самой выгодной точке своей внешней скоростной характеристики.

Традиционный стартер отсутствует, поскольку такой мотор можно запустить только раскрутив его до значительных оборотов, что и делает реверсируемый генератор.

Аккумуляторы имеют разную ёмкость и напряжение, в наиболее сложной подзаряжаемой версии PHV это уже вполне обычные для электромобилей 350 вольт при 25 А*ч.

Проверка и обслуживание гибридных автомобилей

Батареи, как правило, требуют замены через 15-20 лет, для электродвигателя не исключено наличие пожизненной гарантии. Обслуживание гибридных автомобилей рекомендуется проводить только в официальных сервисных центрах, которые оснащены специальным оборудованием и где работают специалисты, обученные принципам сервиса автомобилей этого вида. Проверка гибридного авто включает в себя:

  • диагностические коды ошибок;
  • гибридная батарея;
  • изоляция батареи;
  • работоспособность системы;
  • система охлаждения. 

Эксплуатация гибридов: разрушаем мифы

  • Гибридные авто являются новинкой, которая до конца не усовершенствована и имеет множество недоработок. Это миф, так как бренд Тойота занимается полномасштабным серийным производством гибридных моделей почти 20 лет.
  • В гибридах разряжаются аккумуляторы, что приводит к проблемам. Это правда, но только частично. На начальных этапах развития технологии подобные случаи встречались, но сегодня высокоточная электроника не допускает глубокого разряда батареи.
  • Гибридные авто чаще ломаются, их дорого и сложно ремонтировать. Это миф, так как гибридные автомобили не менее надежны в эксплуатации по сравнению с обычными дизельными и бензиновыми ДВС. Большинство СТО комплексно обслуживают гибриды наравне с обычными авто. Более того, КПП в гибридах исключает наличие фрикционов, что делает такую трансмиссию простой и надежной, чего не скажешь о различных типах АКПП. Что касается ДВС, мотор на гибридах чаще работает на низких оборотах, не выходит на пиковые нагрузки. Если также учесть цикл Аткинсона, тогда моторесурс двигателя на гибриде намного больше обычного мотора.
  • ДВС гибрида имеет меньшую мощность, такие авто теряют в динамике сравнительно с аналогами. Да, мощность ДВС на гибридах меньше, но за счет добавления электромотора суммарная мощность установок значительно превосходит мощность обычных аналогов с одним бензиновым мотором.
  • Расход гибридной машины на практике не сильно отличается от обычного авто. Частично это правда, так как показатель расхода гибридных автомобилей напрямую зависит от режимов езды. Для достижения максимальной экономичности необходимо изменить стиль вождения на медленный, спокойный и плавный, избегая разгонов, активного дросселирования и т.д. Другими словами, сильные нажатия на педаль газа будут давать команду системе управления к тому, что необходимо завести ДВС.

Идея экономии горючего в гибридных авто состоит в том, чтобы при заряженном аккумуляторе как можно дольше двигаться только на электротяге на скоростях до 60 км/ч., чего зачастую хватает в плотном городском потоке. Также необходимо добавить, что система учитывает большое количество факторов: наружную температуру, степень прогрева ДВС и ОЖ, заряд батареи, движение под уклон или на горку и т.д. В разных условиях гибрид может задействовать ДВС, а может передвигаться только на электрической энергии.

  • Аккумулятор для гибрида трудно найти в свободной продаже, а также батарея занимает много места в багажнике автомобиля. Это миф, так как аккумуляторы для гибридов всегда доступны к заказу в авто магазинах, а также представлен широкий выбор на различных Интернет-ресурсах. Что касается свободного места, батарея практически не занимает полезное пространство в багажном отсеке.
  • На гибридную машину нельзя поставить газ. Это миф, так как мировые производители ГБО производят оборудование, совместимое с электронным блоком управления гибридным авто.

Лучшие гибридные автомобили

А теперь перейдем к описанию самых востребованных и популярных моделей гибридных авто.

Toyota Prius

Самый первый серийный гибрид. Кроме того, именно этот автомобиль считается самым «эффективным» – он оснащен двигателем, КПД которого достигает 40% (цифра, пока недостижимая для других производителей). Плавный ход, достигаемый благодаря независимой подвеске, не оставит равнодушным даже самых искушенных автолюбителей.

Тойота Приус – крайне экономичный гибрид (расход топлива – от 2,45 л на 100 км). При этом автомобиль может развивать скорость на трассе до 180 км/ч.

Конструкция авто четко продумана – батареи перенесены из багажного отсека под пассажирские задние сиденья для максимального расширения полезного пространства багажника.

Как вы могли заметить, преимуществ у этой машины масса: от привлекательного внешнего вида до высокого уровня безопасности. Минус только один – высокая стоимость авто в базовой комплектации (ну а если рассматривать варианты более расширенной оснастки, то цена даже на вторичном стартует от 15000 долларов и выше).

Chevrolet Volt Hybrid


Chevrolet Volt Hybrid. Данный автомобиль представляет собой переднеприводный четырехместный хэтчбек. Главным достоинством этой модели является то, что электромоторов, мощностью 149 л.с. хватает на 60 км при езде по городу, без расхода топлива и с сохранением характеристик. Однако большим недостатком Chevrolet Volt является большая стоимость.

Если вы интересуетесь будущим этого и других автомобилей этой марки, рекомендуем ознакомиться с последними новостями Chevrolet.

Chevrolet Malibu Hybrid

Chevrolet Malibu Hybrid. Это большой комфортный и вместительный седан, который имеет выразительный дизайн и качественно проработанный салон с современной техникой и богатым оснащением. По мнению экспертов, авто хорошо подойдет тем клиентам, которым нравится свободное пространство. В состав гибридной установки входит двигатель объемом 1.8 л и пара электромоторов. Средний расход топлива данной модели составляет 5.2 л на 100 км. Для авто предусмотрены десять подушек безопасности и камера заднего вида, что делает его более безопасным.

Lexus RX 450h

Смелый дизайн, современное оснащение, самые передовые технологии – все это соединяет в себе ультрасовременный автомобиль-гибрид от компании Lexus. Это машина класса «Люкс». Разработчики позаботились не только о стильном дизайне – авто полностью укомплектовано элементами обеспечения безопасности пассажиров и водителя. Кроме того, не забыли конструкторы и о весьма приятных «мелочах», которые никак не влияют на ходовую часть, зато делают путешествия более приятными и комфортными – акустическая система, шумоизоляция, бортовой компьютер с дисплеем на панели.

Конечно, такой автомобиль по карману далеко не всем – цены стартуют от 70000 долларов. При этом заправлять этот агрегат можно только 95 бензином. Естественно, запчасти и ремонт Лексуса также обойдется владельцу в весьма круглую сумму.

Вывод

Приобретая автомобиль-гибрид, многие автолюбители сомневаются – стоит ли переплачивать 30% стоимость просто за наличие еще одного двигателя (электрического). Наш ответ однозначен – конечно же, стоит! Деньги, потраченные на покупку, вернутся вам уже через 2-3 года – вы будете заметно экономить на заправке, что, несомненно, положительно скажется на вашем бюджете. Кроме того, все гибриды – современные машины, оснащенные самими новыми разработками лучших конструкторов. Соответственно, вместе с автомобилем вы покупаете ежедневный комфорт и безопасность для вас и вашей семьи!

Источники


  • https://automonth.ru/rejting-gibridnyh-avtomobilej/
  • https://nahybride.ru/baza-znanij/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel-avtomobilya
  • https://jplife.ru/stati/luchshie-gibridnye-avtomobili/
  • https://dvsoff.ru/tip/gibridnyj-dvigatel
  • https://www.drom.ru/info/misc/67656.html
  • https://AutoVogdenie.ru/kak-rabotaet-gibridnyj-dvigatel.html
  • https://zen.yandex.com/media/avtotachki/gibridnyi-avtomobil-chto-nujno-znat-5ec2990dd5408876452306cb
  • http://KrutiMotor.ru/avto-s-gibridnym-dvigatelem/

Toyota Hybrid: принцип работы гибридной системы

Сегодня компания Toyota является одним из крупнейших производителей гибридных автомобилей в мире. Этот тип автомобилей становится все более популярным из-за высокую производительность, надежность, экологичность и низкие эксплуатационные расходы. Но чем основной принцип работы гибридной системы автомобилей Toyota отличается от бензиновых и электрических автомобилей?

Гибридная система Toyota использует бензиновый двигатель и электромотор. Это «полный» гибрид — автомобиль может передвигаться как по принципу совместного использования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и HV-батареи, так и исключительно на электроэнергии. Этим Toyota Hybrid отличается от других «мягких» гибридных систем, в которых электромотор работает только для повышения производительности бензинового двигателя и исключительно вместе с ним.

Система Toyota Hybrid состоит из:

  • бензинового двигателя, который работает по циклу Аткинсона. Самый эффективный ДВС при средних и высоких оборотах, имеет высокий КПД и низкие расход топлива и уровень шума
  • управляющего электромотора. Выполняет роль генератора энергии от ДВС для подзарядки высоковольтной батареи, а также роль стартера ДВС;
  • тягового электромотора. Предназначен для приведения автомобиля в движение. Также выполняет роль генератора при рекуперации;
  • гибридной трансмиссии. Представляет собой планетарную передачу, является делителем мощности и распределяет крутящий момент между тяговым электромотором и ДВС. Гибридная трансмиссия не является вариатором в классическом его понимании, поскольку в ней отсутствуют валы, фрикционы, ремни / цепи;
  • инвертора. Преобразует переменный ток (АС) с электродвигателя на постоянный (DC) для подзарядки батареи и наоборот. Также конвертирует напряжение 250В с HV-батареи в 650В для запуска и работы тягового электромотора;

высоковольтной батареи. Имеет высокую плотность энергии. Никель-металл-гидридных батарея обеспечивает стабильное подзарядки / разрядки от 30% до 90% для наиболее эффективной работы батареи, идеально подходит для работы при низких температурах и не требует внешнего подзарядки.

Toyota Hybrid может работать в трех режимах: CHARGE, ECO и POWER. В зависимости от режима движения и манеры управления водителя автомобиль определяет оптимальный режим и соответственно отображает его на индикаторе гибридной силовой установки.

CHARGE — автоматическая зарядка HV-батареи гибридной системы автомобиля происходит при плавном и стабильном торможении за счет рекуперации кинетической энергии. HV-батарея также автоматически заряжается при движении накатом. Накопленный заряд используется электромотором для дальнейшего движения, позволяет экономить на топливе. В режиме ECO гибридный привод используется максимально эффективно. Во время движения в городе в режиме ECO система часто позволяет двигаться исключительно на электротяге. POWER — при ускорении, обгоне или движении на высокой скорости автомобиль использует синергию мощности ДВС и гибридной системы для получения высоких динамических показателей.

Гибридная система в Toyota Camry HybridГибридна система в Toyota Camry Hybrid Description:

Применяя такой эффективный принцип совместного использования бензинового двигателя и электрических компонентов, автомобиль может преодолевать расстояния, и подзарядка не нужна. Благодаря этому гибридный автомобиль Toyota является оптимальным выбором как для передвижения по городу, так и для длительных путешествий. Современный водитель стремится стать владельцем автомобиля, который бы отвечал требованиям нового smart-стиля жизни и повышенным стандартам качества. Самозарядные бензиново-электрические гибриды Toyota удовлетворяют современные критерии эффективности, надежности и прогрессивности.

За дополнительной информацией о Toyota Hybrid, включая ценам на доступный модельный ряд, просим обращаться по телефону: (044) 537-54-54 или по адресу Харьковское шоссе 179.

Гибридные автомобили. Принцип работы

ГИБРИДНЫЕ АВТО HEV

Популярные марки гибридных автомобилей

Традиционные гибридные автомобили часто ставят в один ряд с плагин-гибридами, однако, в отличие от последних, они не могут заряжаться от сети. Аккумуляторы обычных гибридов могут заряжаться только энергией, производимой ДВС, а точнее – рекуперативной энергией, образующейся в процессе торможения или избыточной работы двигателя. Гибриды способны проехать только на электротяге до 1,5 км на небольших скоростях и при небольшой снаряженной массе. Поэтому их нельзя назвать электромобилями в полном смысле слова, скорее, они – “электрифицированные” (electrified) автомобили.

Принцип работы гибридных автомобилей

Гибрид работает за счет рабочего союза двух моторов — бензинового и электрического. Оба двигателя работают синхронно с одной существенной разницей — основная работа по созданию вращательного момента приходится на топливный мотор, а электрический двигатель работает в качестве вспомогательного элемента. ДВС также отвечает за выработку энергии для питания аккумуляторов.

Автомобили с гибридной установкой могут передвигаться на чистом электричестве на небольшие расстояния, однако отлично экономят горючее и увеличивают запас хода на одной заправке. Гибридизация автомобильного парка распространяется на большинство социальных секторов. Например, полиция в Украине ездит на гибридных Mitsubishi Outlander или Toyota Prius.

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 гибридных автомобилей

  • Экономная эксплуатация. Одно из главных достоинств машин подобной модификации. Для ее достижения необходимо сбалансировать все технические параметры, но одновременно сохранить полезные показатели стандартного авто: мощность, способность к разгону, скорость. Возможность накапливать кинетическую энергию во время тормоза помогает снизить износ тормозных колодок.
  • Экологическая чистота. Снижение затрат топлива позитивно повлияло на окружающую среду. Скопление машин на дорогах мегаполисов — обычное явление, а полная остановка двигателей в таком месте играет первостепенную роль. Проблему утилизации использованных аккумуляторов решили применением батарей меньшей емкости. Развитие гибридных механизмов для общественного транспорта и грузовых автомобилей еще сильнее улучшит экологию окружающей среды в городской местности.
  • Увеличение запас хода. Самый ценный ресурс — время. Если снизить заезды на заправки вполовину, то у владельца гибридной машины освободится достаточно времени для эффективного выполнения более важных дел.
  • Повторное применение энергии. В моторе на углеродном горючем убрали основной изъян — невозможность вернуть энергию обратно в топливо. Инженеры уже давно пытались разработать технологию, которая поможет сохранить энергию при движении для ее повторного использования. Однако пока только электрическую энергию удается сохранить дешево и с минимальными потерями. Для накопления используется батарея и специальные конденсаторы.

Основным преимуществом гибридов перед обычными автомобилями является меньший расход топлива. Например, гибрид Toyota Prius расходует в смешанном цикле всего 4,7 л бензина на 100 км пути. Однако, в сравнении со всеми вышеперечисленными видами электрических автомобилей, гибриды более затратны в обслуживании. 

Сегодняшние гибриды – это не только компактные седаны и хэтчбеки, но и внедорожники. Почти все автопроизводители имеют в своей модельной линейке хотя бы один гибрид.

 

Главный игрок на рынке гибридных автомобилей – это компания Toyota. За все время японский производитель реализовал более 5 миллионов гибридов. Собственно, Toyota и произвела первый в мире гибрид – Prius. Среди других гибридных среднеразмерных седанов можно назвать Ford Fusion (продающийся на рынке США), Honda Accord, Hyundai Sonata, Kia Optima и Toyota Camry.

Также, Toyota давно предлагает гибридный вариант среднеразмерного кроссовера Highlander, а в этом году к нему присоединится и гибридная версия популярного компактного кроссовера RAV4. В целом, число гибридных моделей Toyota, предлагающихся сегодня на мировом рынке, составляет более 20. 
Премиальный “тойотовский” суббренд Lexus тоже уже давно предлагает гибридную версию кроссовера RX.

 

Недостатки владения гибридными авто

  • Сложность производства. Изготовление гибридных машин сложнее и дороже традиционных моделей с ДВС. Аккумуляторы регулярно разряжаются. Американцы пытаются решить проблему высокой стоимости льготами. Мало производителей занимаются разработкой собственных гибридов. Сегодня самой удачной серийной гибридной версией считается Toyota Hybrid Synergy Drive.
  • Высокая цена некоторых экземпляров. Этот тезис является результатом того, что гибридные автомобили сложнее производить и тяжелее создать комплектующие. Естественно, некоторые модели стоят намного дороже, чем аналоги с ДВС.
  • Утилизация батарей. Автомобили с гибридным механизмом меньше, чем электрокары, но все же подвержены проблеме переработки аккумуляторов. Исследовательские центры еще мало изучают влияние выбрасываемых батарей на окружающую среду, но оно вполне может быть опасным.

В Украине нашли применение отработанным аккумуляторным батареям с гибридных авто. Они могут использоваться в качестве стационарных накопителей электроэнергии. 
Собранные вместе, снабжённые инвертором и сетевым фильтром 5-10 аккумуляторов от гибрида могут обеспечить несколько коттеджей или небольшой магазин (офис, промышленный объект) резервным питанием во время аварийных отключений на несколько часов. А 33 батареи для гибрида способны послужить буферным накопителем электричества для 50 домов и смогут питать их без поддержки сети 4-6 часов.
Такая система может заряжаться во время спада потребления энергии и выдавать мощность во время пика. Также аккумуляторные батареи с гибридных авто устраняют неравномерности в выработке энергии на ветровых и солнечных электростанциях.

Каждый владелец гибридной машины на личном опыте может узнать о недостатках и преимуществах подобного транспорта. Пока главным минусом является массивный и дорогой аккумулятор, который занимает много места в автомобиле. Гибридный транспорт станет популярнее, когда производители начнут ставить в машины надежные и небольшие батареи.

Взрывная смесь

Современная автопромышленность обзавелась еще одним перспективным направлением развития — гибридизация. Сотни производителей наперегонки изготавливают машины со смешанной силовой установкой. В таких автомобилях достаточно и плюсов, и минусов. Но давайте подробнее разберемся, с чего же все началось.

История гибридных автомобилей

Первый гибридный тандем ДВС с электромотором появился в 1905 году благодаря инженеру из Бельгии Генри Пайперу. Еще один талантливый изобретатель того времени — немец Фердинанд Порше. Его гибридное детище получило название Lohner Electric Chaise. Когда американский предприниматель Генри Форд добавил в производство конвейерную ленту, отрасль гибридных автомобилей начала увядать. Бензиновые машины начали собирать быстро, а стоили они дешево. Выгода и продавцу и покупателю.

Легендарное возвращение случилось в 1970-е годы, когда повысились требования к экологическим характеристикам машин. Тогда и вспомнила автоиндустрия о наработках 60-летней давности от Порше, Пайпера и других талантливых изобретателей. Компании одна за другой начали выпускать гибридные автомобили. Первыми прощупали почву немцы — Volkswagen, позже Audi. В 1990-е годы трудолюбивые японцы из Toyota пополнили ряды производителей экологичного транспорта — в 1997 году вышло первое поколение Toyota Prius.

Конкуренты долго не воспринимали всерьез старания японской компании. Электрическая начинка была слишком дорогой, такое производство почти не приносило дохода. Однако Toyota со временем научилась делать доступные батареи с повышенной емкостью, наращивала изготовление и снижала себестоимость. Не прошло и пару лет, как труды принесли результат. Японцы ушли далеко вперед в разработках гибридных агрегатов. Тут и спохватились другие производители. Пора что-то изготавливать, чтобы не попасть в аутсайдеры. 

Каковы будущие перспективы HEV?

По сравнению со стандартными автомобилями, гибриды намного эффективнее экономят топливо и более экологичные. Современные модели с гибридными установками для езды на малой скорости используют исключительно электродвигатель, соответственно полностью отсутствует количество вредных выбросов в атмосферу. В нашей стране гибридизация проходит медленно из-за нескольких причин:

  • недостаточно информации о преимуществах гибридных автомобилей;
  • большинство известных моделей — дорогостоящие люксовые модели.

Однако развитие и увеличение спроса на гибридный транспорт присутствует. Доля экологичного транспорта постепенно растет, как на внутренних рынках, так и на международной арене.

Купить гибридный автомобиль  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
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 →

 

CARuSELL Motors                   

+38 050 277 65 07                 

                                                 

Принцип работы гибридного автомобиля и как он устроен

Сейчас всё больше среди авто выпускается бензиново-электрических гибридов, которые сочетают в себе двигатель внутреннего сгорания и электромотор. Они стоят дороже бензиновых моделей, но при этом имеют некоторые преимущества. Благодаря способности экономить подорожавший бензин и ужесточившимся требованиям по экологичности они стали популярны в последние годы.

Что такое гибридный автомобиль

Машина-гибрид использует для привода ведущей пары колёс не один источник энергии. Они дополняют друг друга, что помогает избегать сильных нагрузок. Большая часть производств по выпуску автомобилей в гибридной силовой установке устанавливают совмещение работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя или варианта на сжатом воздухе.

Чаще всего выпускается первый вариант, состоящий из таких составляющих:

  • ДВС, отличающийся от обычного меньшими размерами и большей экономичностью расхода топлива, экологичностью и работоспособностью;
  • топливного бака, находящегося при ДВС;
  • электродвигателя;
  • генератора;
  • аккумуляторные батареи.

В гибридных установках автомобилей могут использовать следующие схемы:

  • последовательную;
  • параллельную:
  • последовательно–параллельную.

Знаете ли вы? Впервые автомобиль с гибридной установкой сконструировал Фердинанд Порше в 1900-1901 гг. Это была модель с последовательной схемой работы ДВС и электродвигателя.

При последовательной схеме ДВС работает только на генератор, обеспечивающий электроэнергией электродвигатель через аккумуляторы. В ней электрический мотор установлен так, что является движущей силой и заставляет вращаться ведущую колёсную пару. Автомобили с такой схемой гибридной установки обычно имеют порт подключения к электрическим сетям. В них отсутствует коробка передач и используются ёмкие и дорогие аккумуляторные батареи, преимущественно никель-металлогидридные. При отключении ДВС такое ТС имеет достаточно заряда и мощности для самостоятельного движения. Эта система очень эффективна при частых торможениях и остановках, небольшой скорости передвижения. Она наиболее оптимальна для городского движения и нередко используется в общественном транспорте.

При параллельной схеме ДВС и электродвигатель могут работать независимо друг от друга и приводить в движение колёса. Причём последний должен уметь работать и в качестве генератора. Его устанавливают обычно между ДВС и коробкой передач. При ускорениях и старте электродвигатель помогает ДВС, а при торможении или устоявшемся движении начитает запасать энергию. Их работу согласовывает компьютер. В такой схеме не обязательны ёмкие батареи, что экономит стоимость. Такой гибрид эффективен на трассе, но не в городских условиях.

Последовательно-параллельная схема устроенна как сочетание двух предыдущих вариантов. В ней используется планетарная передача, при которой ДВС не только двигает ведущую колёсную пару, но и способствует зарядке генератора, питающего энергией электромотор. В коробке передач необходимости нет. Компьютер выбирает оптимальную программу взаимодействия двигателей в разных ситуациях. Такое гибридное авто начинает движение только на электродвигателе, при постоянном движении или на скорости включается ДВС. В условиях нагрузок электромотор подпитывает генератор.

Особенности гибридных автомобилей

Внешне гибриды выглядят так же, как и обычные автомобили, но за счёт использования двух двигателей, наличия генератора и ёмких аккумуляторов, компьютерного обеспечения их цена выше. Они отлично показывают себя в условиях городского движения и частых остановок. Их интересной особенностью является возможность использования энергии торможения. Следует отметить, что авто бесшумно стоит на светофоре и начинает своё движение, что считают опасным для пешеходов, ведь те их не слышат.

Знаете ли вы? В СССР также велась разработка гибридных автомашин. Под руководством изобретателя Нурбея Владимировича Гулиа был создан гибрид на основе грузовой машины УАЗ-450, где энергия накапливалась маховиком, а затем передавалась ДВС. Это экономило 45% топлива.

При торможении электроника сама выбирает, когда наступает момент включения гидравлической тормозной системы, то есть во время срабатывания тормозов происходит переход электродвигателей в режим работы генерации электроэнергии для подпитки батарей аккумулятора. В обыкновенных автомобилях такая энергия тратится впустую, а в таких моделях генерируется. Некоторые модели имеют возможность подключения к сети. Примером является «Chevrolet Volt, Opel Ampera». В своём названии они имеют наименование «Plug-in Hybrid», что переводится как «подключаемый гибрид».

Принцип работы гибридного автомобиля

Конструкция гибридного авто предусматривает наличие 2-х двигателей. Один из них работает на бензине, другой на электричестве. Процесс их работы обычно регулируется и управляется компьютерной системой. При езде по дорожной трассе работает ДВС на топливе, а в условиях передвижения по городу включается двигатель, работающий на электрике. При больших нагрузках включаются 2 движка одновременно.

Рекомендуем для прочтения: Когда работу осуществляет ДВС на топливе, происходит подзарядка аккумуляторных батарей. При этом во время движения на небольших скоростях работают только электрические движки и аккумулятор. После того, как скорость нарастёт, включается ДВС на топливе. Во время работы устройства на бензине избыток вырабатываемой энергии уходит на подзарядку аккумуляторных батарей.

Одним из первых удачных гибридов была «Toyota Prius», которая расходовала 0,32 л бензина на 10 км в условиях передвижения по городу.

На гибридах наиболее экономичен такой стиль езды:

  • езда на небольшой скорости;
  • поддержание стабильной скорости;
  • медленное, не резкое торможение.

Плюсы и минусы гибридного автомобиля

Гибридные автомобили считают переходной ступенью к машинам будущего. Они имеют как плюсы, так и минусы.

Рассмотрим плюсы таких машин:

  1. Экономичность расхода бензина. Данные модели потребляют меньше топлива (почти на 25 %).
  2. Экологичность. Благодаря тому, что расход бензина намного меньше, чем у других авто, в атмосферу уходит намного меньше вредных элементов. Более того, когда машина останавливается, двигатель на бензине также прекращает работу и включается электромотор, а значит, в этот момент не происходит никаких вредных выбросов в окружающее пространство.
  3. Бесшумность работы. Такое авто не будет создавать звуковой шум на трассе и беспокоить жителей спальных районов.
  4. Увеличение дальности пробега без остановок для заправки или подзарядки. К тому же он дольше не нуждается в заправке бензином.
  5. Накопление и сохранении энергии. Почти на всех моделей используют энергию во время торможения, чтобы подзарядить аккумулятор (принцип рекуперации).

Важно! Для нашей страны следует добавить еще один недостаток — найти СТО, обслуживающие такие автомобили весьма проблематично.

К минусам относят:

  1. Более дорогая цена при покупке. Такие авто на 30–50% дороже, чем обыкновенные модели.
  2. Высокая стоимость ремонтных работ. Это наблюдается из-за того, что гибрид устроен сложно.
  3. Аккумуляторные устройства могут разряжаться в самостоятельном порядке. К тому же они плохо переносят скачки температурного режима, а время их работы не отличается длительностью, а их покупка хорошо бьёт по карману из-за дороговизны. Утилизация их также проблематична.

Гибриды помогают экономить топливо, меньше загрязняют окружающую среду и отлично подходят для городских условий. Они имеют сложную систему управления и их ремонт своими руками не сделаешь, поэтому перед покупкой такого авто стоит поинтересоваться, где можно отремонтировать такое авто.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Гибридный автомобиль: разновидности электродвигателей hybrid фото

Гибридный автомобиль это комбинация электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания привода, но из-за нескольких типов этого привода обобщенного описания нет.

Классификации гибридов:

  • микрогибриды;
  • мягкие гибриды;
  • полные гибриды.

Основные узлы (структура) гибридного автомобиля

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

Топливный бак

Есть топливный бак для бензина, как в обычном автомобиле. Благодаря передовым технологиям в гибридных автомобилях, бензин будет меньше расходоваться. Более высокая эффективность, как следствие, уменьшается расход топлива и меньше вредных выбросов.

Трансмиссия

В большинстве гибридных автомобилей по-прежнему используется обычная трансмиссия, как в обычном бензиновом автомобиле. Однако есть новые трансмиссии, которые разрабатываются специально для некоторых гибридных автомобилей и электромобилей, таких как Toyota Prius.

Батарея гибрида

Батарея питает электродвигатель гибридного автомобиля. Аккумуляторы так же получают энергию от электродвигателя. Это один из способов сохранить запас  энергии.

Генератор

Любой серийный гибридный автомобиль имеет генератор, который приводится в действие бензиновым двигателем. Генератор вырабатывает электроэнергию для электродвигателя и заряжает аккумулятор. По сути, это способ преобразования бензина в электрическую энергию для двигателя и аккумулятора.

Электродвигатель гибрида

Наличие электродвигателя делает  автомобиль гибридным. Электродвигатель ускоряет автомобиль, получая энергию от аккумулятора. Также электродвигатель возвращает энергию аккумулятору, если вы замедляете движение автомобиля.

Бензиновый двигатель

Гибридный автомобиль по-прежнему имеет бензиновый двигатель. Он остается основным источником энергии транспортного средства, поскольку 1 литр бензина имеет такую же энергию, как половина заряда батареи.

Микрогибриды

В случае с микрогибридом электродвигатель не используется для движения автомобиля. Электродвигатель действует как генератор и стартер, приводя в движение коленчатый вал.

Когда водитель запускает двигатель, при движении микрогибрид превращается в генератор, который восстанавливает энергию, а когда водитель замедляет ход или тормозит — преобразует энергию в электричество для зарядки аккумулятора.

Мягкий гибридный автомобиль

У мягкого гибрида сложная конструкция, но все же электродвигатель не может привести машину в действие самостоятельно.

Электродвигатель служит только помощником двигателя внутреннего сгорания, и его задача заключается в первую очередь в рекуперации энергии во время торможения и поддержке двигателя внутреннего сгорания во время разгона автомобиля.

Полный гибрид

Полный гибрид – современное решение, в котором электродвигатель играет множество ролей. Может не только управлять автомобилем, но и поддерживать двигатель внутреннего сгорания, а также восстанавливать энергию при торможении.

Гибридные приводы также различаются тем, как двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель соединены друг с другом. В зависимости от этого различают серийные, параллельные и смешанные гибриды.

Серийный гибридный автомобиль

В серийном гибриде двигатель внутреннего сгорания никак не связан с ведущими колесами. Роль двигателя заключается в приведении в действие генератора электрического тока — расширитель диапазона. Вырабатываемая таким образом энергия используется электродвигателем. Двигатель внутреннего сгорания вырабатывает электричество, которое направляется на электродвигатель, приводящий в движение колеса.

Этот тип системы привода требует для работы двух электрических блоков, один является генератором, а другой — источником привода. Благодаря тому, что двигатель внутреннего сгорания механически не связан с колесами.

Двигатель может работать в оптимальных условиях, то есть в соответствующем диапазоне скоростей и с небольшой нагрузкой. Это снижает расход топлива и двигателя внутреннего сгорания.

Во время движения, когда аккумуляторные батареи, питающие электродвигатель, заряжены, двигатель внутреннего сгорания выключен.

Когда накопленные энергоресурсы исчерпаны, блок сгорания запускается и приводит в действие генератор, который питает электрический блок. Это решение позволяет продолжать движение без необходимости заряжать аккумуляторы от розетки, хотя ничто не мешает использовать шнур питания после прибытия в пункт назначения и подзарядить аккумуляторы от сети или на станции зарядки.

Преимущества

Езда на электротяге без использования ДВС.

Высокая стоимость.

Большие габариты и вес привода

Параллельный гибридный автомобиль

В параллельном гибриде двигатель внутреннего сгорания играет главную движущую роль, а электродвигатель — вспомогательную. Причем параллельные гибриды бывают с одним или двумя сцеплениями или с разделенными осями. В случае с одним сцеплением электрический блок постоянно подключен к двигателю внутреннего сгорания, что, в свою очередь, исключает возможность независимой работы обоих блоков.

Привод с двойным сцеплением имеет больше преимуществ, потому что блок сгорания не подключен постоянно к электрическому– поэтому возможна независимая работа благодаря муфте, используемой между блоками.

На практике это означает, что, в отличие решения, где движение в электрическом режиме приводит в движение коленчатый вал, в системах с двойным сцеплением можно без проблем использовать электродвигатель даже на высоких скоростях.

Тем не менее, есть некоторые ограничения, ведь при езде на автомобиле только на электродвигателе, он не работает на полную мощность. Некоторая часть этой мощности должна храниться в «резерве» на случай, если потребуется запустить двигатель внутреннего сгорания.

В гибридном приводе с одним сцеплением часть энергии поглощалась двигателем, в случае версии с двойным сцеплением во время рекуперации энергии при торможении электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания отключаются, благодаря чему энергия, генерируемая при торможении, передается на зарядку аккумулятора.

Гибридный привод с разделенными мостами отличается тем, что топочный и электрический агрегат никак не связаны друг с другом. Двигатель внутреннего сгорания приводит в движение передние колеса, а задние колеса приводиться в движение электродвигателем (или наоборот). Если оба привода работают одновременно, мы имеем полный привод с распределением мощности в пропорциях.

Еще одной положительной особенностью описанного является то, что электрический агрегат может работать с высокой частотой вращения. Конечно, при торможении электродвигателю приходится восстанавливать энергию.

С другой стороны есть ограничение — электродвигатель при торможении не может работать как стартер и генератор переменного тока. Следовательно, требуется отдельный элемент, выполняющий роль стартера для двигателя внутреннего сгорания.

Таким образом, параллельные гибриды, гибриды с осями с двумя сцеплениями и с раздельными мостами, характеризуются высокой эффективностью и возможностью поддерживать обычный привод в широком диапазоне работы. Кроме того, такая система занимает относительно мало места, недорога в производстве, что приводит к окончательной закупочной стоимости.

Преимущества

Высокий потенциал рекуперации энергии при торможении (относится к гибридам с двойным сцеплением и раздельным мостом).

Относительно недорогие затраты на производство и закупку.

Небольшие габариты и простота конструкции.

Требуются отдельные генератор и стартер.

Смешанный гибрид

Смешанный гибрид — это комбинация последовательного и параллельного привода. В этом случае двигателю внутреннего сгорания помогают два электродвигателя. Мощность двигателя внутреннего сгорания делится с помощью планетарной передачи на электрическую и механическую, которая передаётся непосредственно на ведущие колеса.

В зависимости от потребностей один из электрических блоков приводит в движение автомобиль, поддерживает двигатель внутреннего сгорания или восстанавливает энергию при торможении.

Второй — поддерживает электродвигатель или заряжает батареи. Также действует как стартер, который отвечает за запуск двигателя внутреннего сгорания.

Планетарная передача, в свою очередь, заменяет коробку передач, хотя конкретный способ работы планетарной передачи придется по душе не каждому водителю.

Преимущества

Высокая эффективность по сравнению с серийными гибридами.

Экономия топлива.

Несколько режимов вождения на выбор.

Работа планетарной передачи.

Видео: Принцип работы гибрида Toyota на примере Lexus gs450h

Популярные гибридные автомобили: характеристики, мощность, год выпуска, расход топлива, разгон

Название год выпуска Мощность (л. с.)

ДВС. литр

Электро  -двигатель, мощность Гибрид

литр

Ёмкость,

кВт*ч

Разгон до 100 км/ч

секунды

Масса, кг Кузов

Гибридный автомобиль Toyota 

Prius 1997 — 2000 1,5  /58 41 5 1,73 15,5 (160) 1240 Седан
Prius 2000 — 2003 1,5  /72 45 5 1,78 13,4 (160) 1220
Prius 2003 — 2011 1,5  /76 68 5 2 км. 1,31 10,9 (180) 1310 -1495 Хетчбэк
Prius 2009 1,8  /99 82 3,9 2 км. 1,31 10,4 (180) 1310 -1495
Prius 2015 1,8  /98 72 /7,2 2,7 10 (180) 1280
PriusPHV 2012 1,8  /99 82 3.2 25 км. 4,4 10,8 (180) 1410 -1525
PriusPHV 2017 1,8  /98 72/31 2,7 68,2 км. 8,8 1510-1530
Prius a (7 мест) 2011 1,8  /99 82 4,1 2 км.1,31 11,3 (180) 1480 -1640 Универсал
Prius a (5 мест) 2011 1,8  /99 82 4,1 2 км.1,31 (180) 1450 -1470
Aqua 2011 1,5 / 74 61 2.7 10,7 (180) 1050 — 1120 Хетчбэк
Yaris Hybrid 1,5  /75 61 3,3 11,8 1085 -1150
Corolla Axio Hybrid 2013 1,5  /74 61 3 11,5(180) 1140 -1180 Седан
Corolla Fielder Hybrid 2013 1,5  /74 61 3 1180 -1270 Универсал
SAI 2009 — 2013 2,4  /150 143 4,5 7 (180) 1570 -1630 Седан
SAI 2013 2,4  /150 143 4,5 7 (220) 1570 -1630
Camry Hybrid 2006-2009 2,4  /147
Camry Hybrid 2,5  /160 143 4,3 1550
Crown Hybrid 2008 —  2012 3,5 6,3 1830
Crown Athlete/Royal 2,5  /178 143 4,3 1640 -1680
Crown Majesta 3,5  /292 200 5,5 1830
Crown Majesta Four 2,5  /178 143 5,3 1810
Auris Hybrid 1,8  /99 82 3,6 10,9 (180) 1385 -1500 Хетчбэк
Auris Touring Sports Hybrid 1,8 / 99 82 3,7 11,2 (175) 1410 -1500 Универсал
Harrier Hybrid 2014 2,5  /152 143 /68 4,7 1750 -1800
Harrier Hybrid 2005 — 2013 3,3  /211 5,6 1930 -1960
Avalon Hybrid 2,5 152 1630 Седан
Highlander Hybrid 3,5 Универсал
Alphard Hybrid 2003 — 2008 2,4  /131 6,1 2040 Микроавтобус
Alphard /Vellfire Hybrid 2011 2,4  /150 143 /68 6.2 2110 -2200
Voxy Hybrid 2014 1,8  /99 82 4,2 1610 -1620 Минивэн
Esquire Hybrid 2014 1,8  /99 82 4,2 1610 -1620
Estima Hybrid 2006 2,4   /150 143 /68 5,6 1940 -2010
Estima Hybrid 2001 — 2006 2,4   /131 5,6 1860
Dyna Hybrid 2014 4,0  Дизель /150 49 Грузовик
Toyoace Hybrid 2014 4,0  Дизель /150 49
Mirai 2014 154 20 9,6 1850 Седан
Sienta 2015 1,5  /74 61 3,7 12,5(180) 1380 Минивэн
Lexus 
CT 200H 2011 1,8  /99 82 3,3 1380 -1440 Хетчбэк
HS 250h 2009 2,4  /150 143 4,9 1640 Седан
IS 300h 2014 2,5  /178 143 4,3 8,4 (200) 1670
ES 300h 2,5  /161 143 5,2 8,5 (180) 1765 — 1785
RX 450H 2009 3,5  /249 167 /68 6,0 7,8 (200) 2185 -2280 Универсал
RX 450H 2009 3,5  /249 167 5,7 2040 -2315
NX 300H 2014 2,5  /152 143 5,1 9,3 (180) 1760 -1790
NX 300H 2014 2,5  /152 143 /68 5,1 1820 -1850
RC 300H 2014 2,5  /178 143 4,3 1740 Купе
GS 300H 2014 2,5  /178 143 4,3 1730 -1770 Седан
GS 450H 3,5  /295 200 5.5 1820 -1860
LS 600H 5,0  /394 224 8,6 6,1 (250) 2230 -2320
LS 600HL 5,0  /394 224 8,6 2320 -2380
Daihatsu Mebius 2013 1,8  /99 82 3,8 1460 Универсал
Daihatsu Altis 2,5  /160 143 4,3 1540 Седан
Mazda Axela Hybrid 2013 2,0  /99 82 3,6 1390 -1410

Гибридный автомобиль Nissan

Altima Hybrid 2007 2,5  /158 41 7,1 8,7
Fuga Hybrid 3,5  /306 68 5,6 1820 — 1870
Cima Hybrid 2012 3,5  /306 68 6,0 1930-1950
Skyline 350GT Hybrid 4WD 2013 3,5  /306 68 5,9 1840
Skyline 350GT Hybrid 2WD 2013 3,5  /306 68 5,4 5,5 1760
Serena Hybrid 2012 2,0  /147 2,4 6,3 1650 Минивэн
Mitsubishi Гибридный автомобиль
Outlander PHEV 2,0  /118 82 /82 4,9 60 км 12 9 (170) 1780 — 1830 Универсал
Dignity 2012 3,5  /306 68 6,0 1950 Седан
Ryugi Hybrid 2014 1,5  /74 61 7,5 1150
Subaru XV Hybrid 2014 2,0  /150 13,6 5,0 1500-1510 Универсал
Subaru Impreza Sport Hybrid 2,0  /150 13,6 4,9 1490-1500 Хетчбэк
Suzuki Landy Hybrid 2012 2,0  /147 2,4 6,5 1660 Минивэн

Honda гибриды

Vezel Hybrid 2013 1,5  /132 29,5 3,7 Li-Ion 8 1270-1300 Хетчбэк
Vezel Hybrid 4WD 2013 1,5  /132 29,5 4,3 1350-1380
Shuttle Hybrid 2015 1,5  /110 29,5 3,1 1190-1240
Shuttle Hybrid 4WD 2015 1,5  /110 29,5 3,6 1260-1300

Особенности гибридного автомобиля — как работает в теории

Гибридный автомобиль — транспортное средство, которое может передвигаться на низких скоростях, не потребляя бензин. Расскажем про особенности гибридного автомобиля и как работает.

Начало движения

Для начала движения и при движении на малых скоростях используется только электромотор.
  • При наборе скорости батарея направляет энергию на блок управления электропитанием.
  • Блок управления направляет энергию на электромоторы, расположенные в передней и задней частях автомобиля.
  • Передний и задний электромоторы позволяют автомобилю плавно трогаться с места.

Движение

При движении автомобиля в нормальном режиме привод колес осуществляется за счет бензинового двигателя и электромоторов; энергия двигателя распределяется между колесами и электрическим генератором, который в свою очередь приводит в движение электромоторы. Генератор также осуществляет зарядку батареи, отдавая ему излишки энергии.

Разгон

  • Бензиновый двигатель разгоняет машину, работая в нормальном режиме.
  • Для улучшения динамики дополнительная энергия поступает от электромотора.
  • При работе в нормальном режиме бензиновый двигатель снабжает энергией генератор.
  • Генератор направляет излишки энергии на блок управления электропитанием.

Торможение

  • При торможении кинетическая энергия преобразуется в электричество.
  • Электромоторы направляют его на блок управления электропитанием.
  • Блок управления электропитанием возвращает энергию на высоковольтную батарею. Бензиновый двигатель работает в обычном режиме.

Особенности работы

Гибридный авто подразумевает сочетание бензинового и электрического двигателей. Они прекрасно дополняют друг друга. Электродвигатели моментально обеспечивают дополнительную мощность, не расходуя топливо и не загрязняя окружающую среду. Бензиновый двигатель позволяет развить высокую скорость. Работа в системе позволяет каждому источнику энергии работать в оптимальном режиме, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества и топливную экономичность. Один из источников экономии – снижение потребляемой энергии. Гибридные технологии позволяют возвращать энергию, которая в обычных условиях теряется безвозвратно. В частности, при торможении электродвигатели действуют как генераторы, и с подачи блока управления силовой установкой энергия движения «перекачивается» обратно в батарею высокого напряжения.

В качестве основного источника энергии используется двигатель внутреннего сгорания. Сложная компьютерная система осуществляет непрерывное изменение забора воздуха в целях обеспечения оптимальных условий работы двигателя. Это не только обеспечивает мотору дополнительную мощность, но и способствует значительной экономии топлива и уменьшению выбросов выхлопных газов. При этом не увеличивается уровень шума и не возникает вибраций.

Усовершенствованный электромотор-генератор, соединенный с бензиновым двигателем, обеспечивает плавный разгон, когда вы нажимаете на педаль газа до упора. Высоковольтный электромотор гибридной силовой установки представляет сложную и одновременно компактную комбинацию электромотора и электрогенератора.


Для обеспечения энергией электромоторов гибридная силовая установка использует в своей работе высокопроизводительную никель-металл-гидридную батарею. В то время как генератор и электромотор являются устройствами переменного тока, батарея представляет устройство постоянного тока. Кроме того, выходное напряжение батареи не соответствует выходному напряжению генератора и величине входного напряжения электромотора. Поэтому эти устройства осуществляют преобразование электроэнергии согласно потребностям системы.

При торможении генератор используется для замедления движения авто. При этом он вырабатывает электроэнергию, которая хранится в батареях. В традиционных системах энергия, которая используется для торможения, теряется полностью. В отличие от них, данная система эффективна при езде в городе, где часто чередуются разгон и торможение.

Как работают гибридные автомобили? Внутренняя структура и основной принцип — CarTreatments.com

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 водители могут выбирать между тем, сколько электроэнергии от электродвигателя они могут использовать для своего вождения, и количеством бензина, которое они получают от двигателя внутреннего сгорания.

Обычно водитель использует и двигатель, и электродвигатель, чтобы сберечь энергию батареи и бензин. Аккумулятор 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, она также должна 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 эффективность и, как следствие, меньше вредных выбросов.
  2. Трансмиссия — В большинстве гибридных автомобилей по-прежнему будет использоваться обычная трансмиссия, которую вы найдете 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 батареи могут фактически забирать энергию от электродвигателя.Это один из способов сохранить продолжительность их жизни.
  4. Генератор — Если у вас серийный гибридный автомобиль, у них есть генератор, который приводится в действие бензиновым двигателем. Оттуда генератор может вырабатывать электроэнергию 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 оснащен бензиновым двигателем. 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 движение полностью с помощью электродвигателя. Единственная проблема в том, что вы можете двигаться 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 разогнаться 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.

Гибридный автомобиль: как это работает

Основные компоненты классического гибрида

В классических гибридах четыре компонента работают вместе, чтобы объединить механику и вычисления с большим эффектом:

  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Электродвигатель
  • А аккумуляторная система
  • Блок управления

Двигатель внутреннего сгорания, , который связан со всеми ведущими колесами, обеспечивает большую часть мощности. В физике мощность — это количество энергии, поставляемой системой в единицу времени.Проще говоря, мощность можно рассматривать как выход энергии … на крейсерской скорости. Это также помогает перезарядить батареи.

Электродвигатель , также связанный с колесами, помогает автомобилю двигаться на низких скоростях. Во время фаз замедления и торможения он восстанавливает кинетическую энергию объекта за счет его движения. , превращает его в электричество Форму энергии, возникающую в результате движения заряженных частиц (электронов) через проводник … и использует его для зарядки аккумулятора.

Аккумуляторная система накапливает всю произведенную электроэнергию и перераспределяет ее между электродвигателем и другим автомобильным оборудованием, включая фары, окна и приборную панель. Он рассчитан на весь срок службы автомобиля и никогда не подключается к электросети (за исключением гибридного модуля, описанного ниже).

Блок управления принимает решение. Он знает, откуда берется тепловая и электрическая энергия, ее соответствующие количества и где ее необходимо распределять в любое время.Несколько тысяч раз в секунду он анализирует команды водителя относительно доступной энергии, чтобы оптимизировать использование двигателя внутреннего сгорания и тем самым уменьшить количество топлива Топливо — это любое твердое, жидкое или газообразное вещество или материал, который может быть объединен с окислителем … потребление.

Как автомобиль реагирует на ваши команды

  • Вы заводите машину, а затем едете со скоростью менее 40 километров в час, например, в городе. Если аккумулятор заряжен в достаточной степени, чтобы привести автомобиль в действие с помощью электродвигателя, блок управления отключает двигатель внутреннего сгорания, который неэффективен на низких скоростях или при ускорении и, следовательно, потребляет много топлива.Если аккумулятор разряжается при зарядке, двигатель внутреннего сгорания запускается снова, приводит в движение автомобиль и одновременно заряжает аккумулятор.
  • Если вам нужно быстро разогнаться или проехать по крутому склону, блок управления дает команду двигателю и мотору работать вместе.
  • Если вы путешествуете с крейсерской скоростью (т. Е. Быстро), большую часть работы выполняет двигатель внутреннего сгорания.
  • Если вы снизите скорость и затормозите, двигатель внутреннего сгорания отключается, а кинетическая энергия, производимая вращением колеса, восстанавливается электродвигателем, который, действуя как генератор энергии, заряжает аккумулятор для последующего использования.
  • Если вы останавливаетесь, двигатель и мотор отключаются для экономии топлива, а электрические системы автомобиля получают питание от аккумулятора. Если вы снова заведете машину, электродвигатель бесшумно снова включится.

О чем следует помнить:

  • Гибридные автомобили нового поколения — это не только силовые агрегаты. Они также отличаются улучшенной аэродинамикой, меньшим весом и меньшим двигателем внутреннего сгорания.
  • Гибридный автомобиль сочетает в себе мощность и запас хода двигателя внутреннего сгорания с бесшумностью и чистотой электродвигателя.
  • Гибридная технология
  • улучшает характеристики ДВС за счет меньшего расхода топлива и снижает выбросы CO 2 . Уровень экономии топлива трудно оценить, поскольку он зависит от того, управляет ли пользователь автомобилем в оптимальных условиях, известных как эко-вождение. Кроме того, автопроизводители иногда переоценивают экономию.

Гибридный автомобиль сочетает в себе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

Подключаемые гибриды

Как следует из названия, подключаемые к электросети гибридные автомобили можно подключать и заряжать от сети, что невозможно для классических гибридов.

Батареи больше, тяжелее и могут накапливать больше энергии, что гарантирует «полностью электрическое» движение на расстояние не менее 30-40 километров. В классических гибридах полностью электрическое вождение без использования двигателя внутреннего сгорания возможно только на 3 или 4 километрах, поскольку электродвигатель используется только для «разгрузки» двигателя внутреннего сгорания. Подключаемый гибрид представляет собой переход к полностью электрическим транспортным средствам.

Существуют различные другие типы гибридных транспортных средств, такие как концепция «расширителя запаса хода», в которой небольшой двигатель внутреннего сгорания увеличивает дальность действия того, что по сути является полностью электрическим транспортным средством, за счет регулярной подзарядки аккумулятора.

Что такое гибридный электромобиль (HEV)? — x-engineer.org

Слово « гибрид » означает смесь двух разных вещей. В автомобильной промышленности гибрид используется для описания трансмиссии транспортного средства. Гибридный электромобиль (HEV) — это транспортное средство, которое использует два источника энергии для приведения в движение, по крайней мере, одним из источников энергии является электрическая энергия. В подавляющем большинстве гибридных электромобилей используется комбинация бензиновых (бензиновых) двигателей и электродвигателей.

Существуют разные типы гибридных транспортных средств, например: гибридные воздушные транспортные средства, гибридные кинетические транспортные средства и т. Д., Но в этой статье мы сосредоточимся только на гибридных электромобилях .

Изображение: Принцип гибридного автомобиля

С точки зрения принципа работы, гибридный автомобиль использует 2 источника энергии с 2 преобразователями энергии. Эти законы регулируют работу гибридного электромобиля:

  • есть первичный источник энергии (1) и вторичный источник энергии (2)
  • есть первичный преобразователь энергии (1) и вторичный преобразователь энергии (2)
  • для HEV первичный источник энергии , , топливный бак , и вторичный источник энергии , , батарея , ,
  • ,
  • , первичный источник энергии имеет гораздо большее энергосодержание, чем вторичный источник энергии
  • энергия может быть передана от первичного источника энергии к вторичному источнику энергии, но не наоборот
  • передача энергии от первичного источника к вторичному источнику осуществляется через преобразователи энергии
  • для HEV, первичный преобразователь энергии — это внутреннего сгорания двигатель и преобразователь вторичной энергии представляет собой электрическую машину (двигатель / генератор)
  • часть кинетическая энергия транспортного средства может быть восстановлена ​​во время торможения только вторичным преобразователем энергии и сохранена во вторичном источнике энергии
  • оба преобразователя энергии могут одновременно прикладывать тяговый крутящий момент к колесу

Гибридное электрическое транспортное средство (HEV) использует как двигатель внутреннего сгорания, так и по крайней мере одну электрическую машину для приведения в движение.

Существуют три основных движущих силы развития гибридных электромобилей:

  • снижение расхода топлива и сокращение выбросов CO 2
  • сокращение выбросов выхлопных газов
  • улучшение динамики автомобиля за счет увеличения крутящего момента и выходной мощности

Типы гибридных Автомобили

Степень улучшения расхода топлива или динамики автомобиля зависит от уровня гибридизации . Гибридный электромобиль представляет собой смесь транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания (ICEV) и электромобиля с аккумулятором (BEV).Уровень энергии, содержащейся в батарее, и мощность электрической машины определяют уровень (тип) гибридного электромобиля.

Для более подробного сравнения типов гибридных электромобилей прочтите статью «Микро, легкие, полные и подключаемые гибридные электромобили».

Соотношение между различными источниками энергии и соотношением между различными двигательными установками определяет тип гибридного транспортного средства .

Изображение: Типы транспортных средств с функцией источника энергии и силовой установки

Различные типы гибридных транспортных средств приведены в таблице ниже.

Тип Источник энергии Силовая установка Характеристики
ICEV
(Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания)
— 100% топливо, бензин / бензин — 100% двигатель внутреннего сгорания — обычный автомобиль
mHEV
(микрогибридный электромобиль)
— 99% топлива (бензин / бензин, дизельное топливо)
— 1% электроэнергии
— 100% внутренняя энергия двигатель внутреннего сгорания — он может использовать энергию батареи для электрических систем без потребления энергии от генератора
— может изменять профиль зарядки низковольтной батареи (12 В), увеличивая скорость заряда во время замедления транспортного средства
MHEV
(мягкий гибридный электромобиль)
— 80-90% топлива (бензин / бензин, дизельное топливо)
— 10-20% электроэнергии 9 0216
— 80-90% двигатель внутреннего сгорания
— 10-20% электродвигатель
— электрическая машина может обеспечивать дополнительный крутящий момент во время фаз ускорения транспортного средства
— электрическая машина может рекуперировать электрическую энергию во время замедления транспортного средства
— имеет две электрические сети и батареи, низковольтная (12 В) и высоковольтная (48-150 В)
— имеет преобразователь постоянного тока постоянного тока для обмена энергией между низковольтной и высоковольтной сетью.
— имеет высоковольтную электрическую машину, обычно управляемую 3-фазный инвертор
HEV
(гибридный электромобиль)
— 70-80% топлива (бензин / бензин, дизельное топливо)
— 20-30% электроэнергии
— 70-80% двигатель внутреннего сгорания
— 20-30% электродвигатель
— дополнительно к характеристикам MHEV:
— автомобиль может двигаться в режиме EV
— система высокого напряжения может работать до 300-400 В
— высоковольтная батарея имеет более высокое энергосодержание
— электрическая машина имеет более высокую выходную мощность
PHEV
(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
— 60-70% топлива (бензин / бензин, дизельное топливо)
— 30-40% электроэнергии
— 60 -70% двигатель внутреннего сгорания
— 30-40% электродвигатель
— дополнительно к характеристикам HEV:
— высоковольтная батарея может заряжаться от сети
— автомобиль может двигаться в режиме EV до 50-60 км
— высоковольтная батарея имеет более высокое энергосодержание
— электрическая машина имеет более высокую выходную мощность
REEV
(электромобиль с расширителем диапазона)
— 80% электроэнергии
— 20% топлива (бензин / бензин)
— 100% электрическая машина — может рассматриваться как последовательный гибрид
— двигатель внутреннего сгорания используется только как генератор энергии
— имеет дополнительный электрический генератор, подключенный к двигателю внутреннего сгорания
BE V
(аккумуляторный электромобиль)
— 100% электроэнергии — 100% электрическая машина (и) — полностью аккумуляторный электромобиль
FCEV
(электромобиль на топливных элементах)
— 50% энергии аккумулятора
— 50% водородной энергии
— 100% электрическая машина — топливный элемент используется в качестве преобразователя энергии
— использует водородный бак в качестве дополнительного источника энергии

Наблюдение: электрическая машина может быть двигателем или генератор в зависимости от дорожной ситуации.Когда транспортное средство ускоряется и электрическая машина передает крутящий момент на колесо, оно становится электродвигателем . Во время замедления (торможения) транспортного средства электрическая машина действует как генератор , и преобразует кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию, заряжая аккумулятор.

В гибридном электромобиле, чем выше доступная электрическая энергия и мощность, тем ниже расход топлива и выбросы выхлопных газов. Это возможно благодаря тому факту, что электроэнергию можно использовать в течение более длительных периодов времени, а также на более высоких скоростях транспортного средства.

Улучшение расхода топлива является минимальным для микрогибрида и максимальным для подключаемого гибрида.

Изображение: Функция экономии топлива уровня гибридизации
Кредиты: [1]

Гибридный электромобиль (HEV) также известен как полногибридный автомобиль или самозарядный гибридный автомобиль . Полный гибрид исходит из того факта, что HEV может управляться в чистом режиме EV по сравнению с MHEV. Самозарядный гибрид основан на том факте, что аккумулятор в HEV заряжается только на борту, от двигателя внутреннего сгорания или во время рекуперации энергии.Напротив, высоковольтная батарея в PHEV может заряжаться от электрической сети.

Основные функции гибридного электромобиля приведены в таблице ниже, в зависимости от уровня гибридизации [6].

остановка остановка 902 •
Функции Гибридный тип
mHEV MHEV HEV PHEV PHEV
Рекуперация энергии
Электрический усилитель крутящего момента 4 • 4 • 4 •
Зарядка аккумулятора от сети

Архитектура гибридных электромобилей (HEV)

С точки зрения источника энергии и силовой установки, гибридный электромобиль представляет собой смесь обычного ICEV и BEV.

В транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания вся энергия для движения хранится в топливном баке . Через топливопровод подачи топлива топливо подается в двигатель , который вместе с трансмиссией приводит в действие ведущие колеса.

Изображение: Архитектура трансмиссии транспортного средства — ДВС

Изображение: Архитектура силового агрегата транспортного средства — EV

В электромобиле, работающем только на аккумуляторных батареях, вся энергия для движения сохраняется в высоковольтной батарее .Через линию электропитания энергия подается на электродвигатель , вместе с трансмиссией приводит в действие ведущие колеса.

Есть несколько способов комбинировать двигатель внутреннего сгорания, электрическую машину (двигатель / генератор) и высоковольтную батарею. Используются четыре базовых архитектуры гибридных электромобилей :

  • серия HEV
  • параллельная HEV
  • разделенная HEV
  • последовательно-параллельная HEV

В HEV серии двигатель внутреннего сгорания никогда не приводит в движение автомобиль напрямую.Вместо этого двигатель приводит в действие электрический генератор, который может либо заряжать батареи, либо приводить в действие электродвигатель, который передает мощность на колеса.

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — серия HEV

Серия HEV — это более простой тип, в котором только электродвигатель обеспечивает всю тяговую мощность. Уменьшенный двигатель внутреннего сгорания на борту приводит в действие генератор, который дополняет высоковольтную батарею и может заряжать ее, когда уровень заряда (SOC) падает ниже минимального порога.Мощность, необходимая для движения транспортного средства, обеспечивается исключительно электродвигателем. Помимо двигателя внутреннего сгорания и электрического генератора, силовая установка такая же, как в BEV, поэтому требования к мощности электродвигателя такие же, как и в BEV.

Преимущества серии HEV:

  • Гибкость в упаковке и расположении генераторной установки
  • Простые трансмиссии
  • Простые стратегии управления двигателем внутреннего сгорания (работа с наиболее экономичной скоростью и крутящим моментом)

Недостатками серии HEV являются:

  • требуется дополнительная электрическая машина (генератор)
  • без помощи двигателя, электродвигатель должен быть рассчитан на максимальную устойчивую мощность, которая может потребоваться транспортному средству, например, при подъеме на высокий класс; тем не менее, транспортное средство большую часть времени работает ниже максимальной мощности
  • Все три компонента трансмиссии должны быть рассчитаны на максимальную мощность для длительной, продолжительной и высокоскоростной езды; это необходимо, потому что батареи разряжаются довольно быстро, оставляя двигателю подавать всю мощность через генератор

В параллельном HEV двигатель внутреннего сгорания подключается к трансмиссии, а также к электродвигателю.Таким образом, и двигатель, и электрическая машина (генератор / двигатель) могут подавать мощность на колеса, переключаясь вперед и назад при изменении условий движения.

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — параллельный HEV

В параллельном HEV двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель могут быть подключены к карданному валу через отдельные муфты. Требования к мощности электродвигателя в параллельном гибриде ниже, чем у BEV или последовательного гибрида, поскольку двигатель внутреннего сгорания дополняет общую требуемую мощность транспортного средства.Тяговая мощность может быть обеспечена двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем или двумя параллельными системами.

Преимущества параллельного HEV:

  • Требуются только два компонента силовой установки: двигатель и электрическая машина (двигатель / генератор)
  • Двигатель меньшего размера и двигатель меньшего размера могут быть использованы для достижения той же производительности, пока не разряжаются батареи. истощены. Для коротких поездок оба могут быть рассчитаны на половину максимальной мощности, чтобы обеспечить полную мощность, при условии, что батареи никогда не разряжаются.Для дальних поездок двигатель может быть рассчитан на максимальную мощность, в то время как двигатель / генератор может быть рассчитан на половину максимальной мощности или даже меньше.

Недостатки параллельного HEV:

  • Сложность управления значительно возрастает, потому что поток мощности должен регулироваться и смешиваться от двух параллельных источников
  • смешивание мощности от двигателя и электродвигателя требует сложной трансмиссии.

В модели HEV с разделением на двигатель приводит в движение одну ось, а электродвигатель — другую.Нет никакой связи между двигателем и электрическими компонентами, кроме « через дорогу ».

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — Split HEV

В архитектуре HEV раздельного типа двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель могут приводить в действие транспортное средство одновременно на разных осях. Если аккумулятор нуждается в подзарядке, двигатель будет обеспечивать необходимый крутящий момент как для движения, так и для вращения электрической машины (генератора) на отдельной оси.

По сравнению с параллельным HEV преимущество разделенного HEV состоит в том, что он имеет простую трансмиссию, поскольку электрическая машина находится на отдельной оси. Недостатком является то, что при зарядке аккумулятора много энергии теряется, поскольку она передается «по дороге», что снижает энергоэффективность.

Для практичных дорожных транспортных средств лучшая архитектура — это комбинация последовательной и параллельной конфигураций HEV. В этой последовательно-параллельной архитектуре HEV двигатель также используется для зарядки аккумулятора и питания ведущего колеса.

Изображение: последовательно-параллельный гибридный силовой агрегат

В последовательно-параллельном HEV устройство разделения мощности (PSD) распределяет мощность от ДВС на передние колеса через карданный вал и электрический генератор, в зависимости от условий движения. Мощность генератора также используется для зарядки высоковольтной батареи. Электродвигатель также может передавать мощность на передние колеса параллельно с двигателем.

Инвертор является двунаправленным и используется для зарядки аккумуляторов от генератора или для управления мощностью, выдаваемой электродвигателем.При коротких скачках скорости мощность передается на карданный вал от двигателя и электродвигателя. Центральный блок управления регулирует поток мощности для системы, используя множественные сигналы обратной связи от различных датчиков. Использование двигателя для зарядки высоковольтной батареи должно быть сведено к минимуму для достижения максимальной эффективности. Энергия всегда теряется во время зарядки и разрядки аккумулятора, а также во время прохождения энергии через инвертор.

Изображение: Сравнение гибридных систем трансмиссии
Авторы и права: [2]

Последовательно-параллельная гибридная архитектура сочетает в себе преимущества последовательных и параллельных систем HEV.По этой причине это наиболее часто используемая архитектура для производства гибридных электромобилей.

Преимущества гибридных электромобилей (HEV)

По сравнению с обычным ICEV, гибридный электромобиль имеет следующие преимущества:

  • Снижение потерь энергии : гибридная система автоматически останавливает двигатель на холостом ходу (остановка на холостом ходу), таким образом снижается энергия, которая обычно теряется. помощь от электродвигателя : электродвигатель помогает двигателю во время переходных процессов (ускорение), таким образом улучшая динамический отклик и уменьшая выбросы выхлопных газов.
  • высокоэффективная работа двигателя : с использованием электрической машины (машин) в качестве двигателя или генератор, рабочая точка двигателя (крутящий момент и частота вращения) может поддерживаться в наиболее экономичном районе
  • Чистое электрическое движение : на низкой скорости транспортное средство может двигаться в режиме EV, таким образом, имея нулевые выбросы выхлопных газов и потребление топлива

По сравнению с двигателем внутреннего сгорания, электродвигатель может обеспечивать мгновенный крутящий момент и имеет высокую энергоэффективность.Благодаря этим преимуществам электродвигатель может помогать ДВС на фазах разгона, а также обеспечивать дополнительный крутящий момент на короткие периоды времени.

Изображение: Влияние трансмиссии HEV на переходную скорость автомобиля

Изображение: Динамический отклик гибридной трансмиссии
Кредит: [4]

Двигатель внутреннего сгорания может работать в устойчивом состоянии ( постоянный крутящий момент и скорость) или переходное состояние (переменный крутящий момент и скорость).Переходный режим происходит во время разгона и замедления автомобиля. Фаза замедления обычно происходит при снятой педали акселератора, следовательно, в режиме прекращения подачи топлива (без сгорания). Фаза ускорения автомобиля требует от двигателя увеличения крутящего момента и скорости, что отрицательно сказывается на расходе топлива и / или выбросах выхлопных газов. В этой ситуации очень полезен электродвигатель, потому что он может передавать часть крутящего момента, требуемого водителем, и позволяет двигателю работать более эффективно.

Toyota Hybrid System (THS)

Одним из первых и наиболее знаковых гибридных электромобилей (HEV) является Toyota Prius, которая имеет архитектуру с последовательно-параллельной гибридной трансмиссией . Гибридная трансмиссия Toyota называется Toyota Hybrid System (THS) и сочетает в себе двигатель внутреннего сгорания, две электрические машины, устройство разделения мощности (планетарную передачу) и редуктор.

Изображение: гибридная трансмиссия Toyota

Изображение: гибридная трансмиссия Toyota — компоненты

Существует несколько версий THS, в этой статье мы сосредоточимся на THS II, объясняя компоненты и как это работает.Основными компонентами THS II являются:

  • высокоэффективный бензиновый двигатель (работающий по циклу Аткинсона, который представляет собой цикл с высокой степенью расширения)
  • синхронный двигатель переменного тока с постоянным магнитом
  • синхронный генератор переменного тока с постоянным магнитом
  • высоковольтная никель-металлгидридная (Ni-MH) батарея
  • блок управления силовой электроникой
  • устройство разделения мощности (планетарный редуктор)
  • металлическая цепь и редуктор

Этот блок управления силовой электроникой содержит -схема питания напряжения для повышения напряжения системы электропитания двигателя и генератора до высокого напряжения 500 В, в дополнение к инвертору AC-DC для преобразования между переменным током от двигателя и генератора и постоянным током ток от аккумулятора гибрида.Другие ключевые компоненты включают устройство разделения мощности, которое передает механический крутящий момент от двигателя, двигателя и генератора, распределяя и комбинируя их. Блок управления мощностью точно управляет этими компонентами на высоких скоростях, чтобы они могли совместно работать с высокой эффективностью.

Режимы движения гибридных электромобилей (HEV)

По сравнению с обычным ICEV, HEV имеет как минимум два источника крутящего момента для тяги. Кроме того, во время замедления транспортного средства кинетическая энергия транспортного средства может рекуперироваться и преобразовываться в электрическую энергию с помощью генератора.Все эти ситуации усложняют поведение HEV, в частности, управление бортовой энергией.

Основные режимы движения Toyota Prius приведены в таблице ниже, но они являются стандартными для большинства автомобилей HEV. В зависимости от архитектуры HEV режим движения (работы) может быть разным, но не полностью.

Поток мощности Описание

Изображение: Режим работы THS — начальный заряд

Начальный заряд
В зависимости от состояния заряда аккумулятора при запуске автомобиля -вверху, ДВС может запуститься и зарядить аккумулятор.Этот режим доступен до передачи каламбура в режим Drive.

Изображение: Рабочий режим THS — движение на электромобиле

Езда на электромобиле
ДВС выключен, а аккумулятор обеспечивает всю необходимую энергию для запуска и движения автомобиля. Этот режим доступен для ограниченного времени и скорости автомобиля менее 15-25 км / ч. Этот режим также доступен в обратном направлении.

Изображение: Режим работы THS — двигатель и моторный привод

Двигатель и моторный привод
При низкой скорости автомобиля и потребности водителя в крутящем моменте двигатель обеспечивает частичный крутящий момент для ведущих колес и частичный крутящий момент для генератора .Электродвигатель также обеспечивает приводной крутящий момент, используя энергию, выходящую из генератора.

Изображение: Рабочий режим THS — привод двигателя и зарядка аккумулятора

Привод двигателя и зарядка аккумулятора
При низкой скорости автомобиля и потребности в крутящем моменте, если уровень заряда аккумулятора низкий, двигатель обеспечивает крутящий момент как для приведения в движение транспортного средства, так и для зарядки аккумулятора. В этом режиме электродвигатель не выдает крутящего момента, чтобы сэкономить электроэнергию и зарядить аккумулятор.

Изображение: Рабочий режим THS — двигатель и привод двигателя и зарядка аккумулятора

Двигатель и привод двигателя и зарядка аккумулятора
В этом режиме двигатель передает крутящий момент на ведущие колеса, крутящий момент для генератора для выработки электроэнергии для электродвигателя и для зарядки аккумулятора одновременно.

Изображение: Рабочий режим THS — полная мощность

Полное ускорение
В сценарии с пониженной педалью ускорения двигатель передает крутящий момент на ведущее колесо и генератор, а аккумулятор питает электродвигатель.В этом режиме максимальный крутящий момент обеспечивается как двигателем, так и электродвигателем.

Изображение: Рабочий режим THS — рекуперация энергии

Рекуперация энергии
Во время замедления транспортного средства (подъем педали ускорения или легкое нажатие педали тормоза) электродвигатель становится генератором и преобразует кинетическую энергию двигателя. автомобиль в электрическую энергию, заряжая высоковольтную батарею.

Резюме

По определению, гибридное транспортное средство объединяет любые два источника энергии для движения транспортного средства.Особым случаем в рамках этого широкого определения является гибридный электромобиль (HEV) . Комбинирование компонентов от чисто электрического транспортного средства (EV) и обычного транспортного средства с чистым двигателем внутреннего сгорания (ICEV) дает HEV.

Ссылки

[1] Джон М. Миллер, Гибридные силовые установки: сильный бензиновый электрический гибрид, 2005.
[2] Гибридная система Toyota — THS II, Toyota Motor Corporation, 2002.
[3] Крис Ми, Новые технологии гибридных электромобилей, Мичиганский университет — Дирборн.
[4] Кристоф Луттерманн, Полно-гибридная трансмиссия нового BMW Active Hybrid 5, Коллоквиум в Аахене, Китай, 2011 г.
[5] Икбал Хусейн, Основы проектирования электрических и гибридных транспортных средств, CRC Press, 2005 г.
[6] Bosch Справочник по автомобилестроению, 9-е издание, Wiley, 2014.

Что такое гибридный автомобиль и как он работает?

Гибридные электромобили входят в число всемирно известных автомобилей. Комбинация любых двух элементов называется гибридом. Двигатель очень важен для каждой машины.Потому что двигатель преобразует мощность топлива в движение автомобиля. Гибридный электромобиль зависит от двух источников энергии, и наиболее распространенным методом является использование двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя.

В отличие от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, гибридный электромобиль имеет батареи, которые обеспечивают и приводят в действие электродвигатели, в дополнение к топливному баку, который обеспечивает питание двигателя внутреннего сгорания. Есть несколько способов упаковать и зарядить аккумуляторную батарею двигателя.Еще один интересный аспект гибридного автомобиля — максимальная эффективность. Один из способов достижения этой цели — замедление, торможение, восстановление питания и сохранение заряда в аккумуляторе.

Два двигателя гибридного электромобиля вращают колеса согласованно друг с другом. Это улучшает топливную экономичность и снижает сжигание бензина. Гибридные автомобили обладают преимуществами более низкого уровня выбросов и лучшей топливной экономичности по сравнению с обычными автомобилями. Гибридный двигатель обеспечивает лучшую топливную экономичность и мощность по сравнению с другими типами двигателей.Когда гибридный автомобиль движется или тормозит, он создает избыточную энергию для зарядки аккумуляторной батареи двигателя. Во-вторых, этот процесс также помогает увеличить запас хода или эффективность топлива.

Автомобильные инженеры разрабатывают и продают гибридные автомобили с конца 19 века. Однако он остается непопулярным на рынке из-за дороговизны серийного производства. Однако автопроизводители продолжают исследовать и разрабатывать новые гибридные технологии, чтобы соответствовать строгим стандартам выбросов.

Принцип работы гибридного автомобиля

Гибридные автомобили питаются как минимум от двух типов источников энергии.В первом гибридном автомобиле для питания генератора использовался стационарный газовый двигатель. Этот генератор передавал электрическую энергию на электродвигатель, установленный на ступице переднего колеса. В 1901 году Фердинанд Порше изобрел этот гибридный автомобиль.

Этот принцип известен как «последовательный гибрид» и преобразует мощность одного источника в мощность другого, и эта мощность управляет автомобилем.

Последовательные гибридные системы передачи энергии очень популярны на кораблях и локомотивах.Атомная подводная лодка — образец серийного гибридного автомобиля. Ядерные реакторы производят тепло, которое приводит в движение паровые турбины, которые затем приводят в действие генераторы. Тепловоз — это гибридный автомобиль. Дизельные двигатели приводят в движение генераторы, приводящие в движение электродвигатели в колесах. В настоящее время этот метод используется, потому что гораздо легче управлять транспортным средством на электроэнергии, чем получать чистую энергию от ядерного реактора или большого двигателя Дильса. Кроме того, в поездах ходят сотни тонн веса, и для движения поезда установка безмуфтовой трансмиссии обязательна.

В настоящее время почти все гибридные автомобили являются параллельными гибридами, а не серийными гибридными автомобилями. Трансмиссия гибридного автомобиля Toyota оснащена двигателем внутреннего сгорания (IC) и двумя электродвигателями, которые также можно использовать в качестве генератора. Эти электродвигатели двигателя заряжают аккумуляторные батареи двигателя. В противном случае энергия будет потрачена впустую, например, при поломке машины. Таким образом, эта энергия хранится в относительно небольшой батарее, которой достаточно для питания трансмиссии или проезда автомобиля примерно на милю по мере необходимости.Следовательно, гибридные автомобили Toyota могут работать только на электричестве; они также могут работать с двигателями внутреннего сгорания или и тем, и другим. Однако единственным источником энергии для автомобилей является топливо.

Следовательно, для гибридных автомобилей требуется топливо. По сравнению с автомобилем, в котором используется только двигатель внутреннего сгорания, он может потреблять энергию торможения и расходовать меньше топлива. Гибридные автомобили могут оптимизировать двигатель внутреннего сгорания, который потребляет гораздо меньше топлива (и требует некоторых дополнений к нормальному вождению).

Так называемый Plug-in Hybrid (PHEV) является расширением концепции параллельного гибрида.Он имеет большую батарею, которая позволяет транспортному средству проехать около 25 миль только на электричестве или со скоростью до 80 км / ч. Тормозное усилие не может зарядить аккумулятор этого автомобиля, поэтому его необходимо заряжать с помощью зарядного устройства переменного тока.

Типы гибридных автомобилей

Автопроизводители используют различные гибридные конструкции для достижения максимальной топливной экономичности или снижения цены гибридного автомобиля на минимально возможном уровне. Есть разные типы гибридных автомобилей. Известные типы подробно описаны ниже.

1) Параллельно-гибридный

Parallel Hybrid входит в состав самых известных типов гибридных электромобилей. Этот дизайн очень известен. Параллельные гибриды используют как двигатель внутреннего сгорания, так и электрический двигатель для выработки мощности и управления автомобилем. Эти двигатели могут работать вместе или использоваться в качестве основного источника энергии, и другие силы могут действовать, если требуется дополнительная мощность, например, при обгоне, подъеме и т. Д. Оба источника питания называются «параллельными», потому что они подключены параллельно. к трансмиссии или коробке передач.Примеры параллельных гибридных автомобилей: Hyundai Sonata, Toyota Prius, Honda Accord, Toyota Camry и т. Д.

2) Серия Гибрид

В этом типе гибридных автомобилей в гибридной серии также используются электродвигатель и бензиновый / бензиновый двигатель. Но в этом случае двигатель внутреннего сгорания не управляет автомобилем, а вырабатывает электрическую энергию для зарядки аккумулятора. Этот заряженный аккумулятор автомобиля обеспечивает питание электродвигателя, который передает эту энергию колесам.Chevrolet Volt, Ford Fusion, Kia Optima и BMW i3 являются примерами серийных гибридных автомобилей.

3) Подключаемый гибридный

Подключаемый к электросети гибридный автомобиль позволяет традиционным гибридным автомобилям иметь более мощные батареи, которые необходимо заряжать. Как правило, в этих гибридных автомобилях для зарядки аккумулятора используется розетка на 110 В, как и в случае с электромобилем. Эти гибридные автомобили используют двигатели внутреннего сгорания и могут работать после полной зарядки, что значительно повышает топливную экономичность автомобиля.Volvo XC40 Recharge Plug-in Hybrid, Hyundai Ioniq Plug-in Hybrid и BMW 330e являются примерами подключаемых гибридных электромобилей.

4) Двухрежимные гибридные автомобили

Эти типы гибридной конструкции работают двумя разными способами. В первом режиме он работает как обычный гибридный автомобиль. В режиме 2 nd вы можете адаптировать конструкцию к различным требованиям двигателя для конкретной задачи автомобиля.

5) Мягко-гибридный

В последние годы стоимость производства гибридных транспортных средств с высокой эффективностью стала очень высокой.Автомобильные компании разрабатывают новые планы по доведению гибридных технологий до обычного человека. Автомобильные компании приняли мягкую гибридную конструкцию, чтобы соответствовать стандартам выбросов и немного повысить эффективность топлива без значительного увеличения затрат. В этом типе гибридного транспортного средства электродвигатель помогает бензиновому или бензиновому двигателю повысить производительность, повысить топливную экономичность или и то, и другое. Он также используется в качестве стартера для функций автоматической остановки или запуска, которые снижают расход топлива за счет выключения двигателя на неподвижном автомобиле и уменьшения расхода топлива.Baleno, Ciaz и Maruti Suzuki Ertiga являются примерами мягких гибридных автомобилей.

Компоненты гибридного электромобиля

Трансмиссия: Этот компонент гибридного автомобиля приводит в движение колеса, передавая механическую энергию от тягового или электродвигателя.

Тяговый аккумулятор: Это устройство экономит электроэнергию для использования тяговыми двигателями.

Тепловая система (охлаждение): Эта система может поддерживать подходящий диапазон рабочих температур для силовой электроники, электродвигателей, гибридных двигателей и других деталей.

Контроллер силовой электроники: Это устройство обеспечивает поток электроэнергии, подаваемый тяговой батареей, и регулирует скорость тягового двигателя и его крутящий момент.

Двигатель внутреннего сгорания (принудительное зажигание): В двигателе внутреннего сгорания топливо впрыскивается внутрь камеры сгорания или во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом, и воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой, создаваемой искрой. затыкать.

Топливный бак (бензин): Топливный бак сохраняет бензин в автомобиле до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Топливный фильтр: Дозирующая форсунка подключается к баку автомобиля для заполнения топливного бака.

Выхлопная система: Выхлопная система отводит выхлопные газы двигателя из выхлопной трубы через выхлопную трубу. Разработайте трехкомпонентный каталитический нейтрализатор для снижения выбросов двигателя в выхлопные системы.

Электрический тяговый двигатель: Эта часть автомобиля с гибридным двигателем использует мощность тяговой аккумуляторной батареи, и этот двигатель приводит в движение колеса автомобилей.В некоторых автомобилях используется мотор-генератор, который выполняет одновременно регенерацию и роль вождения.

Генератор : Это устройство вырабатывает электроэнергию от колес, которые вращаются при торможении, и возвращает эту энергию тяговой батарее. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как привод, так и регенерацию.

Преобразователь постоянного тока в постоянный: Этот компонент гибридного электромобиля заменяет источник постоянного тока высокого напряжения с тягового аккумулятора на источник постоянного тока низкого напряжения, необходимый для питания аксессуаров транспортного средства и зарядки вспомогательных аккумуляторов.

Батарея (вспомогательная батарея): В электромобилях вспомогательная батарея обеспечивает питание для запуска транспортного средства перед активацией тягового аккумулятора и обеспечивает питание автомобильных аксессуаров.

Лучшие гибридные автомобили 2021 года

Ниже представлены лучшие гибридные автомобили 2021 года.

  1. Chevy Bolt EV
  2. Hyundai Kona Electric
  3. Тойота Королла
  4. Honda Insight
  5. Hyundai Ioniq
  6. Hyundai Elantra
  7. Honda CR-V
  8. Хонда Аккорд
  9. Хендай Соната
  10. Тойота Камри
  11. Тойота РАВ4
  12. Форд Мустанг Mach-E

1) Chevy Bolt EV

Chevy Bolt EV 2021 не так привлекателен, как Tesla Model 3, и не так привлекателен, как Hyundai Kona Electric.Его популярные стандартные характеристики, вместительный салон и тихая езда делают его привлекательным вариантом для рядовых покупателей бренда. Этот гибридный автомобиль имеет запас хода около 417 километров, и его нельзя недооценивать. Функция быстрой зарядки может увеличить запас хода на 161 километр за 30 минут.

2) Hyundai Kona Electric

Чтобы не отставать от все большего количества электромобилей на рынке, Hyundai Motor заменила бензиновый двигатель внедорожника Kona аккумулятором и электродвигателем, создав «Kona Electric 2021».Этот компромисс делает электромобили привлекательными благодаря мощным характеристикам, привлекательному обаянию вождения и полностью электрическому запасу хода до 415 километров. Различия в стилях имеют характерные колеса и решетку радиатора, но уникальный внешний вид Kona Electric ничем не уступает обычной версии. Конкурентные электромобили, такие как Kia Niro EV, Tesla Model 3 и Chevrolet Volt, предлагают те же функции. Тем не менее, начальные цены на автомобили Hyundai и непревзойденные гарантии делают их одними из самых разумных вариантов в этом секторе автомобильных соревнований.

3) Honda Insight

Honda Insight 2021 — это экономичный гибридный автомобиль, который функционирует и выглядит почти так же, как традиционный компактный автомобиль. Он имеет много общих частей с популярным седаном Honda Civic и предлагает такие же комфортные ощущения от вождения и просторный практичный салон. Основное отличие — комбинация электродвигателя и бензинового двигателя, которая обеспечивает нетрадиционную мощность во имя эффективности. Эти гибридные системы идеально подходят для повседневной езды, но при ускорении могут издавать шум.Тем не менее, Honda Insight 2021 с меньшей премией и меньшим расходом топлива по сравнению с Civic делает его хорошим вариантом для покупателя.

4) Тойота Королла

Цена модели Toyota Corolla 2021 все еще слишком низкая по сравнению с некоторыми другими гибридными автомобилями. Он по-прежнему сохраняет свои традиции создания хорошо оборудованных небольших автомобилей с заботой о безопасности. Эта маленькая Toyota, доступная в четырехдверных хэтчбеках или седанах, может предложить самые разные личности.Оба варианта кузова оснащены уникальным 4-цилиндровым двигателем, а также предлагают очень скромную гибридную трансмиссию. Corolla может быть оснащена механической коробкой передач и спортивной подвеской для желающих водить машину. Но он все еще не так интересен, как большинство его конкурентов (например, Mazda3 и Honda Civic).

Toyota Corolla 2021 года — не самая привлекательная маленькая машина, но, тем не менее, это эффективный и стильный вариант.

5) Hyundai Elantra

Hyundai известен своим смелым дизайном и компактным седаном компании Elantra 2021 года.Это последняя новинка со смелым внешним видом. Новая Elantra отличается угловатыми деталями и кабиной премиум-класса, которые призваны отвлечь внимание от таких крупных автомобилей, как Nissan Sentra, Toyota Corolla и Honda Civic. В то время как стандартная трансмиссия представляет собой 4-цилиндровый двигатель мощностью 147 л.с., Hyundai также предлагает модель N-Line с турбонагнетателем на 201 л.с. и доступной гибридной трансмиссией.

6) Hyundai Ioniq

Hyundai Ioniq 2021 нельзя назвать ни захватывающим, ни ярким.В отличие от этого небольшой хэтчбек имеет дело с гибридными и подключаемыми гибридными приводами, в которых приоритет отдается эффективности.

7) Honda CR-V

автомобилей Honda CR-V 2021 входят в число самых привлекательных автомобилей 2021 года. Honda CR-V 2021 славится смелым дизайном. Автомобили Honda CR-V предлагают привлекательный и просторный салон, а их отличные решения для хранения делают идеальное решение для мышей и вождения по дорогам.

Разница между гибридными и электрическими автомобилями
Технические характеристики Электромобили Гибридные автомобили
Топливо Этим автомобилям для движения требуется электричество, которое обеспечивается аккумуляторной батареей (DC). Гибридный автомобиль использует для движения как топливо (бензин или дизельное топливо), так и электричество.
Зарядка Аккумулятор необходимо заменить вручную. Батарею не нужно менять вручную.
Цена У него завышенная цена. Цена гибридного автомобиля практически равна стоимости автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.
Выхлоп выхлопных газов. Эти автомобили выделяют меньше выхлопных газов, чем гибридные автомобили и автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Гибридные автомобили выделяют больше выхлопных газов, чем электромобили.
Выбросы топлива Его топливная экономичность зависит от диапазона заряда аккумулятора. Его топливная эффективность зависит от комбинации диапазона аккумуляторной батареи и двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель В этих автомобилях используется только электрический двигатель. Эти автомобили используют как двигатели внутреннего сгорания, так и электрические двигатели.

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, в то время как выбросы «бесплатно», не может преодолевать дистанции 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 проехать столько и столько, сколько захочет большинство людей. и выделяют лишь небольшую 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 по водороду и другим потенциальным источникам топлива.

Преобразователь энергии / «Коллектор»: Генератор — Генератор преобразует электрическую энергию от батареи в механическое вращательное и преобразует вращение обратно в энергию для зарядки аккумулятора.Источник крутящего момента может быть либо I.C.E. или вал колеса при рекуперативном торможении (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 там, где аккумулятор в электромобиле разряжался бы 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:

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

Параллельный

Схема Параллельная система

Серия

Схема Система серии

СИСТЕМА ПРИВОДА И ВСЕ ЕЕ ДОСТУПНО 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 скомпонованы 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 — как при выборе тип батареи, неэлектрический источник крутящего момента и почти все остальное, что связано с ВНЭ, 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 контролируйте каждую часть, чтобы достичь максимальной эффективности.
Двигатель внутреннего сгорания наиболее эффективно работает на скоростях шоссе, поэтому его используют в одиночку вождения по шоссе.Однако это очень неэффективно при остановке и движении. An электродвигатель скоро разрядит свою батарею при длительной поездке по шоссе, но может управлять автомобиль эффективно преодолевает городское движение без выбросов в город Атмосфера. Конечно, есть промежуточные режимы движения, когда оба I.C.E. а также 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 управляет соединением между I.C.E. и генератор.
Соленоид муфты № 2 управляет соединением между I.C.E. и трансмиссия.
муфта свободного хода # 3 управляет соединением 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 течет 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.Власть 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 ЛЕД. также подает питание на генератор через электромагнитную муфту 1, а затем на батареи.Кроме того, электродвигатели обеспечивают питание первичного приводного вала через коробка передач. Все сцепления включены.


Многие легковые и 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 крутящим моментом = T, генерирует мощность P, все функции времени.Принятие мощности от колес замедлит машину вниз, что обычно нежелательно, за исключением торможения. Когда тормоза нажаты, вал генератора соединен с валом колеса, поэтому он может вращаться за счет мощности 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 пренебрежимо малы.Этот электрический затем энергия используется для зарядки аккумулятора автомобиля, сохраняя его для использования в будущем.

H.E.V. также заряжает аккумулятор с помощью I.C.E. через тот же процесс, когда автомобиль находится в движении. Контроллер отслеживает 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 (наиболее 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. выбор аккумулятора.

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, в течение которых 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 на аккумуляторе нет падения напряжения, поэтому он может не подавать питание).Приведенные числа не учитывают пополнение счета.


УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Не отправлено


ГДЕ НАЙТИ ГИБРИДНЫЙ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ:

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, а также 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

Общие: Патент США № 05343970


Работа гибридных автомобилей, как работают гибридные автомобили, последовательная и параллельная

В нашей загруженной жизни автомобили считаются одним из лучших способов передвижения.Но с ростом экономики люди склонны покупать автомобили с лучшим пробегом. Но все же мы думаем о торговле автомобилями на что-то более дешевое, когда мы смотрим на рост цен на бензин. Хотя мы не особо задумываемся о воздействии на окружающую среду, мы все же должны учитывать тот факт, что автомобили являются основным источником загрязнения. В определенной степени гибридные автомобили могут решить многие из этих проблем. Многие производители автомобилей открыли новые заводы по производству собственных версий гибридных автомобилей.

На самом деле, мы уже видели много версий гибридных автомобилей.Некоторые из них — простой моторизованный велосипед (мопед), тяговые поезда, дизель-электрические автобусы, дизель-электрические карьерные самосвалы и так далее. Мопед на самом деле представляет собой комбинацию бензина и педали. Дизель-электрические автобусы какое-то время работают на дизельном топливе, а затем при подключении к воздушным электрическим проводам работают на электричестве. Подводные лодки, используемые нашей страной, также являются гибридными моделями, где их топливо может быть как атомно-электрическим, так и дизель-электрическим. Некоторые из первых гибридных автомобилей включают Toyota Prius (1997 г.), Honda Civic Hybrid (2002 г.), а позже и многие другие.Компания Ford представила первый гибридный внедорожник под названием The Escape в 2004 году. Точно так же появились такие компании, как Chevrolet Silverado и другие.

В этом посте мы подробно расскажем, как работают гибридные автомобили, их эффективность, преимущества и недостатки.

Что такое гибридные автомобили?

Проще говоря, слово «гибрид» относится ко всему, что сочетает в себе две разные идеи. Когда автомобиль использует две разные идеи для движения, он называется гибридным автомобилем.Обычно наши автомобили работают на бензине, дизеле или газе. Но их неэффективность, как объяснялось ранее, привела к изобретению электромобилей. Но, поскольку у электромобилей также были недостатки, заключающиеся в частой зарядке аккумуляторов и неэффективных длительных поездках, возникла комбинация того и другого. Когда газ и электричество использовались в комбинированном режиме, было принято лучшее решение с точки зрения неэффективности и увеличения пробега.

Пользователь автомобиля всегда спрашивает какие-то минимальные требования при использовании автомобиля. Их

  • Для дальних поездок автомобиль должен проехать не менее 450 километров до заправки.
  • Привод должен быть плавным и легким.
  • Автомобиль должен поддерживать хорошую скорость, чтобы справляться с другими автомобилями в движении.
  • Простая и быстрая заправка автомобилей.

Хотя большинство обычных автомобилей могут правильно удовлетворить первые четыре требования, они сильно отстают в случае пробега и загрязнения. Электромобили, с другой стороны, могут обеспечить очень хороший пробег и очень меньшее загрязнение.Но первые четыре требования будут отклонены. Комбинированное использование электроэнергии и газа явно удовлетворит все эти требования.

Поскольку гибридные автомобили используют два источника энергии, значительно сократилось потребление энергии для поездок (поскольку и газ, и электричество делят свою энергию). Как объяснялось в моей статье об электромобилях, частая подзарядка аккумулятора не будет недостатком. . Они будут заряжаться самопроизвольно, пока машина работает. Помимо пробега, автомобиль также показал характеристики, почти адекватные обычному автомобилю.Благодаря улучшенному пробегу и уменьшению загрязнения, правительства большинства стран остались довольны и помогли в его продвижении.

Детали гибридного автомобиля

В основном гибридный автомобиль состоит из пяти основных элементов. Их

  1. Обычный автомобильный двигатель — это может быть бензиновый двигатель, а также бензиновый или дизельный двигатель соответственно. Но какой бы двигатель ни использовался, он будет более продвинутым, чем обычные, поскольку они должны работать вместе с электрической системой. Они будут меньше, с большей эффективностью и меньшими выбросами.
  2. Топливный бак — для хранения топлива, необходимого для наполнения двигателя автомобиля.
  3. Батареи — Батареи необходимы для хранения и выделения энергии в соответствии с требованиями автомобиля. Энергию от батареи забирает мотор.
  4. Электродвигатель и генератор — Хотя двигатели могут действовать как генераторы, они оба необходимы для этого автомобиля. Потребуется мотор, чтобы получать энергию от аккумуляторов и разгонять машину. С другой стороны, генераторы необходимы для производства электроэнергии.
  5. Система трансмиссии
  6. — все трансмиссии, которые выполнялись в обычном автомобиле, также будут выполнены здесь, но в гибридной манере.
Серия

и параллельные гибриды

В основном гибридные автомобили бывают двух типов — серийные и параллельные. Они различаются способом объединения двух источников энергии.

Серия гибридных автомобилей имеет генератор, приводимый в движение двигателем. Этот генератор используется для зарядки аккумуляторов, а также для привода электродвигателя, который приводит в движение трансмиссию.Таким образом, мощность транспортного средства никогда не передается напрямую двигателем.

Параллельный гибрид, с другой стороны, имеет двигатель и электродвигатель для одновременного привода трансмиссии. Затем эта трансмиссия используется для поворота колес. Топливо подается в двигатель, и двигатель получает мощность от двигателя. Параллельные гибриды считаются простыми и поэтому широко используются. Взгляните на блок-схему гибридного автомобиля.

Блок-схема гибридного автомобиля

Как работают гибридные автомобили?

Чтобы знать, как работает гибридный автомобиль, мы должны понимать основы мягких гибридных автомобилей и полногибридных автомобилей.

В автомобилях с умеренным гибридом электродвигатель используется только тогда, когда требуется дополнительная мощность. Обычный двигатель используется для обеспечения большей части мощности. Один только электродвигатель не может управлять транспортным средством. Когда требуется мощность, электродвигатель действует как побочный эффект по сравнению с обычным двигателем. Некоторые автомобили, которые несут эту концепцию, — это Honda Civic и Insight.

В полностью гибридном автомобиле электроэнергия используется, в то время как автомобилю требуется меньше энергии. Энергия бензина используется, когда автомобилю требуется меньше мощности.Таким образом, на более низких скоростях аккумуляторная батарея приводит в движение транспортное средство, а на более высоких скоростях бензин приводит в движение транспортное средство. Эта технология использовалась в таких автомобилях, как Toyota Prius и Ford Escape.

Оба они, хотя и имеют немного разные режимы работы, обеспечивают одинаковую эффективность.

Поскольку электродвигатель и двигатель используются одновременно, размер двигателя будет значительно меньше обычных. Но они будут намного более продвинутыми, чем обычные.Двигатель, с другой стороны, также используется для питания кондиционера, электрических стеклоподъемников, водяного насоса, а также усилителя рулевого управления.

Взгляните на схему, приведенную ниже. На нем изображена реальная работа гибридного автомобиля Toyota Prius. В исходном положении ни одна система не работает. После того, как автомобиль тронулся, он находится в обычном режиме движения. Таким образом, автомобиль автоматически перейдет на использование электродвигателя. Позже, когда автомобиль разгоняется и набирает скорость, он переключается с использования двигателя на использование двигателя.Таким образом, бензиновый двигатель обеспечивает необходимую мощность. Это переключение осуществляется автоматически с помощью бортового компьютера. Поскольку аккумулятор разряжен, его необходимо немедленно перезарядить. Это тоже делается автоматически. Когда автомобиль начинает двигаться с постоянной скоростью или спускается по дороге, генератор начинает заряжать аккумулятор.

Работа гибридных автомобилей

Сравнение гибридных автомобилей и бензиновых автомобилей

Если вы сравните силовой привод обеих машин, вы увидите, что оба они одинаково эффективны.В то время как у бензинового автомобиля двигатель большего размера, у гибридного автомобиля двигатель меньшего размера. Обычные автомобили обладают достаточной мощностью, чтобы развивать требуемую скорость, и это тоже в нужное время. В гибридном автомобиле, поскольку двигатель меньше, он более эффективен. Он имеет более легкие детали и меньшее количество цилиндров. Для двигателей меньшего размера требуется меньше топлива, чем для других. Поскольку у более крупных двигателей все поршни имеют больший размер, им требуется больше энергии, когда они совершают движение вверх и вниз в цилиндре.Даже если машина не движется, двигатель может быть включен. В это время также используются большие цилиндры двигателя.

Если обе машины движутся одинаково, автомобиль с газовым двигателем будет использовать всю свою единственную мощность для приведения в движение автомобиля. Гибридному автомобилю также потребуется такая же выходная мощность для управления автомобилем. Но, поскольку он меньше, он дает меньшую мощность, чем больший. Это когда в игру вступает электродвигатель. Они обеспечивают остальную часть энергии от батареи для компенсации баланса.

Преимущества гибридных автомобилей

  • Очень меньше загрязнения.
  • Лучше пробег.
  • Надежнее и комфортнее.
  • Очень чистые автомобили за счет меньшего количества выбросов.
  • Аккумуляторы не нужно заряжать от внешнего источника.
  • Гарантия распространяется как на аккумуляторы, так и на двигатели.
  • Меньшая зависимость от топлива.

Недостатки гибридных автомобилей

  • Начальная стоимость будет очень высокой — выше, чем у других автомобилей.
  • Поскольку потребуется много аккумуляторов, машина будет очень тяжелой.
  • Из-за наличия электрических компонентов во время аварии существует риск поражения электрическим током.
  • Ремонт автомобиля разрешается только профессионалам.
  • Запчасти будут очень дорогими и редкими.

Советы по повышению топливной экономичности

  1. Большинство людей покупают шины, обеспечивающие хорошее сцепление с дорогой в любых погодных условиях. Они мало заботятся об эффективности. Если используются более жесткие шины с более высоким давлением, они уменьшают трение в два раза, чем обычные.
  2. Для любого автомобиля по мере увеличения веса и размера автомобиля эффективность снижается. Удалите лишний вес и тем самым увеличьте эффективность. Сделайте тело, используя более легкие металлы, такие как алюминий и магний.
  3. Аэродинамика играет важную роль в расходе топлива вашего автомобиля. Для этого нужно уменьшить лобовую площадь автомобиля, тем самым уменьшив сопротивление воздуха.
  4. Энергия, теряемая вашим гибридным автомобилем, включает в себя энергию, теряемую в виде тепла. Если бы вы могли переработать эту энергию и повторно использовать ее, вы, несомненно, повысили бы топливную эффективность.Когда вы нажимаете на тормоз, вы выбрасываете энергию из машины. Эта энергия может храниться в аккумуляторе посредством процесса, называемого рекуперативным торможением. Вместо того, чтобы задействовать тормоза, электродвигатель приводит в движение гибрид, чтобы снизить скорость автомобиля. Таким образом, электродвигатель действует как генератор и заряжает аккумуляторы, пока автомобиль замедляется.

Выбор гибридного автомобиля

Выбрать гибридный автомобиль, отвечающий всем вашим требованиям, — действительно непростая задача.Есть определенные основные параметры, на которые нужно обращать внимание при покупке гибридного автомобиля.

Как уже говорилось ранее, у гибридных автомобилей начальная стоимость намного выше, чем у обычных. Цена на гибридные автомобили колеблется от 20 000 до 50 000 долларов. Цена варьируется в зависимости от размера автомобиля и стиля. Так что решайте с умом, ведь это большие деньги.

Понятно, что у гибридов пробег намного больше, чем у обычных автомобилей. Но все же старайтесь покупать автомобили с лучшим пробегом среди категории.Есть автомобили с пробегом от 65 до 28 миль на галлон.

Для дальних путешествий очень важную роль играет комфорт. Есть автомобили с комфортным хэтчбеком и другие с пространством для ног, багажником и общим пространством. Но собрать все эти возможности в одной машине немного сложно. Так что начните их массовый поиск.

Как работают гибридные автомобили и грузовики?

Используя как обычный двигатель, так и электродвигатель, лучшие гибриды достигают значительно лучшей топливной экономичности, чем их негибридные аналоги.Они также меньше загрязняют окружающую среду и экономят деньги водителей за счет экономии топлива.

Самые продвинутые гибриды имеют большие батареи и могут заряжать свои батареи от розетки, что позволяет им проехать большие расстояния на электричестве, прежде чем перейти на бензин или дизельное топливо. Эти автомобили, известные как «подключаемые гибриды», могут предложить значительно улучшенные экологические характеристики и повышенную экономию топлива за счет замены бензина электричеством из сети.

Характеристики гибридного автомобиля

Добавление электродвигателя с батарейным питанием увеличивает топливную экономичность гибридов во многих отношениях.

Подобно выключателю, который выключает лампочку вашего холодильника, когда дверь закрыта, « idle-off » — это функция, которая выключает обычный двигатель вашего автомобиля, когда он остановлен, для экономии топлива. Батарея обеспечивает энергией кондиционер и аксессуары, пока автомобиль не работает на светофоре или в движении, а электродвигатель может снова запустить автомобиль. При необходимости обычный двигатель снова включится, чтобы обеспечить большую мощность для ускорения.

« Рекуперативное торможение » — еще одна функция экономии топлива.Обычные автомобили полностью полагаются на фрикционные тормоза для замедления, рассеивая кинетическую энергию транспортного средства в виде тепла. Регенеративное торможение позволяет улавливать часть этой энергии, превращать ее в электричество и сохранять в батареях. Это накопленное электричество позже можно использовать для запуска двигателя и ускорения транспортного средства.

Наличие электродвигателя также позволяет повысить эффективность конструкции двигателя. Эта функция « Power Assist » помогает снизить требования к бензиновому двигателю гибрида, который, в свою очередь, может быть уменьшен в размерах и работать более эффективно.Бензиновый двигатель вырабатывает меньшую мощность, но в сочетании с электродвигателями общая мощность системы может быть равна или превышать мощность обычного транспортного средства.

Самые эффективные гибриды используют « только электрический привод », что позволяет транспортному средству полностью работать на электричестве и расходовать меньше топлива. В гибридах, которые нельзя подключить, только электрический привод обычно используется только при низких скоростях и запуске, позволяя бензиновому или дизельному двигателю работать на более высоких скоростях, где он наиболее эффективен.. Большинство подключаемых гибридов, которые, как правило, имеют более крупные батареи и двигатели, могут ездить полностью на электричестве на относительно высоких скоростях на большие расстояния (обычно от 10 до 30 миль).

В разных гибридах также используются разные типы «трансмиссии» — механических компонентов, передающих мощность на ведущие колеса. Узнайте о последствиях использования различных гибридных трансмиссий здесь.

Отличия гибридов от других электромобилей

Гибриды, которые нельзя подзарядить от розетки, обычно не считаются электромобилями, поскольку в качестве энергии они используют исключительно бензин или дизельное топливо. Подключаемые гибриды , описанные выше, — это , считающиеся электромобилями, наряду с транспортными средствами на аккумуляторных электрических и водородных топливных элементах. Узнайте больше о том, как работают автомобили с подзарядкой от сети.

Аккумуляторные электромобили используют только электродвигатель и аккумулятор, а не обычные двигатели. Поскольку в них не используется бензин или дизельное топливо, аккумуляторная электрика часто чище и дешевле в использовании, чем гибриды и обычные автомобили. Узнайте больше о том, как работает электрика аккумуляторной батареи.

Водородный топливный элемент транспортных средств приводят в действие электродвигатель и аккумулятор, преобразуя накопленный водород в электричество с помощью топливного элемента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *