Тип двигателя гибрид: Гибриды: какими они бывают и зачем вообще нужны

Содержание

Что такое тип двигателя гибрид

Устройство, принцип работы и список гибридных автомобилей

Первый автомобиль вообще-то был электрическим, т.е. в качестве двигателя использовался электромотор, и только потом, из-за отсутствия хороших аккумуляторов или иных источников электроэнергии, основным источником энергии для движения стал ДВС.

Тем не менее, несмотря на его преимущества, разработчики авто давно уже начинают оценивать возможности электромобиля, и как компромиссный вариант в такой ситуации выступают гибридные автомобили.

  1. Почему возникает идея гибрида
  2. А что собой вообще представляет гибрид
  3. Устройство гибридного авто с параллельной работой моторов
  4. Гибридный с последовательной схемой работы моторов
  5. Последовательно-параллельные гибридные ТС
  6. Достоинства и недостатки гибридов

Параллельный гибрид

Параллельная гибридная система оказалась в центре внимания благодаря разработкам Хонда, с приходом первого поколения Insight. Эта японская модель во времена дебюта была сродни НЛО по внешнему виду, ее дизайн излучал новаторство и даже флюиды авантюризма. В автомобиле было всего два места, а расход топлива суперавтомобиля составлял невероятные 3.9 л/100 км, что на деле показывало- автомобиль был, не только красив собой, но и необычен внутренне.

Что было необычным в этой машине? Внутренностями экологичного зверя Honda Integrated Motor Assist стали параллельные гибридные системы. В первом поколении Honda Insight, дополнительная система еще не могла вырабатывать достаточное количество электроэнергии для автомобиля в одиночку. Расчёт был несколько в другом, добавить полезного помощника стандартному ДВС мотору.

На пальцах схема строения силовой установки автомобиля такова, что электрический двигатель напрямую соединен с трансмиссией (к примеру, расположен на коленчатом валу), с помощью чего обеспечивается дополнительная мощность при разгоне и подзарядка аккумулятора при торможении.

Первое поколение Insight не было способно использовать только электрическую энергию, также, как Honda CR-Z не смогла этого сделать в 2010 году. В связи с этим, первопроходца невозможно назвать «полноценным гибридом», к примеру, как i8 BMW.

Тем не менее идея прижилась, появились другие варианты параллельных гибридных транспортных средств, включающих в себя гибридные Honda Accord и Volvo XC90 T8 Twin Engine. Эти вариации живы до сих пор, и вполне неплохо себя чувствуют и процветают. Volvo, например, использует электродвигатель для привода задних колес, что позволяет разгрузить ДВС при работе полного привода, качественно повышая мощность.

Что касается преимуществ параллельных гибридных транспортных средств, у них наблюдаются меньшие потери при передаче энергии на пути от двигателя к колесам, что очень важно при уменьшении расхода топлива.

Суть параллельных гибридов в том, что они больше полагаются на двигатель внутреннего сгорания, чем на электромоторы.

Запуск модельного ряда подключаемых гибридов и электромобилей, начиная с первого полностью электрического компактного кроссовера XC40 Recharge.

Мы стремимся к тому, чтобы к 2025 году около 50% автомобилей, которые мы продаем, были полностью электрическими, а остальные 50% гибридными.

Наше видение заключается в том, чтобы быть климатически нейтральными по всей нашей производственно-сбытовой цепочке в соответствии с целями Парижского соглашения.

Типы гибридных силовых установок

Установкой гибридных силовых установок автопроизводители добиваются нескольких целей. Во-первых, это снижение выбросов углекислого газа (СО₂), который является источником парникового эффекта на планете и ведет к глобальному потеплению. Во-вторых, уменьшение расходов на топливо, которые несут на себе автовладельцы. И в-третьих, повышение динамики разгона автомобиля благодаря двум источникам крутящего момента.

Два первых преимущества достигаются за счет возможности перемещения на электротяге (особенно в режимах, когда КПД у ДВС низкий), режима рекуперации энергии торможения (торможение электродвигателем, который работает в режиме генератора, вырабатывая электроэнергию для подзарядки АКБ), разгона с помощью ДВС и электродвигателя, выключения ДВС при кратких остановках (системы start-stop).

Конструктивно все это происходит по-разному, поэтому получаемый эффект тоже отличается.

Классификация гибридов

Общепринятая классификация гибридов подразумевает три их типа: последовательный, параллельный и последовательно-паралельный.

Последовательный гибрид – конструкция, в которой двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный) приводит в действие только генератор. ДВС в этой схеме работает в режиме максимальной экономии топлива. Электроэнергия, вырабатываемая генератором, поступает или на тяговый электродвигатель, или в аккумуляторную батарею. Электродвигатель в этой схеме через трансмиссию передает на колеса требуемый крутящий момент, а в режиме торможения работает как генератор, подзаряжая АКБ (режим рекуперации энергии торможения). Такие гибриды маркируются аббревиатурой REEV (range-extended electric vehicle) или EREV (extended-range electric vehicle).

Подобная конструкция имеет свои преимущества и недостатки. Плюсы этой схемы – постоянная работа ДВС в самом экономичном режиме, простота управления и отсутствие сложной трансмиссии. Из минусов следует отметить малый КПД механизма передачи энергии от ДВС к ведущим колесам автомобиля. Такая конструкция используется в модели BMW i3 REx, спорткупе Cadillac ELR и Chevrolet Volt 2015 модельного года, а также в автобусах с гибридными силовыми установками, например Toyota Coaster Hybrid.

Параллельная конструкция вооружена ДВС и тяговым электромотором, которые связаны с ведущими колесами автомобиля. Электромотор здесь питается от аккумуляторной батареи. Поскольку крутящий момент от первичного вала может быть напрямую передан на колеса авто, коэффициент полезного действия такого гибрида выше. В этой схеме используется один или два электромотора (гене-ратор+тяговый мотор). В первом случае электромотор может работать и в режиме генератора, и в режиме тягового двигателя. Но в такой схеме довольно сложная конструкция трансмиссии, потому что крутящий момент нужно передавать на колеса и от ДВС, и от электромотора. Помимо этого, ДВС не может все время работать в эконом-режиме. Такую конструкцию силовых агрегатов имеют модели Honda – Civic Hybrid, Insight и CR-Z.

Последовательно-параллельная конструкция гибридной силовой установки сочетает в себе обе вышеупомянутые схемы. Благодаря такой комбинированной схеме удалось получить преимущества обеих систем. В данной случае имеется и ДВС, и электромотор, и в зависимости от условий движения машина может ехать либо только на электротяге (до 1,5–2,0 км), либо только на тяге от ДВС, либо движущую энергию колеса могут получать и от ДВС, и от электромотора. У компании Toyota в силовой установке Toyota Hybrid System использован планетарный делитель силового потока (крутящего момента), который поступает от двигателя внутреннего сгорания и может гибко изменяться, передавая часть энергии на генератор, а часть – на колеса автомобиля. Вырабатываемая при этом электроэнергия может сразу идти как для питания силового электродвигателя, так и для подзарядки аккумуляторных батарей. Данная конструкция внедрена в ряде моделей Toyota, в числе которых Prius, Yaris Hybrid, Auris Hybrid, Camry Hybrid, Avalon Hybrid, а также в моделях Lexus – CT 200h, IS 300h, GS 300h, GS 450h.

Комбинированный гибрид применяется и в полноприводных моделях. Но в них колеса передней оси приводятся в действие вышеописанной комбинированной системой, как у переднеприводных моделей, а для привода колес задней оси используется отдельный электродвигатель. Такая конструкция значительно проще, без сложной трансмиссии с карданными передачами и редукторами. Ее применяют в полноприводных внедорожниках, например в Toyota Highlander Hybrid и RAV4 Hybrid.

Подзаряжаемые гибриды

Раньше считалось, что гибриды могут подзаряжать себя только сами, когда электромотор работает в режиме генератора (при рекуперации энергии торможения, при движении в режиме торможения двигателем и т.д.). Но Toyota в числе первых пошла дальше и сделала модель Prius подзаряжаемой. Эти гибриды получили название plug-in hybrid (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV). Они имеют на борту АКБ повышенной емкости (у Toyota литий-ионные вместо никель-металлгидридных), которые можно подзаряжать от бытовой электросети. Поэтому plug-in hybrid может передвигаться только на электротяге на большие расстояния – не 1,5–2,0 км. а от 20 до 80 км и более.

Гибриды Toyota в Украине

На сегодняшний день лидер в производстве моделей с гибридными силовыми установками компания Toyota представляет в Украине модель Auris Hybrid с гибридной силовой установкой. А в ближайшее время будет презентована гибридная версия нового Toyota RAV4 Hybrid.

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.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

  • микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
  • среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
  • полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Porsche Panamera

Компания Porsche входит в число премиальных брендов, которые выпускают самые дорогие, роскошные и интересные машины.

Одним из таких автомобилей выступает PanameraTurbo S E-Hybrid.

После обновления под капотом так и остался электродвигатель на 136 лошадиных сил. А вот 4-цилиндровый турбированный ДВС улучшил свои характеристики. Вместо прежних 550 лошадиных сил появилась 571 лошадка. Суммарная мощность достигла 700 л. с.

Теперь с места до сотни гибридная Panamera разгоняется за 3,2 секунды, что на 0,2 секунды лучше предыдущей версии. Подросла и максимальная скорость, составляющая теперь 315 км/ч. На электротяге машина способна проехать 50 километров.

Дополнительно компания Porsche вернулась к выпуску младшего гибридного автомобиля. Это Panamera 4 E-Hybrid мощностью 462 лошадиные силы. Версия состоит из 2,9-литрового 6-цилиндрового ДВС и блока аккумуляторов с увеличенной ёмкостью. В таком исполнении электротяга позволяет преодолеть до 56 километров без участия ДВС.

При этом разгон младшего гибрида занимает 4,4 секунды до 100 километров, а максимальная скорость теперь 280 километров в час.

Как долго продержатся гибридные автомобили на рынке, сказать сложно. Уже сейчас их активно подбирают полностью электрические машины. Причём спрос на них стремительно растёт.

Кого вы считаете фаворитом среди гибридов? Хотели бы себе такой автомобиль? Какую машину из рейтинга считаете лучшей и почему?

Ждём ваших ответов. Подпишитесь, оставьте комментарий, задайте вопрос и расскажите о проекте друзьям!

голоса

Рейтинг статьи

Сколько существует видов гибридных автомобилей?

Чем отличаются разные виды гибридных автомобилей?

В последнее время появилось огромное множество видов гибридных автомобилей. Они различаются разными формами и размерами. Несмотря на единую структуру, гибридные автомобили могут в корне отличаться от других типов гибридных автомобилей. Поэтому, если вы видите перед собой две машины с одинаковыми шильдиками «Hybrid» на задней части машины, знайте, что с большой долей вероятности вы смотрите на абсолютно разные автомобили.

 

Цель данной статьи- простая, конкретизировать какие бывают гибридные автомобили, технологии, какие кардинальные различия существуют между ними и почему порой нельзя сравнивать такие автомобили между собой. Также как нельзя сопоставлять непритязательный Chevrolet Volt и впечатляющую Ferrari LaFerrari, не взирая на то, что перед нами вроде бы технологически одинаковые машины.

 

По традиции, прежде чем начать перечислять различные виды технологий, применяемых на этих автомобилях, начнем свой рассказ с краткой истории их развития. Вы наверняка удивитесь, когда узнаете, что первый в мире гибридный автомобиль был создан в 1900 году и свою гениальную руку к нему приложил никто иной как Фердинанд Порше.

 

Честь стать первым в мире гибридным автомобилем выпала Lohner-Porsche Mixte Hybrid. Детище Lohner-Werke и Фердинанда Порше было впервые показано на Всемирной автовыставке в Париже в самом начале XX века году. Поэтому можно со всей серьезностью утверждать, идея гибрида не нова, ей более ста лет.

 

Это интересно: Электрические автомобили были популярными 100 лет назад. История повторяется

 

Lohner-Porsche был бензиново электрическим автомобилем, использовавшим двигатель внутреннего сгорания в качестве генератора и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи питавшие электродвигатели, установленные непосредственно на ступицах автомобиля. Это была первая гибридная версия автомобиля произведшая мировой фурор!

 

Прошло 60 лет и еще один легковой автомобиль внес свой весомый вклад в будущее развитие гибридных автомобилей, AMC Amitron. Он стал первым американским автомобилем, который начал использовать систему рекуперативного торможения, жизненно важную технологию в области гибридных транспортных средств, начиная от микрогибридов и заканчивая полноценными гибридными машинами.

 

Но основное развитие современной гибридной истории автомобилей начинается в 1990-е годы, в эпоху, что дала человечеству овечку Долли, поп-музыку и падение железного занавеса.

 

И так, рассмотрев основы, давайте узнаем, сколько всего существует типов гибридных транспортных средств. Здесь сделаем небольшую ремарку, на самом деле неизвестно точного количества гибридных систем, поскольку каждый автопроизводитель создает собственные, отличающиеся от других схемы гибридов. Но если подразделить основные типы, мы насчитаем пять шесть категорий гибридов, а именно:

 

Параллельный гибрид

Параллельная гибридная система оказалась в центре внимания благодаря разработкам Хонда, с приходом первого поколения Insight. Эта японская модель во времена дебюта была сродни НЛО по внешнему виду, ее дизайн излучал новаторство и даже флюиды авантюризма. В автомобиле было всего два места, а расход топлива суперавтомобиля составлял невероятные 3.9 л/100 км, что на деле показывало- автомобиль был, не только красив собой, но и необычен внутренне.

 

Что было необычным в этой машине? Внутренностями экологичного зверя Honda Integrated Motor Assist стали параллельные гибридные системы. В первом поколении Honda Insight, дополнительная система еще не могла вырабатывать достаточное количество электроэнергии для автомобиля в одиночку. Расчёт был несколько в другом, добавить полезного помощника стандартному ДВС мотору.

 

На пальцах схема строения силовой установки автомобиля такова, что электрический двигатель напрямую соединен с трансмиссией (к примеру, расположен на коленчатом валу), с помощью чего обеспечивается дополнительная мощность при разгоне и подзарядка аккумулятора при торможении.

 

Первое поколение Insight не было способно использовать только электрическую энергию, также, как Honda CR-Z не смогла этого сделать в 2010 году. В связи с этим, первопроходца невозможно назвать «полноценным гибридом», к примеру, как i8 BMW.

 

Тем не менее идея прижилась, появились другие варианты параллельных гибридных транспортных средств, включающих в себя гибридные Honda Accord и Volvo XC90 T8 Twin Engine. Эти вариации живы до сих пор, и вполне неплохо себя чувствуют и процветают. Volvo, например, использует электродвигатель для привода задних колес, что позволяет разгрузить ДВС при работе полного привода, качественно повышая мощность.

 

Что касается преимуществ параллельных гибридных транспортных средств, у них наблюдаются меньшие потери при передаче энергии на пути от двигателя к колесам, что очень важно при уменьшении расхода топлива.

 

Суть параллельных гибридов в том, что они больше полагаются на двигатель внутреннего сгорания, чем на электромоторы.

 

Последовательно-параллельная схема гибридного автомобиля

Если в гибридной схеме для вас самое важное экономия топлива, то последовательно- параллельная гибридная система то, что доктор прописал. Отличается гибкими возможностями использования, поскольку в этой установке на равных используются два источника привода: электродвигатель и стандартный двигатель внутреннего сгорания.

 

Разница между данной системой и параллельным гибридом является то, что последовательно-параллельная гибридная схема использует планетарные передачи, тем самым разделяя мощность между двигателем внутреннего сгорания и электромотором. В зависимости от автомобиля, разделение мощности может происходить в пропорции 100 процентов для ДВС и 100 процентов для электродвигателя. Гибкость работы также возможна благодаря любым мыслимым процентным соотношениям между ними. Наибольшее применение последовательно-параллельной гибридной системы Toyota Hybrid Synergy Drive (Гибридного синергетического привода), было отмечено на небезызвестном Toyota Prius.

 

Как следует из названия, последовательно-параллельная гибридная установка объединяет преимущества и недостатки параллельных и последовательных гибридов. Тем не менее, она значительно более эффективна, чем параллельная или последовательная гибридная схемы. Кроме чрезвычайно популярной Toyota Prius, последовательно-параллельные схемы используются в Hybrid Ford Fusion и моделях Lexus CT 200h, LS Hybrid, RX Hybrid, а также кроссовере NX Hybrid.

 

Классическая гибридная схема, последовательная

Помните первый гибридный автомобиль, Lohner-Porsche, о котором мы упоминали в начале повествования? Покажется невероятным, но именно Lohner-Porsche стал далеким предком- прародителем BMW i3 REx, Chevrolet Volt и даже гоночного гиперкара Fisker Karma.

 

Для простоты понимания объясним, последовательная гибридная схема представляет собой электрокар расширенного диапазона. Википедия относит к гибридам этой категории автомобили EREV (электрические транспортные средства расширенного диапазона), REEV (электромобили с увеличенным запасом хода) и BEV (автомобили на электроаккумуляторах). Вне зависимости от того, к какому типу относится автомобиль, большим преимуществом последовательного гибрида- является его простота, так как машина передвигается за счет электромотора/ов, а не при помощи ДВС.

 

У двигателя внутреннего сгорания одна роль, она заключается в производстве электроэнергии, по сути, мотор- это генератор. Знаете об этом или нет, но большинство дизельных локомотивов во всех странах- это и есть последовательные гибриды, в которых огромных размеров дизельные двигатели приводят в движение генераторы постоянного или переменного тока.

 

Основной минус последовательных схем состоит в том, что они более дорогие в производстве, чем параллельные гибриды или даже полностью электрические транспортные средства. Например, разница в стоимости между i3 EV BMW и i3 BMW составляет $3.850.

 

Плагин гибридная вариация

Имя говорит само за себя, Plug-in hybrid, автомобиль способный подзаряжаться от электросети. Для него превалирующим становится использование розетки, а не подзарядка от бензинового или дизельного мотора.

 

Автомобили PHEV достаточно разнообразны, начиная от Toyota Prius Prime до Ford Fusion Energi и заканчивая минивэном Chrysler Pacifica Plug-In Hybrid.

 

Этот вид «гибридизации» автомобиля подразумевает наличие больших батарей, чем в обычных гибридах. Наглядный пример: в гибридный Hyundai Ioniq устанавливаются 1.56 кВт⋅ч литий-ионные полимерные аккумуляторы. Плагин-гибридный вариант Hyundai Ioniq, с другой стороны, поставляется с 8,9 кВт⋅ч литий-ионным пакетом полимерных батарей.

 

Отсюда можно сделать нижеследующий вывод, главным недостатком вариации PHEV по сравнению с гибридами других систем- дополнительный вес большой батареи. Тем не менее, самый простой способ обойти  наибольшой недостаток гибрида, ездить в электрическом режиме на короткие расстояния. Поступив таким образом, одному из владельцев Volt удалось проехать 1.000 миль (1.600 км) затратив всего 22 литра топлива, так как он главным образом ездил на своем гибридном авто на расстояние в 16 км на и с работы. Если правильно применить смекалку, выгоду можно извлечь везде.

 

Mild Hybrid «Мягкий» гибрид

Mild Hybrid или «Мягкий» тип гибридов также ставится на гибридные автомобили. Вы будете крайне удивлены и даже шокированы, но такие совершенно не экологичные автомобили как Ferrari LaFerrari и Chevrolet Silverado (версия Hybrid eAssist) имеют одну общую черту с небольшим городским хэтчбеком Suzuki Baleno SHV, все эти автомобили применяют для привода схему «Mild Hybrid». В общем и целом, «мягкий» гибрид похож по техническим характеристикам на параллельный гибрид, но функции его ограничены.

 

Другими словами, мягкий гибрид использует электродвигатель, чтобы обеспечить небольшой процент помощи двигателю. Существенным отличием этого вида гибридов становится то, что они не способны предоставить автомобилю полностью электрический ход.

 

И это, дорогой читатель, главная причина по которой эта установка называется «мягким» гибридом, то есть не полноценным. Так называемая система Kinetic Energy Recovery (или KERS), она же система рекуперации кинетической энергии, применяемая в Формуле-1, также работает с этим типом гибридных автомобилей.

 

Согласно схемы, в гиперкаре LaFerrari, с атмосферным двигателем V12, помимо супермощного бензинового мотора, динамику поддерживает небольшой электрический двигатель. То же самое происходит в Silverado и Suzuki Baleno.

 

Микрогибридная установка

И наконец, микрогибридная установка, изобретенная где-то в глубине отдела маркетинга автомобильных компаний. Кто-то признает в этой системе отдельную ветвь. Кто-то говорит, что ее не существует. Тем не менее шестая версия гибрида продолжает развиваться и становится все лучше из года в год.

 

Микрогибридные системы Mazda i-Eloop входят в набор систем Mazda6, Ford Auto Start-Stop (устанавливается в 2017 Ford F-150 с 3,5-литровым EcoBoost V6) и Kia Idle Stop&Go. В более широком смысле, микрогибридный автомобиль, та машина, которая использует какую-либо старт-стоп систему.

 

Другой аспект, который отделяет микрогибриды от истинных гибридов является то, что эти транспортные средства используют только ископаемое топливо для двигателей, никакой электроэнергии для передвижения.

 

Всего существует три типа микро-гибридов.

 

Тип 1 относится к транспортным средствам, оснащенным системой старт-стоп.

Во второй тип помимо системы старт-стоп входит функция рекуперативного торможения.

Что же касается 3 типа, то у микрогибрида должна присутствовать система старт-стоп, система рекуперативного торможения, свинцово-кислотные аккумуляторы, сделанные по технологии AGM и блок стартер/генератора. Последний заменяет генератор и стартер, а AGM батарея в свою очередь поддерживает высокий электрический ток.

Технические характеристики A5 Coupé | Ауди Центр Запад

Модель

35 TFSI front

40 TFSI front

45 TFSI quattro

Двигатели

Тип двигателя:

рядный, 4-цилиндровый бензиновый двигатель, с системой 12V «умеренного гибрида» и турбонаддувом

рядный, 4-цилиндровый бензиновый двигатель, с системой 12V «умеренного гибрида» и турбонаддувом

рядный, 4-цилиндровый бензиновый двигатель, с системой 12V «умеренного гибрида» и турбонаддувом

Мощность

Объем двигателя:

1984 см3

1984 см3

1984 см3

Максимальная мощность, л. с. при об/мин:

150/3900-6000

190/4200-6000

249/5000-6000

Максимальный крутящий момент, Н·м при об/мин:

270/1350-3900

320/1450-4200

370/1600-4500

Трансмиссия

Трансмиссия:

7-ступенчатая, S tronic

7-ступенчатая, S tronic

7-ступенчатая, S tronic

Привод:

Передний привод

Передний привод

полный привод quattro ultra

Масса

Собственная масса *:

1530 кг

1530 кг

1605 кг

Допустимая полная масса:

1965 кг

1965 кг

2035 кг

Объем

Объем багажника:

450 л

450 л

450 л

Объем топливного бака:

54 л (прибл.)

54 л (прибл.)

58 л (прибл.)

Динамические характеристики

Максимальная скорость:

225 км/ч

241 км/ч

250 км/ч

Разгон с 0 до 100 км/ч:

8,9 с

7,3 с

5,8 с

Расход топлива

Тип топлива:

Бензин АИ-95

Бензин АИ-95

Бензин АИ-95

Городской цикл, л/100 км

7,7 — 7,8 л/100 км 7,9 — 8,0 л/100 км 8,7 — 8,9 л/100 км

Загородный цикл, л/100 км

5,2 — 5,3 л/100 км 5,3 — 5,4 л/100 км 5,8 — 6,0 л/100 км

Смешанный цикл

6,1 — 6,2 л/100 км 6,3 — 6,4 л/100 км 6,9 — 7,1 л/100 км

Уровень выбросов CO **:

140-142 г/км

143-145 г/км

157-162 г/км

Экологический класс двигателя:

EU6

EU6

EU6

* Масса автомобиля определяется с водителем весом 68 кг, багажом весом 7 кг и заполненным на 90 % бензобаком, в соответствии с Директивой ЕС 92/21/EWG действующей в настоящее время редакции. У автомобилей специальной комплектации может увеличиться вес пустого автомобиля и коэффициент аэродинамического сопротивления, вследствие чего может соответствующим образом уменьшиться полезная нагрузка и максимальная скорость.

** Более подробную информацию с официальными данными по выбросам CO2 и расходу топлива для новых легковых автомобилей, а также документацию по выбросам CO2 и уровням энергопотребления для новых легковых автомобилей можно бесплатно получить на всех торговых площадках и в компании DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Helmut-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern-Scharnhausen (www.dat.de)

Классификация гибридных автомобилей (гибридные автомобили и все о них)

В новом и динамично развивающимся секторе гибридных автомобилей производители идут на множество ухищрений. Изготовители и средства массовой информацией называют множество автомобилей “гибридами”, создавая ложное впечатление, что они все одинаковы. В этой статье мы попробуем разобраться, какой автомобиль можно называть гибридом и чем они отличаются.

Гибридный двигатель в автомобиле Toyota Camry

Покупателю сложно сделать осознанный выбор не располагая хотя бы базовой информации об отличиях в конструкции и используемых технологиях.

В общем случае гибридный автомобиль — автомобиль использующий в качестве движущей силы связку из электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания, питаемый как обычным горючим топливом, так и зарядом аккумуляторной батареи.

С практической точки зрения автомобиль нельзя называть гибридом, если он не умеет отключать двигатель во время остановок, не использует систему рекуперативного торможения и не использует электромотор хотя бы в качестве вспомогательного двигателя.

Тип 1 — Не совсем гибрид (mild hybrid)

(Низкое напряжение/Малая мощность) Традиционная система с 42 вольтовым аккумулятором, называемая маркетологами “умеренным” гибридом.

Этот тип конструкции по сути нельзя даже назвать “гибридом” т.к. в автомобиле используется только одна двигательная система.

  • Останавливает двигатель во время остановок
  • Заряжает аккумулятор за счет торможения (так же называется рекуперативным торможением)
  • Электромотор не используется в качестве движущей силы

Тип 2 – Пассивный гибрид (passive или assisted hybrid)

(Высокое напряжение/Малая мощность) Система с небольшим (по запасу энергии) аккумулятором и небольшим электромотором, который включается в работу при разгоне автомобиля.

  • Останавливает двигатель во время остановок
  • Использует систему рекуперативного торможения
  • Электромотор играет вспомогательную роль

Тип 3 – Полный гибрид (full hybrid)

(Высокое напряжение/Высокая мощность) Система с большой аккумуляторной батареей, небольшим электромотором, по крайней мере одним мощным электромотором и двигательной системой использующей оба источника движущей силы.

  • Останавливает двигатель во время остановок
  • Заряжает батарею за счет торможения
  • Позволяет использовать только двигатель внутреннего сгорания, только электромотор или оба одновременно.

Производители и модели гибридов

Honda Insight, Honda Civic Hybrid, Honda Accord Hybrid

Хонда использует систему второго типа (вспомогательную). В системе присутствует один электромотор, используемый для подзарядки батареи либо в качестве вспомогательного двигателя. Электромотор так же используется при запуске двигателя.

Saturn Vue (General Motors)

Система второго типа. В системе присутствует один электромотор, используемый для подзарядки батареи либо в качестве вспомогательного двигателя. Электромотор так же используется при запуске двигателя.

Toyota Camry Hybrid, Toyota Highlander Hybrid, Toyota Prius, Lexus RX-400h, Lexus GS-450h

Тойота использует систему третьего типа — “настоящий” гибрид. В системе используется, по крайней мере, два электромотора. Один служит в качестве генератора электрического тока. Второй – в качестве двигателя и стартёра. Оба могут использоваться одновременно, экономя заряд аккумуляторной батареи.

Автомобиль может ехать в режиме электромобиля, т.е. исключительно за счет электромотора, что очень полезно в условиях перегруженных городских дорог.

Ford Escape Hybrid, Mercury Mariner Hybrid

Гибриды компании Форд относятся к третьему типу. В системе установлено два электромотора. Один используется в качестве электрогенератора. Второй – в качестве двигателя и стартёра. Оба могут использоваться одновременно, экономя заряд аккумуляторной батареи.

Автомобиль способен двигаться в режиме электромобиля, т.е. только за счет электромотора, что очень полезно при езде по перегруженным городским трассам.

Источник: Авто Релиз.ру.

дорога в будущее или взгляд назад / Цифровой автомобиль

⇡#Классификация и определение гибридов

Мы уже разобрались с историей появления гибридных автомобилей, рассмотрели первые массовые модели и вплотную подошли к изучению современных предложений, однако так и не дали точного определения гибрида. Само слово «гибрид» было введено задолго до появления соответствующих транспортных средств. Определение происходит от латинского «hibrida», что означает «помесь». Этот перевод как нельзя точно передает суть гибрида. Раньше (впрочем, как и сегодня) так называли животных и растения, которые произошли от скрещивания разных пород и видов. При переходе к автомобильной тематике сущность почти не меняется. Гибрид – транспортное средство, которое имеет силовую установку смешанного типа. Зачастую под гибридным двигателем подразумевается интеграция ДВС и электромотора, однако это можно считать лишь частным случаем. Чем Honda FCX Clarity не гибрид? В этом автомобиле нет двигателя внутреннего сгорания, зато в наличии водородный и электрический двигатели. Таким образом, под гибридом можно подразумевать любое транспортное средство, в котором производить энергию могут как минимум два раздельных устройства, причем энергия эта может быть использована для приведения транспортного средства в движение. Поправка в конце обязательна, иначе гибридом становится любой современный автомобиль, ведь в каждом есть электрический генератор.

Теперь о классификации. Первая напрашивается сама — по типу силовой установки. Мы уже определили, что работать в паре с электромотором может не только ДВС. Когда-то это были паровые двигатели, сегодня можно встретить водородные. Даже велосипед с электромотором – гибрид, роль запасного источника энергии выполняет мускульная сила человека.

Второй принципиальный признак, позволяющий разделить гибридные транспортные средства по категориям, это тип взаимодействия двигателей. Сегодня различают последовательное, параллельное и последовательно-параллельное (смешанное) подключение. Аналогия с электротехникой и соединением проводников. Этот параметр является одним из важнейших в устройстве гибрида, от него зависят возможности и сам принцип функционирования, поэтому рассмотрим его достаточно подробно.

⇡#Параллельные гибриды

Гибридные автомобили с параллельным включением ДВС и электромотора имеют механическую связь между трансмиссией и обоими типами двигателей. Зачастую электромотор в таких автомобилях располагают непосредственно на коленчатом валу ДВС, хотя он может быть подключен к единой трансмиссии отдельным сцеплением или муфтой. В результате основной функционал возложен именно на двигатель внутреннего сгорания. Электромотор может включиться в работу, в этом случае мощность агрегатов будет суммироваться. Зарядка аккумуляторных батарей возможна как от ДВС, так и в рекуперативном режиме. Роль генератора выполняет электромотор, он же зачастую заменяет стартер. Основной плюс гибридов с параллельным включением – экономичность.

Недостатки параллельного включения вытекают прямо из его особенностей. Если электромотор расположен на коленчатом валу, то без использования ДВС автомобиль не сможет поехать. То есть о передвижении в режиме электрокара речи идти не может. Плюс к этому даже если функционирование электромотора не требуется, его ротор будет вращаться. Исключение – автомобили с интегрированным дополнительным сцеплением. Для совмещения крутящего момента от двух источников в этом случае используется дифференциал.

Красноречивым примером параллельного гибрида может служить Honda Insight. С момента появления в 1999 году внешний вид автомобиля значительно изменился, внесены и инженерные нововведения, но схема функционирования осталась неизменной.

⇡#Последовательные гибриды

Последовательные гибриды располагаются несколько ближе к электрокарам, хотя без двигателя внутреннего сгорания они тоже далеко не уедут. В отличие от параллельного включения ДВС и электромотора, рассмотренного нами выше, в данной связке бензиновый двигатель не имеет какой-либо связи с колесами. Функционал очень близок к электрокару, ведь именно электромотор приводит автомобиль в движение. Двигатель внутреннего сгорания в данном случае лишь заряжает аккумуляторные батареи. В итоге последовательные гибриды сохранили черты как электрокаров, так и автомобилей с ДВС: они по-прежнему могут преодолевать большие расстояния, процесс заправки прост и быстр, но экономия топлива в городских пробках и рекуперативное торможение значительно повышают эффективность. Существенный недостаток параллельных гибридов – мощность электромотора и ДВС невозможно сложить, а в случае полной разрядки аккумуляторных батарей продолжать поездку некоторое время нельзя: требуется время для зарядки.

В скором времени начнется производство активно продвигаемого Chevrolet Volt. Это последовательный гибрид в чистом виде. Приживется ли такой тип автомобилей в США – большой вопрос.

Довольно значительно от последовательного и параллельного включения двигателей отличается устройство самого популярного гибридного автомобиля – Toyota Prius. Тут нет механической и автоматической КПП, не найти и вариаторную трансмиссию. Передачу крутящего момента осуществляет планетарная передача. Японцы не изобрели эту конструкцию, она уже давно применяется в различных сферах индустрии. В том числе автомобильной, ведь гидротрансформаторные АКПП имеют в наличии планетарную передачу. Заслуга инженеров Toyota в том, что именно они использовали этот механизм в подобном применении, не в составе конструкции, а в качестве полноценной трансмиссии. Теперь выясним, как функционирует данный агрегат.

Планетарная передача – набор связанных шестерней. По центру расположена солнечная шестерня. Она сцеплена с четырьмя сателлитами, которые находятся в фиксированном друг относительно друга положении. Связующим элементом выступает водило. Зубья самой большой кольцевой шестерни связаны с сателлитами. Конструкция довольно проста механически, однако ее устройство предоставляет огромные возможности по передаче и суммированию крутящего момента.

Относительно конкретного применения планетарной передачи в Toyota Prius можно рассуждать долго. Вариантов функционирования уникальной трансмиссии немало, подробный обзор заслуживает отдельного материала, поэтому вкратце обозначим лишь основные возможности. Каждый элемент планетарной передачи соединен с отдельным устройством: водило с ДВС, солнечная шестерня с первым электромотором, а кольцевая шестерня – со вторым. Именно кольцевая шестерня через редуктор связана с колесами. В результате становится возможным очень гибкое соединение и универсальное разделение между ДВС и электродвигателями, при этом Prius может выполнять функции как параллельного, так и последовательного гибрида. Японцы смогли интегрировать все возможные режимы в компактном устройстве. В зависимости от требования Toyota Prius может ехать только на элекротяге, только за счет ДВС, использовать оба мотора одновременно, разделять крутящий момент ДВС между колесами и генератором… Всё вместе японцы называют Hybrid Synergy Drive, а саму планетарную передачу – Power Split Device, устройство по распределению энергии.

⇡#Смешанный тип подключения

В последнее время стали появляться гибридные автомобили, которые трудно отнести к какому-либо из описанных видов. В чем основная разница между параллельными и последовательными гибридами? Очевидно, в разграничении прав двух двигателей. А если подобная процедура не требуется? Можно, например, привязать ДВС к передней оси автомобиля, а электромотор посадить на заднюю. В итоге каждый агрегат получает практически полную независимость, необходимо только немного скоординировать действия каждого мотора. Такой вариант довольно прост и дешев: не требуется распределяющее устройство или специфическая трансмиссия. Любой автомобиль можно сделать таким гибридом, требуется лишь установить дополнительное оборудование на заднюю ось (если он переднеприводный с передним расположением ДВС) и связать все компоненты с электронным мозгом.

К недостаткам подобных гибридов можно отнести невозможность зарядки аккумуляторных батарей от ДВС. Только рекуперативная система торможения или подключение к розетке. К представителям нового вида гибридных автомобилей относится Peugeot 3008 HYbrid4, который анонсировали совсем недавно.

⇡#Классификация по типу батарей

Разграничить гибридные автомобили можно и по третьему признаку – типу емкостных батарей. В зависимости от используемых в аноде, катоде и электролите химических элементов изменяются и показатели аккумуляторов. В настоящее время в серийных гибридах можно обнаружить никель-металл-гидридные, литий-металл-фосфатные, литий-полимерные и литий-ионные батареи. Наибольшее распространение, безусловно, получил последний тип. Сегодня основной целью производителей аккумуляторов является повышение удельной емкости (емкости на единицу массы). Однозначного фаворита в этой группе определить сложно, каждый из химических источников тока еще далек от своих теоретических пределов. Определенно, именно от возможностей аккумуляторов во многом зависят способности гибридных автомобилей. Но значительное повышение эффективности аккумуляторов может сделать электрокары приоритетным видом транспорта, а тогда целесообразность гибридных автомобилей ставится под вопрос.

⇡#Выбор гибрида

Уже столько сказано про историю развития гибридных автомобилей и их устройство, но вопрос покупки подобного транспортного средства остается открытым. Выгодны ли гибриды? Удобны ли они в эксплуатации? Какие трудности ждут владельца гибридного автомобиля? И главное: какой гибрид выбрать? В августе в рамках еженедельного обзора новых технологий автомобильной промышленности мы рассмотрели отчет британской автомобильной ассоциации British Columbia Automobile Association, в котором специалисты скрупулезно подсчитали экономический эффект от покупки автомобиля с двумя типами двигателей. Результат обескураживающий: из 16 рассмотренных моделей лишь одна вышла в плюс в сравнении с ближайшим бензиновым аналогом. Почему получилось так, что автомобили с меньшим расходом топлива бьют по кошельку сильнее? Несмотря на неутихающие споры в обществе автомобилистов, гибрид по определению технически сложнее аналогичного автомобиля с единственным бензиновым ДВС. И хотя электромотор устроен довольно просто, он все же требует периодической проверки и планового технического обслуживания. В результате регулярный осмотр в официальном сервисе заметно облегчит кошелек. К тому же век емкостных батарей недолог — в зависимости от устройства и условий эксплуатации их срок жизни может длиться от нескольких лет до десятилетия. Замена аккумуляторов – процедура не из дешевых. Вот и получается в итоге: экономишь на одном, тратишь на другом. Покупать гибрид с прицелом на экономию нельзя.

Кто определенно будет доволен покупкой автомобиля со смешанным силовым агрегатом, так это любители высоких технологий. Короткие пробежки на электродвигателе (доступно не для всех гибридов), обилие информационных дисплеев, бесшумное перемещение в пробке. Все это, безусловно, доставит удовольствие техноманьяку. Что еще более приятно, так это удивление друзей, коллег и просто соседей по потоку — восхищенные взгляды окружающих дорогого стоят.

Вы еще не передумали приобретать гибрид? Тогда вам может пригодиться следующая таблица, в которую мы включили основные данные о 25 гибридных моделях: стоимость, форм-фактор, расход топлива. Дополнительно отмечено время разгона с 0 до 100 км/ч, эта цифра обязательна для понимания технических способностей автомобиля.

Полностью доверять цифрам нельзя: не всегда производитель заявляет полные официальные спецификации, а условия тестов могут отличаться. В целом, если отбросить невероятные характеристики самого экономичного, самого дорогого и в то же время самого быстрого Porsche 918 Spyder Hybrid, который еще не поступил в продажу, собранные данные вполне справедливы. Желающим максимально сэкономить можно порекомендовать Toyota Prius и Honda Insight: основатели рынка все еще смотрятся довольно привлекательно. Выбирать гибридные внедорожники Cadillac Escalade или Chevrolet Tahoe можно только ввиду комплектации, вряд ли электромотор существенно повлияет на расход топлива огромных монстров. В целом же лучше вообще не разделять рынок на автомобили с ДВС и гибридные, а рассматривать все предложения, анализируя новые технические возможности лишь в качестве бонуса. Наверняка через 10-15 лет именно так и будет, большинство моделей станут гибридными, а возможность ехать некоторое время на электрической тяге станет обыденной функцией.

В заключение приведем статистику продаж. С момента появления первых современных серийных гибридных автомобилей в 1997 году и по сей день двумя основными рынками для этих транспортных средств остаются Япония и США: на их долю приходится более 90% от общего тиража. Но даже в этих странах относительный объем продаж гибридов очень мал: в июле в США гибриды составили 2,27% от общего рынка легковых автомобилей. Перейдем к конкретным цифрам.

Статистика продаж гибридных автомобилей довольно пессимистична: снижение объема практически по всем моделям. Наиболее удачным для этого сегмента рынка годом стал 2007, с тех пор продолжается планомерное уменьшение спроса. Котировки нефти на мировых торговых биржах давно отступили от максимальных значений, следовательно, можно не экономить сжигаемое топливо. Свою роль сыграл и мировой финансовый кризис.

Вместе с тем из статданных становится очевиден безоговорочный лидер рынка гибридов – Toyota Pruis. Не зря японцы инвестировали в будущее.

Несмотря на всю неоднозначность использования гибридного привода в современных автомобилях, уже в ближайшем будущем мы увидим дальнейшее развитие этой технологии. Возможно, гибрид придет и в ваш дом.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Как устроены гибридные автомобили, их виды и достоинства

Гибридные автомобили – всего 20-30 лет назад массовое появление на дорогах подобных авто казалось утверждением из области фантастики. Но теперь она претворяется в реальность, так как процент тех, кто отдал предпочтение подобному виду транспорта, растет. А учитывая, что их стоимость постепенно падает, рост популярности будет продолжаться.

Схема гибридного автомобиля

Терминология и режимы работы гибридных авто

Гибридные автомобили – тип транспортных средств, которые приводятся в движение посредством силового комплекса гибридного типа. Это значит, что данная установка использует 2 или больше источников энергии. Соответственно, необходимо аналогичное число моторов, способных трансформировать энергию в механическую, а применяемое обозначение «гибридный двигатель» терминологически неверно, так как не отражает сути.

Доказано, что автомобиль можно оснастить двигателями, ориентированными на разные типы энергии. Тем не менее, серийный выпуск гибридных авто ориентируется на комплектование моделей комбинацией из стандартного ДВС и мотора, работающего на электротяге. Обязательным условием автомобиля данного типа является высочайшее качество исполнения элементов.

Видео: Гибридные автомобили

Кроме того, выпуск гибридных машин подразумевает также внедрение в его конструкцию новейших разработок, нацеленных на снижение расхода и уменьшение объемов выбросов. Обычно такие инновации представлены системой Start-Stop, изменяемыми фазами газораспределения, подогревом тосола за счет отработавших газов, рекуперативным комплексом, покрышками, характеризующимися сниженным сопротивлением качению, электрическим приводом для опций (усилителя рулевого управления, помпы, кондиционера и т. д.). Кроме того, у гибридов оптимизированы показатели аэродинамического сопротивления.

Режимы работы зависят от параметров движения машины.

Старт и малая скорость

В этих условиях функционирует исключительно электромотор – энергия из батареи идет на блок питания, который и перенаправляет ее на электромоторы, а они приводят в движение колеса.

Передвижение

Во время спокойной езды энергия поступает от бензинового мотора и электрического двигателя. Она делится непосредственно между приводами и генератором, активирующим электромоторы. Если имеется избыток энергии, он уходит на зарядку батареи. При этом разгон осуществляется, главным образом, за счет ДВС, а энергия от электромоторов только оптимизирует процесс.

Во время торможения вырабатывается энергия кинетического типа, которая автоматически трансформируется в электричество, а затем, минуя БУЭ, направляется в аккумуляторы.

Типы гибридных автомобилей

Он напрямую зависит от компоновки в подключении силового агрегата:

Типы гибридных автомобилей

  1. параллельное подключение;
  2. последовательное;
  3. параллельно-последовательный вариант.

Параллельное подключение подразумевает применение в конструкции машины муфт автоматического типа, посредством которых электромотор, ДВС и трансмиссия объединены в единый комплекс, а впервые подобную компоновку применили инженеры компании Honda, разработав систему IMA. При этом электрический и бензиновый двигатели расположены так, что в состоянии функционировать независимо друг от друга, а сам электромотор находится между трансмиссией и непосредственно ДВС. Подобные автомобили обладают электромотором незначительной мощности, отдача которого обычно варьируется в пределах 20 кВт, но его достаточно, дабы гарантировать динамичное ускорение. Кроме того, он выступает еще и в роли генератора, а также стартера.

Чаще всего подобная компоновка встречается на моделях Volkswagen Touareg Hybrid, BMW Active Hybrid 7 и других. При этом они характеризуются несколькими возможными режимами функционирования: это может быть работа бензинового и электрического моторов в паре, а также вариант с ездой исключительно на электротяге. Кроме того, водитель может активировать режим, в котором аккумуляторная батарея электромотора будет подзаряжаться в процессе работы ДВС (режим генератора). А еще подзарядка может происходить за счет активации системы торможения (рекуперативного).

Один из представителей гибридных авто — Volkswagen Touareg Hybrid

При условии подключения моторов в последовательной компоновке, бензиновый двигатель постоянно подключен к генератору. Через него происходит зарядка батареи, так как он питает электромотор. Сама же машина движется за счет функционирования электрического двигателя. В данном случае модели комплектуются аккумуляторами литий-ионного типа, которые можно подзаряжать от обыкновенной сети по завершении езды. Именно этот тип ориентирован на максимальную экологическую чистоту, ведь бензиновый мотор работает лишь при необходимости.

Подобная компоновка характерна для моделей Ampera от Opel, Volt от Chevrolet и других. Конечно, запас хода на электрической тяге у них крайне мал – всего порядка 60 км, да и то при условии отключения всех лишних потребителей энергии. Зато езда с подзарядкой генератора от ДВС гораздо длительнее – около 500 км.

Есть и гибриды с примененной на них последовательно-параллельной конструкцией, которая подразумевает взаимодействие электромотора и бензинового двигателя посредством монтажа редуктора (планетарного). Кроме того, имеется генератор для подзарядки батарей. Примечательно, что использование данной схемы дает возможность направлять до 100% мощи на ведущие колеса от каждого из силовых агрегатов.

Подобная технология характерна для моделей Toyota Prius, Ford Escape Hybrid и некоторых других, но стоит признать, что законодателем мод в этом направлении является именно Toyota с ее технологией типа HSD, на которую ориентируются прочие производители.

Гибридный авто последовательного типа

Так, подобная компоновка включает установленный бензиновый движок и электрический мотор, объединенные посредством разных механизмов с планетарным редуктором, а еще генератор, также работающий в связке с редуктором.

В данном случае можно говорить о нескольких режимах функционирования системы. К примеру, при необходимости резкого наращивания отдачи, активируется форсированный режим, когда и электромотор, и бензиновый агрегат работают на максимум, причем энергия на электродвигатель идет из батареи. Можно передвигаться полностью на электротяге, что подойдет любителям подобной езды, а также настроенным на сохранение природы. В этом случае ДВС полностью деактивирован.

Езда по трассе в одном темпе (крейсерский вариант) подразумевает совместную работу обеих агрегатов, но не вся энергия от ДВС идет на колеса – часть ее перераспределяется на генератор и дальше идет на электромотор. Возможна и подзарядка аккумуляторов, если имеется необходимость. Это снижает объем выбросов.

Во время торможения активируется режим рекуперации, причем сам электромотор выступает в роли своеобразного генератора, а шестерня (солнечного типа) начинает обратное вращение, что замедляет машину. Имеется возможность передвижения в экономичном режиме, когда поток энергии на генератор идет именно от аккумуляторной батареи. За счет этого происходит замедление работы бензинового двигателя. А главное – прежним остается крутящий момент, тогда как аппетит мотора падает. При полностью же разряженной батарее, можно активировать режим ее подзарядки посредством функционирования генератора и ДВС.

Достоинства гибридных авто

Они заключаются в том, что применение гибридных схем позволяет существенно повысить экономичность и экологическую чистоту, но без серьезных жертв со стороны тяги, скорости, запаса хода и тому подобных аспектов.

Видео: Как устроен гибридный автомобиль.

Это было решено за счет следующих шагов:

  • функционирование силового агрегата в оптимальных условиях – за эталон обычно берется цикл Миллера;
  • оснащение машины менее мощным ДВС, что автоматически ведет к уменьшению его объема и расхода;
  • внедрение системы торможения рекуперативного типа – это позволят предохранить тормозные колодки от преждевременного износа;
  • во время остановки силовой агрегат глохнет, а не работает на холостом ходу.

Кроме того, на подобных машинах, в сравнении с чистыми электрокарами, используются батареи уменьшенной емкости, а это делает процесс их утилизации заметно проще и дешевле.

Тем не менее, несмотря на некоторый рост популярности подобных авто, не стоит считать, что близится время, когда гибридные машины заменят таковые, работающие на традиционном топливе. Согласно статистике, за минувшие 15 лет гибриды смогли завоевать лишь около 3% автомобильного рынка. Следовательно, начала массового спроса на подобные машины ждать не стоит, хотя бы в ближайшие 15-20 лет.

Представители класса гибридных автомобилей

В России сейчас продается порядка 15 моделей гибридных автомобилей. Примечательно, что это исключительно японские и немецкие модели. Так, от Audi представлен Q5 2.0 TFSI Hybrid. От Lexus сразу несколько моделей – CT 200h, ES 300h, IS 300h, NX 300h, RX 450h и GS 450h. Toyota продает модель Prius, от Nissan выступает Pathfinder 2.5 CVT Hybrid, Mitsubishi реализует в России Outlander 2.0 PHEV, Infiniti остановилась на Q50 3.5 Hybrid и QX60 2.5 Hybrid, а Mercedes-Benz презентовал седан С-класса C 350 е и Е-класса E 300 CDI AT Hybrid.

Итог

Как видно, популярность гибридных авто растет. Многие еще не верят в их надежность, однако время доказывает обратное. Кроме того, стоимость моделей с такими силовыми агрегатами заметно выше, нежели традиционных.

Хватает ли гибридным автомобилям и электромобилям тяговой мощности?

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

Потребляемая мощность в ходе ездового цикла

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


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

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


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

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

Как создать модель литий-ионного аккумулятора

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

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

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


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

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


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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

Будущее электромобилей

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

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


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

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

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

Узнайте больше

Описание типов гибридных автомобилей

Гибридные автомобили — это частично электрифицированные транспортные средства, в которых по-прежнему используется дизельный или бензиновый двигатель; будь то водить колеса или просто заряжать аккумулятор.

Преимущество гибрида перед полностью электрическим транспортным средством (EV) заключается в том, что они могут использовать мощность двигателя, если подача электроэнергии истощается.

Это делает гибриды ступенькой к полноценным электромобилям, а также означает, что они чище, чем стандартные автомобили с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), но с большим запасом хода и спокойствием, чем стандартный электромобиль.

Проще говоря, они являются мостом между веком ископаемого топлива и новой эрой электрификации.

2

Купите один, если хотите сократить выбросы CO2, сэкономить топливо и, возможно, избежать налога на роскошные автомобили.

В этой статье мы расскажем об основных типах гибридных автомобилей, которые поступят в продажу в 2020 году, и объясним, какие типы гибридных автомобилей вы можете купить прямо сейчас.

В чем разница между гибридом (HEV), мягким гибридом и PHEV? Продолжайте читать, чтобы узнать.

Как работают гибриды?

Серийное производство автомобилей с гибридным приводом насчитывает уже два десятилетия: японские производители лидируют: Honda Insight и Toyota Prius были выпущены с разницей в несколько месяцев в конце 1990-х годов.

БОЛЬШЕ: Дизель против гибрида: какая бензиновая альтернатива лучше? Гибридные автомобили в их различных формах, о которых мы поговорим позже, сочетают мощность обычного двигателя внутреннего сгорания с электродвигателем для приведения автомобиля в движение, и в результате получается либо более эффективный, либо более мощный, либо и то, и другое.

На более низких скоростях большинство гибридов допускают кратковременное вождение полностью на электричестве, при этом двигатель начинает работать по мере увеличения скорости.

В зависимости от системы электродвигатель затем выключается и плавно включается, когда требуется дополнительная мощность, например, при обгоне.

БОЛЬШЕ: Подходят ли электромобили и гибриды для буксировки?

Самое хитрое в электронике управления питанием, которая жонглирует различными источниками питания. Большинство из них делают это довольно плавно, поэтому водитель просто рулит, останавливается и едет — редко есть другие кнопки, которые могут запутать вещи (кроме кнопки EV на некоторых полных гибридах, чтобы выбрать полный электрический привод для движения по городу).

В большинстве гибридов также используется автоматическая коробка передач, поэтому вам не нужно переключать передачи. Обычно вы найдете коробку передач с бесступенчатой ​​трансмиссией (CVT), предназначенную для максимальной экономии и обеспечения крутящего момента или тягового усилия, когда вам нужно быстро разогнаться.

Какие существуют типы гибридных автомобилей?

Традиционный гибрид (HEV) — это автомобиль, который может двигаться на собственной электрической, бензиновой или комбинированной энергии: бортовой электродвигатель способен приводить в движение колеса на полной мощности на короткое расстояние, хотя большую часть время автомобиль будет приводиться в движение смесью двигателя внутреннего сгорания и электрического движения.

Их иногда называют «параллельными гибридами».

Примеры полных или параллельных гибридов включают такие автомобили, как Toyota Prius и BMW 330e. Их батареи, как правило, имеют небольшую емкость и оптимизированы для смешанной работы при ежедневном вождении, а не для увеличения запаса хода на электротяге с нулевым уровнем выбросов.

Что такое мягкий гибридный автомобиль?

Мягкий гибридный автомобиль — это автомобиль, который не может двигаться только на электричестве; электрическая часть трансмиссии используется только в качестве вспомогательной, а иногда и как способ сократить выбросы.

Подробнее о том, что такое мягкий гибридный автомобиль, можно прочитать здесь.

Что такое подключаемый гибридный автомобиль (PHEV)?

Подключаемый гибрид часто также называют PHEV, что означает Plug-in Hybrid Electric Vehicle. Название иногда даже появляется сбоку от автомобиля — например, Mitsubishi Outlander PHEV.

В восхитительной манере Ronseal подключаемый гибрид делает именно то, что написано на банке: вы можете подключить его, чтобы зарядить батареи, когда вы дома или в долгом путешествии.

Это означает, что вы можете временно начинать каждую поездку с полностью заряженной батареей, что увеличивает ваши шансы на поездку в центр города в бесшумном режиме электромобиля с нулевым уровнем выбросов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Подключаемые гибриды предлагают ответ на проблему электрификации

Примеры PHEV включают Range Rover P400e и новый Mercedes-Benz A250e (ниже). Как правило, они имеют аккумуляторы большей емкости, чтобы обеспечить больший запас хода на электричестве (обычно около 30-50 километров, что достаточно для среднестатистической поездки на работу в Австралии).

Однако недавние исследования показали, что многие владельцы относятся к ним как к автомобилям с двигателем внутреннего сгорания, никогда не заряжая их.

Это действительно плохая идея, так как вы должны нести весь вес этих батарей, но без преимуществ в эффективности, которые они могут принести.

Результат? Заоблачные счета и экономия топлива хуже , чем у бензинового или дизельного автомобиля! Поэтому инвестируйте в PHEV только в том случае, если у вас есть средства для его регулярной зарядки.

Что такое автомобиль с увеличенным запасом хода или гибридный автомобиль REX?

Да, еще одна категория гибридов… REX расшифровывается как электромобиль Range-Extender, что означает, что двигатель внутреннего сгорания на борту используется только в качестве генератора для зарядки аккумулятора электромобиля, а не для привода колес.

 BMW i3 REx – хороший представитель этого жанра, однако в Австралии его больше нет.

Эти удлинители пробега также иногда называют серийными гибридами (названы так потому, что электродвигатель всегда приводит колеса в движение — двигатель внутреннего сгорания (ДВС) подключен непосредственно к электрической трансмиссии, а не к колесам на дороге.

Как зарядить гибридный автомобиль

Большинство гибридов заряжаются автоматически без вмешательства водителя.Рекуперативное торможение использует энергию, потраченную впустую во время торможения или движения накатом, для перезарядки аккумулятора, с множеством небольших микродозаправок во время обычного вождения.

Toyota даже начала называть свои модели «самозаряжающимися гибридами», чтобы донести это до покупателей.

Исключением из этого правила является PHEV, который можно подключить к электрической розетке для подзарядки аккумулятора: это можно сделать либо в пункте зарядки электромобилей для более быстрой зарядки, либо с помощью бытовой трехконтактной розетки, если у вас есть время. для медленной подзарядки.

ЧИТАЙТЕ СЛЕДУЮЩИЙ: Лучшие гибриды Австралии

типов гибридных электромобилей (HEV) — x-engineer.org

Гибридный электромобиль (HEV) — это транспортное средство, использующее два источника энергии для приведения в движение, один из которых представляет собой электрическую энергию . В большинстве дорожных транспортных средств с гибридной трансмиссией используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в сочетании с электрической машиной (ЭМ).

По сравнению с обычным транспортным средством, оснащенным ДВС, гибридный электромобиль способен выполнять следующие функции:

  • быстрая система остановки и запуска с ДВС
  • рекуперация энергии при торможении (рекуперативное торможение)
  • усиление/усиление крутящего момента
  • вождение на электротяге
  • движение накатом (дополнительно)

Подробную информацию о гибридных электромобилях, типах и принципах их работы см. в статье Что такое гибридный электромобиль (HEV)?

В этой статье мы сосредоточимся на различных типах (архитектурах) трансмиссии HEV, выделив принцип работы и преимущества/недостатки по сравнению с другими типами.

Параллельная гибридная трансмиссия с двумя сцеплениями

В параллельной гибридной трансмиссии и двигатель внутреннего сгорания, и электродвигатель могут передавать крутящий момент на ведущее колесо последовательно или одновременно. Для автомобиля с задним приводом (RWD) обычная архитектура гибридной трансмиссии использует электрическую машину между двумя сцеплениями.

Изображение: Параллельная гибридная трансмиссия с двумя сцеплениями

где:
ДВС – двигатель внутреннего сгорания
ЭМ – электродвигатель
ТНН – трансмиссия
ПЭ – силовая электроника

Первое сцепление, между двигателем и электродвигателем, позволяет двигателю быть отсоединенным от трансмиссии и ездить в чистом режиме EV.Кроме того, на этапах торможения, отключив двигатель, мы можем снять его тормозной эффект и повысить эффективность рекуперации кинетической энергии.

Второе сцепление позволяет отключить электродвигатель от трансмиссии и позволить автомобилю двигаться накатом во время торможения. С точки зрения реализации второе сцепление является частью трансмиссии, а не отдельным компонентом.

Состояния муфт во время каждого режима гибридной трансмиссии приведены в таблице ниже.

Режим сцепления, прежде чем ЕМ состояние сцепления после EM состояния
90 178 (1) остановки двигателя и начать Открыть открыто / закрыто
Energy рекуперация Открыть Закрытых
Крутящей помощь / повышение Закрытых Закрытых
Электрических вождения Open закрытого
выбег Открыть Открыть
Charge в Закрыто Открыто

(1) при условии, что запуск/остановка двигателя осуществляется с помощью дополнительного электрического стартера

Некоторые OEM-производители используют эту гибридную архитектуру трансмиссии для своих автомобилей.Одним из примеров является Nissan с двумя вариантами:

  • Переднеприводная гибридная система с передним приводом (FF HEV)
  • Переднеприводная заднеприводная гибридная система с передним приводом (FR HEV)

В системе FF HEV используется двигатель внутреннего сгорания вместе с электрическим автоматом и бесступенчатой ​​трансмиссией (CVT) на передней оси.

Изображение: Nissan X-Trail Hybrid
Авторы и права: Nissan

Гибридная система улучшает ходовые качества и расход топлива за счет использования двигателя для рекуперации мощности во время замедления и сохранения ее в аккумуляторе, а также поддержки двигателя за счет аккумулятора. для питания двигателя для вождения и ускорения электромобиля на низкой скорости.Кроме того, потребление топлива увеличивается за счет использования аккумулятора для питания электронных компонентов автомобиля, когда автомобиль припаркован. Поскольку при необходимости двигатель можно отделить от трансмиссии, источник энергии как для двигателя, так и для электродвигателя можно использовать оптимально, а это означает отсутствие потерь от трения двигателя при рекуперации с двигателем, отделенным от трансмиссии, или во время вождения электромобиля. .

Система использует интеллектуальную систему управления двойным сцеплением, объединяющую один двигатель и два сцепления для реализации гибридной системы с передним приводом, легкой и компактной.Муфта 1 устанавливается между двигателем и двигателем, а муфта 2 устанавливается между двигателем и вариатором. Использование двигателя или мотора можно различать в зависимости от обстоятельств, выбирая «включено» или «выключено» для сцепления 1, что обеспечивает эффективное вождение.

Изображение: Nissan FF Hybrid Powertrain
Авторы и права: Nissan

Сцепление и двигатель гибридной системы спроектированы так, чтобы поместиться в место для гидротрансформатора, используемого в автомобилях с бесступенчатой ​​трансмиссией. Соответственно, никакого конкретного шасси не требуется, и его можно использовать в самых разных моделях.Его также можно легко применить к полноприводным автомобилям и подключаемым гибридам. В качестве аккумулятора системы используется литий-ионный аккумулятор повышенной емкости, разработанный для гибридов и обладающий отличными показателями разрядки и зарядки.

В системе FR HEV одномоторная гибридная система с двумя сцеплениями может при необходимости отделить двигатель от трансмиссии. Он может использовать двигатель и двигатель в качестве источников энергии, от работы только на двигателе до использования двигателя и двигателя для полного ускорения, обеспечивая более эффективный привод в зависимости от ситуации.Во время регенерации и вождения в электрическом режиме двигатель полностью отключается от трансмиссии, что приводит к нулевым потерям на трение в двигателе.

Изображение: Nissan FR Hybrid Powertrain
Авторы и права: Nissan

Компания Nissan заменила преобразователь крутящего момента существующей 7-ступенчатой ​​автоматической коробки передач двигателем и двумя сцеплениями в компактной конфигурации. Использование одномоторной системы для привода колес и рекуперации электроэнергии позволяет сократить количество деталей и уменьшить вес.

Два сцепления механически передают энергию двигателю и мотору. Будучи эффективным и с небольшими потерями энергии по сравнению с обычным гидротрансформатором, система также имеет интуитивно понятное и быстрое ускорение. Благодаря интегрированному управлению этой системой и трансмиссией с использованием высокоуровневой технологии управления достигается привод, реагирующий на различные условия вождения.

Литий-ионный аккумулятор гибридного автомобиля может быстро разряжаться. Таким образом, доля работы двигателя увеличивается, и можно часто рекуперировать энергию торможения.Возможность эффективно использовать электроэнергию означает, что расход бензина снижается, что, соответственно, способствует увеличению пробега.

Параллельная гибридная трансмиссия с коробкой передач с двойным сцеплением

В некоторых транспортных средствах, особенно с передним расположением двигателя и передним приводом, упаковка компонентов имеет решающее значение из-за нехватки места. Установка сцепления между двигателем и электромашиной, вероятно, невозможна, так как потребует дополнительного места, которого нет.

В этом случае желательно использовать существующую силовую установку и сделать ее гибридной. Одним из решений является использование трансмиссии с двойным сцеплением (DCT) и встраивание электрической машины на один из входных валов после сцепления.

Изображение: параллельный гибрид с трансмиссией DCT

В этой архитектуре электрическая машина интегрирована в подблок трансмиссии на четных или нечетных передачах. Благодаря двум входным валам и выходным валам для нечетных и четных передач входной крутящий момент двигателя внутреннего сгорания может передаваться на выход механическим путем, отличным от пути крутящего момента электрической машины.Крутящие моменты суммируются на зубчатом венце, соединенном с дифференциалом.

Компания Getrag преобразовала одну из своих 7-ступенчатых коробок передач с двойным сцеплением 7DCT300 в гибридную трансмиссию, интегрировав электрическую машину на вал четных передач. Передне-поперечная трансмиссия 7DCT300 имеет семь передач переднего хода и одну передачу заднего хода. Четные (2, 4, 6, R) и нечетные передачи (1, 3, 5, 7) разделены на две подтрансмиссии. Двигатель и две неполные трансмиссии связаны посредством мокрого двойного (двойного) сцепления.

Результат — 7HDT300 — гибкая гибридная трансмиссия, которую можно интегрировать в мягкие, полные и подключаемые гибридные электромобили. Полногибридный вариант трансмиссии включает в себя электрическую машину мощностью 40 кВт, которая позволяет EV двигаться со скоростью до 50-60 км/ч (в зависимости от применения).

Изображение: Getrag Hybrid Dual-Clutch Transmission 7hdt300
Кредит: GETRAG

Изображение: getrag Hybrid Dual-Clutch 7HDT300 Электроэлектрика двигателя, открыв оба сцепления и полностью управляя электромобилем.Отключение электрической машины от остальной части трансмиссии также возможно путем отключения зубчатых синхронизаторов в трансмиссии.

Состояния сцеплений во время каждого режима гибридной трансмиссии DCT приведены в таблице ниже.

Режим Сцепление нечетных передач состояние сцепления даже шестерни состояние
90 178 (1) остановки двигателя и начать Открыть Открыть
рекуперации энергии Открыть Открыть
Крутящий помощь / подталкивание Закрытый / Открытый Open / Closed
Электрический вождения Open Открыть
выбегом Открыть Открыть
Зарядка в состоянии покоя Открыто Закрыто

(1) при условии, что запуск/остановка двигателя осуществляется с помощью дополнительного электростартера в корпусе трансмиссии, что обеспечивает высокую гибкость для транспортных средств Icle интеграции и приложений.Эта гибридная архитектура может обеспечить разную мощность электрической машины (15–110 кВт), работающую при разном уровне напряжения (48–360 В). По этой причине его можно легко интегрировать в различные типы гибридных автомобилей, от мягких гибридов до полных и подключаемых гибридов.

Параллельный гибридный силовой агрегат с разделенными осями

Другой тип параллельного гибридного электромобиля — это гибрид с разделенными осями. В этой архитектуре одна ось (обычно передняя) приводится в движение двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, а вторая ось приводится в движение электродвигателем и коробкой передач с фиксированным передаточным числом.

Изображение: Параллельная гибридная трансмиссия с разделенными осями

Для этого решения требуется автоматическая коробка передач на передней оси, что сделает возможным отключение двигателя во время движения электромобиля. Преимущество такого решения в том, что автомобиль имеет полный привод до тех пор, пока аккумулятор не разрядится.

По сравнению с предыдущими параллельными гибридными решениями гибрид с разделенными осями не может заряжать аккумулятор, когда автомобиль стоит. Чтобы решить эту проблему, а также обеспечить непрерывный полный привод, двигатель оснащен интегрированной электрической машиной с вторичным ремнем.Дополнительная электрическая машина, постоянно подключенная к двигателю (архитектура P0), позволяет вырабатывать электроэнергию в состоянии покоя и во время движения.

Примером параллельного гибрида с разделенными осями является гибрид Peugeot 3008. Эта гибридная силовая установка была разработана группой PSA в сотрудничестве с Bosch.

Изображение: гибридный силовой агрегат Peugeot 3008
Предоставлено: Peugeot

Передняя ось приводится в движение 2,0-литровым дизельным двигателем в сочетании с 6-ступенчатой ​​автоматизированной механической коробкой передач.На заднем мосту установлена ​​электрическая машина с постоянными магнитами мощностью 20/27 кВт (постоянная/пиковая), соединенная с односкоростной коробкой передач. Вспомогательная электрическая машина мощностью 8 кВт соединена ремнем с двигателем, обеспечивает функцию двигателя «стоп-старт», а также может вырабатывать электроэнергию, необходимую для работы электродвигателя при любых обстоятельствах, если это необходимо (режим полного привода).

Изображение: гибридная трансмиссия с разделенными осями
Кредит: Bosch

Серийная гибридная трансмиссия

В серийной гибридной трансмиссии двигатель внутреннего сгорания не передает крутящий момент непосредственно на ведущие колеса.Вместо этого двигатель приводит в действие электрический генератор, который обеспечивает электроэнергией тяговый электродвигатель. Серийный гибрид использует две электрические машины:

  • электрический генератор (подключенный к двигателю)
  • электрический двигатель (подключенный к колесам через одноступенчатую коробку передач и дифференциал)

Существуют и другие заметные различия между параллельный гибрид и последовательный гибрид. Поскольку прямой механической связи между двигателем и ведущими колесами нет, трансмиссия не нужна.Это преимущество с точки зрения упаковки, поскольку требуется меньше места для установки двигателя и генератора.

Изображение: Серийный гибридный силовой агрегат

Также отсутствует сцепление между электродвигателем и ведущими колесами. Это преимущество с точки зрения компоновки, но оно не позволяет автомобилю двигаться по инерции, поскольку электродвигатель всегда будет подключен к ведущим колесам.

С точки зрения функций трансмиссии серийный гибрид способен только:

  • Остановка и запуск двигателя
  • Рекуперация энергии
  • Электропривод
  • Зарядка в состоянии покоя двигатель внутреннего сгорания.Поскольку скорость автомобиля не зависит от частоты вращения двигателя, можно настроить рабочую точку двигателя (частоту вращения и крутящий момент) для достижения максимальной эффективности использования топлива. Это является преимуществом при низкой скорости транспортного средства, но недостатком при более высокой скорости транспортного средства.

    Еще одним недостатком серийного гибрида является двойное преобразование энергии. Если батарея разряжена, энергия, необходимая рулю, поступает от двигателя внутреннего сгорания, после чего она преобразуется в электрическую энергию. Это еще больше снижает общую эффективность трансмиссии, когда двигатель обеспечивает основной источник энергии.

    Поскольку серийный гибрид не является гибким с точки зрения выходной мощности для широкого диапазона скоростей транспортных средств, он не подходит в качестве архитектуры гибридной трансмиссии для дорожных транспортных средств. Тем не менее, за счет установки двигателя меньшего размера с меньшей номинальной мощностью, чем у тягового электродвигателя, серийный гибрид становится электромобилем с увеличенным запасом хода (REEV).

    Последовательно-параллельный гибридный автомобиль

    Последовательный гибрид становится последовательно-параллельным путем добавления механического соединения (муфты) между двумя электрическими машинами.Преимущество этой архитектуры заключается в том, что на низких скоростях с разомкнутым сцеплением трансмиссия ведет себя как последовательный гибрид, запуская двигатель в наиболее эффективной рабочей точке. На высокой скорости автомобиля сцепление замкнуто, и двигатель может передавать крутящий момент на ведущее колесо, таким образом, трансмиссия становится параллельным гибридом.

    Изображение: Последовательно-параллельный гибридный силовой агрегат

    По сравнению с последовательным гибридом, последовательно-параллельный гибрид имеет преимущество меньшей номинальной мощности генератора, поскольку избыточная мощность двигателя может передаваться непосредственно на ведущие колеса.Недостаток в том, что, добавляя механическое соединение (муфту), мы теряем гибкость в плане упаковки.

    С точки зрения функций трансмиссии, последовательно-параллельный гибрид способен:

    • Остановка и запуск двигателя
    • Рекуперация энергии
    • Усиление/усиление крутящего момента
    • Электропривод
    • Зарядка в состоянии покоя2 Сравнить с параллельной
    • 9003 гибрид, последовательно-параллельный гибрид использует две электрические машины и выполняет те же задачи.По этим причинам последовательно-параллельная архитектура трансмиссии с муфтовым соединением между двумя электрическими машинами не получила широкого распространения у производителей автомобилей.

      Гибридная трансмиссия с разделением мощности

      Гибридный автомобиль с архитектурой разделения мощности сочетает в себе характеристики параллельного гибрида с характеристиками последовательного гибрида. Гибридная трансмиссия с разделением мощности механически связывает двигатель внутреннего сгорания и две электрические машины с помощью устройства разделения мощности (PSD) .Устройство разделения мощности обычно представляет собой одиночный планетарный ряд (PSG) или несколько PSG.

      Изображение: Гибридный силовой агрегат с разделением мощности

      Двигатель внутреннего сгорания имеет самую высокую номинальную мощность по сравнению с электрическими машинами. Часть мощности двигателя преобразуется одной электрической машиной в электрическую энергию, причем избыточная мощность передается на ведущее колесо параллельно с мощностью второй электрической машины.

      За исключением движения накатом, гибридная трансмиссия с разделением мощности выполняет все функции полного гибрида:

      • Система остановки и запуска двигателя
      • Рекуперация энергии
      • Усиление/ускорение крутящего момента
      • Электропривод
      • Зарядка в состоянии покоя

        26 двигатель всегда связан с ведущими колесами через планетарный ряд, его скорость может регулироваться только в определенных пределах, зависящих от передаточных чисел ПСГ и скорости двух электрических машин.Комбинация двигателя внутреннего сгорания, двух электрических машин и PSG дает общее поведение бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT). По этой причине гибридные электромобили с разделением мощности рекламируются как имеющие электрическую бесступенчатую трансмиссию (ECVT) .

        Система Hybrid Synergy Drive от Toyota является примером гибридной трансмиссии с разделением мощности.

        Изображение: Toyota Prius hybrid
        Предоставлено: Toyota

        Передняя ось приводится в движение гибридной силовой установкой с разделением мощности .

        При низких и средних скоростях автомобиля гибрид с разделением мощности может вести себя как гибрид серии s, где двигатель приводит в действие одну электрическую машину (генератор), которая, в свою очередь, вырабатывает электричество и питает вторую электрическую машину (двигатель). При высокой скорости автомобиля, когда требуется высокая мощность, часть мощности двигателя передается непосредственно на ведущие колеса через планетарную передачу, в этом случае гибрид с разделением мощности является параллельным гибридом.

        Изображение: гибридная трансмиссия Toyota (1)
        Фото: Toyota

        Изображение: гибридная трансмиссия Toyota (2) механическая связь между двигателем внутреннего сгорания и электрическими машинами.Из-за этого их рабочие точки (крутящий момент и скорость) всегда взаимозависимы и не могут полностью отделить двигатель от электродвигателя. Гибрид с разделением мощности может существенно снизить расход топлива при низкой-средней скорости автомобиля, но с минимальной выгодой при высокой скорости автомобиля.

        В таблице ниже приведены функции различных типов/архитектур гибридных электромобилей с указанием их преимуществ и недостатков.

        Parallel HEV
        с двумя сцеплениями
        Parallel HEV
        с ДКП
        мост расщепленной HEV Серия HEV Последовательно-параллельный HEV Power-сплит HEV
        Двигатель Stop & Start Да Да Да Да Да Да
        рекуперация энергии Да Да Да Да Да Да
        Крутящий помощь / повышение Да Да Да Нет Да Да
        Электрический вождения Да Да Да Да Да Да
        выбегом Да Да Нет Нет Нет Нет
        Charge за обмеления Да Да (1 ) Да Да Да Да
        Номинальная мощность мощность машины – одинаковая номинальная мощность двигателя и электрической машины – одинаковая номинальная мощность двигателя и одной электрической машины
        – более низкая номинальная мощность второй электрической машины
        – одинаковая номинальная мощность двигателя и одной электрической машины
        – меньшая мощность мощность второй электрической машины
        Преимущества – гибкая конфигурация силового агрегата
        – легко интегрируется с существующим обычным силовым агрегатом
        – для полной гибридной производительности требуется только одна электрическая машина
        – требуется минимальное дополнительное пространство для установки электрической машины
        – требуется только одна электрическая машина для полная гибридная производительность
        (1) постоянный полный привод – гибкость установки благодаря отсутствию механической связи между электрическими машинами
        – двигатель может работать в наиболее эффективной области независимо от скорости автомобиля
        – нет требуются многоступенчатые трансмиссии
        – двигатель может передавать крутящий момент непосредственно на ведущие колеса
        – не требует многоступенчатых трансмиссий
        – может переключаться между последовательным и параллельным гибридом
        – компактная установка за счет использования планетарного ряда
        – энергия эффективен при низкой-средней скорости автомобиля
        Недостатки – требуется, чтобы полностью автоматическая коробка передач была также встроена
        – требуется дополнительное место для установки на задней оси
        – требуются две электрические машины одинаковой мощности
        – динамические характеристики автомобиля полностью зависят от крутящего момента и мощности электрической машины электромеханический)
        — требуются две электрические машины
        — двигатель и электрические машины связаны механически, что требует дополнительного места для установки
        — требуются две электрические машины
        — нет экономии топлива при высоких оборотах двигателя

        (1 ) требуется дополнительный ремень со встроенным стартер-генератором на стороне двигателя

        Каталожные номера

        [1] Bosch Automotive Handbook, 9-е издание, Wiley, 2014.
        [2] Ули Кристиан Блессинг и др., Масштабируемая гибридная трансмиссия с двойным сцеплением, AutoTech Review, сентябрь 2015 г., том 4, выпуск 9.
        [3] Ули Кристиан Блессинг, 7HDT300 — Сколько электроэнергии требуется двигателю внутреннего сгорания? , Международный VDI-Конгресс 2013, Фридрихсхафен.

        Гибридная трансмиссия с муфтой отключения двигателя

        Образец цитирования: Левин М., Козарекар С., Чоттинер Дж., Маучер Э.и др., «Гибридная трансмиссия с муфтой отключения двигателя», Технический документ SAE 2002-01-0930, 2002 г., https://doi.org/10.4271/2002-01-0930.
        Скачать ссылку

        Автор(ы): Майкл Б. Левин, Шайлеш С. Козарекар, Джеффри Э. Чоттинер, Эдмунд Маучер, Алиихсан Карамаврук, Роберт Шенкленд

        Филиал: Форд Мотор Ко., LuK Inc., Adapco, Ltd.

        Страницы: 12

        Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE 2002

        ISSN: 0148-7191

        Электронный ISSN: 2688-3627

        Также в: Симпозиум по системам трансмиссии и трансмиссии 2002-SP-1655, SAE 2002 Transactions Journal of Engines-V111-3

        Электрический против.Гибрид против газа: узнайте разницу

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

        Как работают полностью электрические автомобили?

        Полностью электрические транспортные средства (ЭМ) оснащены высоковольтной аккумуляторной батареей вместо бензобака и электродвигателем (1 или более), а не двигателем внутреннего сгорания, U.S. Агентство по охране окружающей среды (EPA) объясняет. В 2020 году на дорогах США было около 1,8 миллиона электромобилей (Международное энергетическое агентство).

        Как работают гибридные автомобили?

        Существует два основных типа гибридных автомобилей: обычный гибрид и подключаемый гибрид. Эти типы гибридных транспортных средств используют газ (обычно) и электричество. Они оснащены высоковольтной батареей, электродвигателем, бензобаком и двигателем внутреннего сгорания.По состоянию на 2019 год в США было продано почти 5,4 миллиона гибридных автомобилей (USA Facts).

        Как работают стандартные газовые автомобили?

        Стандартные газовые автомобили обычно используют двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Некоторые из них могут работать исключительно на дизельном топливе или природном газе, а не на бензине. По данным New York Times, подавляющее большинство из примерно 250 миллионов легковых автомобилей в США работают на топливе.

        В чем разница между электромобилями и гибридными автомобилями?

        Основное различие между полностью электрическими и гибридными автомобилями заключается в том, как они питаются.Полностью электрические транспортные средства используют только электричество, в то время как гибридные автомобили часто используют комбинацию электричества и топлива. Однако это не единственная разница. Электромобили не производят выбросы выхлопных газов (существуют некоторые исключения), в то время как гибридные автомобили производят выбросы выхлопных газов при сгорании их топлива.

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

        Плюсы и минусы электромобилей, гибридов и гибридов PHEV

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

        Плюсы и минусы электромобилей

        Плюсы:

        • Плавный, тихий разгон
        • Электричество стоит меньше за милю, чем бензин
        • Нет необходимости заправлять бензобак (существуют некоторые исключения)

        Минусы:

        • Ограниченный радиус действия
        • Дороже, чем сопоставимые гибридные или газовые автомобили
        • Постоянные поиски зарядных станций
        • Может потребоваться установка домашней зарядной станции

        Плюсы и минусы гибридных автомобилей

        Плюсы:

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

        Минусы:

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

        Плюсы и минусы PHEV

        Плюсы:

        • Может работать как электромобиль во время ежедневных поездок на работу
        • Газовый двигатель облегчает поездки по дорогам
        • Может продолжать работать после отключения электроэнергии

        Минусы:

        • Дороже обычного гибрида
        • Не всегда можно избежать использования газа
        • Может также потребоваться зарядка от сети

        Газ против.Электрические и гибридные автомобили

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

        • Электромобили и гибриды расходуют меньше бензина, чем стандартные автомобили, работающие на газе
        • Электромобили и гибриды производят меньше вредных выбросов, чем автомобили, работающие на газу
        • Электромобили и гибриды, как правило, сохраняют свою стоимость лучше, чем автомобили, работающие на газу
        • Газовые автомобили в настоящее время стоят меньше, чем аналогичные электромобили и гибриды
        • Газовые и гибридные автомобили могут иметь более низкие затраты на техническое обслуживание, чем электромобили

        Комплексное обслуживание автомобилей Firestone делает все возможное, чтобы обеспечить наилучшее обслуживание вашего автомобиля — гибридного, электромобиля или другого.Запишитесь на техническое обслуживание онлайн и посмотрите, как наши опытные специалисты выполнят работу правильно — с первого раза!

        Описание системы мягкого гибрида 48 В

        Автомобильный мир движется к электрификации, но пройдет еще много лет, прежде чем полноценные электромобили станут преобладающими. Тем временем автопроизводители разрабатывают более совершенные гибридные и подключаемые гибридные автомобили. Один тип гибрида, который стал более распространенным в последние годы, — это 48-вольтовая система мягкого гибрида.Его использование повысило производительность и эффективность автомобилей многих автопроизводителей и стало популярным способом извлечения большей мощности из автомобиля без негативного влияния на экономию топлива.

        Что такое 48-вольтовая система мягкого гибрида?

        Мягкие гибриды, также называемые 48-вольтовыми системами мягкого гибрида, представляют собой наименее электрифицированную версию гибридных силовых агрегатов. Конструкции варьируются от модели к модели, но основная концепция и конструкция одинаковы. Небольшой электродвигатель, который можно назвать интегрированным стартер-генератором (ISG), подключен к двигателю и работает в тандеме с блоком внутреннего сгорания, чтобы обеспечить дополнительную мощность для ускорения.Автопроизводители используют 48-вольтовые системы для повышения производительности, но они также обладают неотъемлемым преимуществом в экономии топлива, поскольку они распределяют нагрузку двигателя в контролируемых сценариях, помогая ему экономить топливо. Некоторые компании, такие как Volvo, используют мягкие гибридные конфигурации с немного другими компонентами. Например, Volvo ISG рассчитан на 42 вольта.

        Эти системы не функционируют как традиционные гибриды или подключаемые гибриды, поскольку одни электродвигатели не способны самостоятельно приводить автомобиль в движение.Вместо этого 48-вольтовая система и ISG действуют как вспомогательные средства для двигателя внутреннего сгорания на низких скоростях, включая ускорение и запуск автомобиля. В таких автомобилях, как новый Mercedes-Benz C-Class, электродвигатель зажат между двигателем и трансмиссией и обеспечивает дополнительные 15 кВт для трансмиссии, что составляет около 20 лошадиных сил.

        Подобно гибридным и подключаемым гибридным системам, мягкие гибридные системы способны пополнять свои запасы энергии за счет рекуперативного торможения и других методов.В большинстве случаев рекуперация энергии происходит, когда автомобиль движется накатом или тормозит.

        Преимущества

        Топливная эффективность

        Очевидным преимуществом мягких гибридных систем является увеличение экономии топлива за счет электродвигателя. Это работает несколькими способами, один из которых известен как смещение точки нагрузки, когда компьютеры автомобиля распознают нагрузку или нагрузку на двигатель и перекладывают часть этой нагрузки на электродвигатель, экономя топливо. Этот эффект более заметен при вождении в городе, где движение с частыми остановками может создавать постоянную нагрузку на двигатель.Автопроизводители, такие как Ram, могут использовать технологию мягкого гибрида для повышения экономии топлива в больших пикапах без ущерба для возможностей.

        Улучшение функциональности Stop-Go

        Многие новые автомобили предлагают технологию остановки двигателя для экономии топлива. Когда автомобиль останавливается, например, на красный свет или знак остановки, двигатель выключается для экономии топлива и перезапускается, когда водитель отпускает педаль тормоза или нажимает на педаль акселератора. Когда это происходит, электрические функции автомобиля, такие как климат-контроль, могут ослабнуть или переключиться на менее функциональные настройки, пока двигатель не перезапустится.Мягкие гибридные системы в это время обеспечивают более бесперебойную работу, поскольку электродвигатель и аккумулятор питают системы автомобиля, когда бензиновый двигатель выключен. Перезапуск также практически незаметен, благодаря плавности работы ISG вместо традиционного стартера.

        42-вольтовый встроенный стартер-генератор Volvo 2001 года выпуска.

        Вольво

        Доступность по цене

        Дополнительная цена системы мягкого гибрида варьируется от автомобиля к автомобилю, но в большинстве случаев они дешевле, чем полные гибриды или подключаемые гибриды.Это может иметь большое значение для покупателей, которые ищут более экономичный автомобиль, поскольку стоимость входа ниже.

        Снижение веса

        Многие гибридные автомобили теряют ценное пассажирское или грузовое пространство для размещения аккумуляторных батарей и сопутствующих компонентов, но мягкие гибриды не страдают так сильно. Мягкие гибридные системы меньше и легче, чем гибриды или подключаемые гибриды, что дает им преимущество в компоновке и производительности автомобиля. Даже с учетом того, что автопроизводители выясняют, как внедрить аккумуляторы таким образом, чтобы улучшить управляемость и распределение веса, меньший вес почти всегда лучше с точки зрения производительности, топливной экономичности и управляемости.

        Кто производит мягкие гибриды?

        За последние годы значительно выросло количество новых автомобилей с 48-вольтовой системой мягкого гибрида. Хотя эти системы наиболее популярны в Соединенных Штатах, они доступны по всему миру и охватывают несколько популярных марок и моделей.

          Что ждет мягкие гибриды?

          Невозможно сказать, что будет дальше в мире мягких гибридов, но такие автопроизводители, как Mercedes-Benz и Mercedes-AMG, используют их для значительного повышения производительности всех транспортных средств, от четырехцилиндровых пригородных автомобилей до твин-турбо V8. ракетные корабли.По мере развития технологий растет и производительность электродвигателей, до такой степени, что теперь компания заявляет, что может создавать до 201 лошадиных сил и 236 фунт-фут крутящего момента, используя мягкую гибридную систему. До тех пор, пока электромобили не станут более доступными и популярными, мягкие гибриды предлагают отличный способ одновременно повысить производительность и снизить расход топлива.

          Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

          2021 Toyota Corolla Hybrid технические характеристики

          2021 Toyota Corolla Hybrid характеристики

          Для некоторых барьер входа на рынок гибридных автомобилей был просто слишком высоким. Вы либо должны были чем-то пожертвовать и получить автомобиль, который может не обладать теми характеристиками или стилем, которые вы хотели, либо вам пришлось вложить реальные деньги. Мало того, что Toyota изменила это с такими моделями, как Prius, но теперь даже такие модели, как Corolla, получают прекрасные гибридные варианты.Узнайте больше о характеристиках Toyota Corolla Hybrid 2021 года прямо здесь.

          Имеют ли гибридные модели традиционные характеристики двигателя?

          Получение спецификаций гибридной трансмиссии может показаться немного странным. Это потому, что у вас более одного двигателя или двигателя, обычно два, и поскольку один электрический, а другой газовый, они по-разному обеспечивают свою мощность. Другими словами, это не всегда простая математика, особенно когда речь идет о крутящем моменте.

          На самом деле это хорошо, потому что, сочетая традиционный бензиновый двигатель с электрическим двигателем, они оба могут компенсировать недостатки друг друга.Электродвигатель действительно работает в городе, поскольку он обеспечивает весь свой крутящий момент сразу после полной остановки, а бензиновый двигатель может поддерживать питание электродвигателя, а также помогает на скоростях шоссе.


          Что такое Toyota Corolla Apex Edition 2021 года?


          Какая номинальная мощность у Corolla Hybrid 2021 года?

          Хотя Corolla Hybrid оснащена 1,8-литровым бензиновым двигателем того же размера, что и стартовая Corolla, на самом деле она была изменена в угоду эффективности.Чистая мощность гибридной системы с включенным электродвигателем установлена ​​​​на уровне 121 лошадиной силы, что меньше, чем 139 лошадиных сил бензиновой трансмиссии.

          Однако, благодаря высокому крутящему моменту электродвигателя и 105 фунт-футам крутящего момента газового двигателя, Corolla Hybrid действительно заведется с места. Один только электродвигатель имеет мощность 53 кВт или 71 лошадиную силу и имеет системное напряжение 600 В.

          Подробнее: Варианты окраски Corolla 2021

          Каков рейтинг топливной экономичности Corolla Hybrid 2021 года?

          Что гибридная трансмиссия дает вам в Corolla 2021 года с точки зрения эффективности? Эти цифры сумасшедшие.В городе вы получаете 53 мили на галлон, а на шоссе — 52 мили на галлон, что приводит к впечатляющему запасу хода. Для сравнения, обычная Corolla расходует 31 милю на галлон по городу и 40 миль на галлон по трассе.

          Еще от Toyota Lancaster

          типов гибридных автомобилей | Физика 139 ек

          Теперь, когда у нас есть понимание технологии, скрытой за миром гибридных автомобилей, давайте посмотрим на различные типы.Реальность такова, что не все гибриды одинаковы! Гибридные автомобили классифицируются в зависимости от степени их гибридизации и трансмиссии, которую они используют. Есть много видов гибридов, основные из них; обычный гибрид, мягкий гибрид, полный гибрид и подключаемый гибрид.

          Обычный гибрид:

          Обычные гибриды — это самый простой вид гибридных транспортных средств. Они используют только две формы гибридной технологии; возможность отключения на холостом ходу и, в зависимости от автомобиля, система, которая жертвует экономией топлива ради ускорения.Как я упоминал в предыдущем посте, возможность отключения на холостом ходу — это способность автомобиля выключать главный двигатель в моменты, когда он не нужен, например, при интенсивном движении, низкой скорости или светофоре. Второй, жертвуя экономией топлива ради ускорения, позволяет автомобилю ехать быстрее, но создает недостаток, поскольку потребляет больше бензина, чем другие гибриды. Кроме того, этот тип гибрида не позволяет подключать аккумулятор к источнику электроэнергии. Вместо этого он заряжает аккумулятор за счет рекуперативного торможения и газового двигателя.

          http://newenglandautotalk.com/the-difference-between-electric-and-hybrid-vehicles/

          Мягкий гибрид:

          Мягкие гибриды — это шаг вперед по сравнению с обычными гибридами, хотя они тоже не обладают всеми возможностями. Мягкие гибриды имеют возможность отключения на холостом ходу (как и обычный гибрид), рекуперативное торможение, а также электродвигатель. Разница в том, что мягкие гибриды больше ориентированы на экономию топлива, чем обычные гибриды, исключая жертву газа для ускорения.Недостатком является то, что этот тип гибрида может похвастаться меньшим двигателем / двигателем, а также более слабой батареей, что делает автомобиль менее мощным. Некоторые автопроизводители предлагают возможность включения прямого впрыска и турбонаддува, что позволяет им поддерживать тот же уровень производительности; но, конечно, это происходит за дополнительную плату. Несмотря на это, это хорошая альтернатива, потому что вы получаете основные преимущества гибридного автомобиля при меньшей стоимости и весе.

          http://www.altenergymag.com/emagazine.php?issue_number=05.06.01&article=naftc

          (выше приведена диаграмма, сравнивающая мягкий гибрид с полным гибридом, который мы рассмотрим далее. Обратите внимание, что мягкий гибрид имеет гораздо меньший аккумулятор и поставляется с генератором, а не с электродвигателем.)

          Полный гибрид и подключаемый гибрид:

          Полный гибрид обладает тремя основными характеристиками мягкого гибрида, но включает в себя электродвигатель, позволяющий автомобилю экономить еще больше бензина, поскольку электродвигатель может использоваться для питания автомобиля. Расположение его электродвигателя, двигателя и аккумуляторной системы позволяет транспортному средству двигаться с использованием электричества на низких скоростях / в крейсерском режиме.Если требуется больше мощности, двигатель включается и позволяет автомобилю работать с удвоенной мощностью. Аксессуары транспортных средств, такие как кондиционер, окна и радио, питаются от аккумулятора. Эта система позволяет увеличить расход топлива при определенных обстоятельствах. (На приведенном выше рисунке показано, чем полная гибридная система отличается от мягкой гибридной системы.) Подключаемые гибриды почти идентичны полным гибридам, но поставляются с батареями, которые можно перезаряжать от сетевой розетки, и автомобиль может проехать больше. чем 20 миль только на электричестве.Довольно инновационно, да?

          http://climatetechwiki.org/technology/phev

          (выше изображение заряжаемого подключаемого гибрида)

          Все гибридные автомобили оснащены инновационными силовыми агрегатами с двойным источником питания, которые постепенно улучшат показатели производительности и эффективности. Передовая гибридная технология обещает занять видное место в будущем, поскольку она удовлетворит потребителей, которые требуют большей экономии топлива, а также тех, кто хочет производительности. Будущее автомобиля кажется многообещающим, поскольку это всего лишь основа гибридной автомобильной технологии.

          Добавить комментарий

          Ваш адрес email не будет опубликован.