дорога в будущее или взгляд назад / Цифровой автомобиль
⇡#Определение гибрида
Найти человека, который никогда не слышал о гибридных автомобилях, довольно непросто. Несмотря на относительно малое распространение, этот тип транспортных средств нередко является предметом обсуждений и споров. Отчего к гибридам столь пристальное внимание? На протяжении всего XX века сжигаемые виды топлива были настоящим двигателем прогресса, невозможно представить современное человечество без ДВС. И вдруг оказывается, что гибриды более эффективны, современны, экологичны. Не слишком ли резкий поворот? Но далеко не все столь однозначно и неоспоримо. Как и любое нововведение, гибридные автомобили заслуживают самого пристального изучения. Попытаемся выяснить, займут ли гибриды достойное место в нашей жизни. Как этого требует любая серьезная дисциплина, начнем изучение с истории.
⇡#Гибридное прошлое
Сегодня автомобили с гибридным приводом воспринимаются нами как нечто крайне современное и жутко технологичное.
Высокие технологии, не иначе. По-другому и быть не может — весь прошлый век повсеместно властвовали двигатели внутреннего сгорания, да и сегодня без них не обойтись. Однако на заре автомобилестроения, в начале XX века, перспективы ДВС были не столь однозначны: экипажи на электрической тяге вполне могли составить им конкуренцию. Как современным электрокарам, для дальних поездок таким повозкам не хватало заряда энергетических накопителей. Гений научной мысли того времени решил интегрировать два вида тяги в одном транспортном средстве: бензиновую и электрическую. Определить первого создателя гибридного автомобиля сегодня довольно проблематично. Попробуем опереться на официальные документы.
Первый патент на автомобиль с гибридной силовой установкой был зарегистрирован в США 2 марта 1909 года. Бельгиец немецкого происхождения Генри Пипер был оружейником, однако увлекался точными науками и немало времени уделял техническим изобретениям. Однажды Генри Пипер пришел к идее совмещения двух двигателей в одном автомобиле.
Первые опыты были проделаны еще в XIX веке, а работающий прототип продемонстрирован публике в 1900 году. Алгоритм работы сложного транспортного средства следующий: двигатель внутреннего сгорания был подключен к динамо-машине (генератору), которая имела связь с аккумуляторными батареями. Динамо-машина могла работать в обе стороны: заряжать аккумуляторы от ДВС и добавлять тягу во время тяжелого подъема. Сам Генри Пипер называл свое изобретение «Mixed Drive for Autovehicles» – «Автомобиль со смешанным приводом». Заявка на патент была подана 23 ноября 1905 года, однако официальное подтверждение было получено лишь в 1909 году.
Юридически изобретение гибридного автомобиля принадлежит Генри Пиперу. Де-факто создателем первого транспортного средства с бензино-электрической тягой может быть другой изобретатель, легендарный Фердинанд Порше. В 1898 году 23-летний гений инженерной мысли создал свой дебютный автомобиль – Lohner Electric Chaise. Это была первая в мире машине с передним приводом, к тому же работающая только на электричестве.
Конструкция поражает и сегодня: встроенные в колеса четыре электромотора имели мощность от 2,5 до 3,5 лошадиных сил, а в пике могли выдавать до 7. Никакого сцепления, никакой трансмиссии, никаких потерь мощности и крутящего момента. О создании подобных машин современные производители могут только мечтать. Фердинанд Порше отвечал за инженерную часть работы, кузовом занималось ателье Якоба Лонера.
После показа Lohner Electric Chaise в 1901 году в Париже Якоб Лонер получил первый в мире заказ на электромобиль. Но покупатель хотел внести свои коррективы в автомобиль: он должен иметь двигатель внутреннего сгорания, позволяющий преодолевать большие расстояния. Желание клиента – закон, в результате Фердинанд Порше выполнил заявку. По слухам, одни только 44 80-вольтовые батареи весили 1800 кг. Невероятный гибрид мог достигать максимальной скорости 60 км/ч, а заряда емкостных батарей хватало для преодоления 64 км без включения ДВС. К тому же автомобиль с говорящим именем Mixte обладал недюжинными дорожными способностями.
Он выиграл гонки Exelberg Rally, транспортным средством управлял сам Фердинанд Порше.
Знали гибриды и в Российской империи: в 1910 году в тираж вышла книга «Бензино-электрическая тяга», в которой участники Русского электрического общества описывали «бензино-электрический вагон мощностью 60 лошадиных сил». Существовали также более мощные модификации. В таких самодвижущихся вагонах электромоторы соседствовали с бензиновым ДВС, от которого и питались посредством генератора электрической энергии.
Установить точную хронологию дальнейшего развития гибридных автомобилей сегодня довольно проблематично. Интересной моделью стал Dual Power: техническая сущность очень точно отражена в названии автомобиля (двойная сила). Производителем гибрида стала компания Woods Motor Vehicle, которая специализировалась на разработке электрических автомобилей. Производство было расположено в городе Чикаго. В период с 1915 по 1918 год выпущено около 600 экземпляров — это определенно можно считать успехом! Гибридный Dual Power трогался и до скорости 24 км/ч ехал только на электротяге, после чего в работу вступал ДВС, который был в силах разогнать автомобиль до максимальных 56 км/ч.
Немногие современные автомобили с гибридным силовым агрегатом способны на такое. Вот вам и стимпанк в самом активном проявлении, технологии XXI века в начале века XX.
К сожалению, выпуск дешевых и массовых бензиновых автомобилей поставил крест на развитии электрокаров и гибридов, все забыли о существовании альтернативных видов двигателей. Во всяком случае, до 70-ых годов. Топливный кризис заставил правительство США задуматься об экономичных средствах транспорта. И опять неудача: благое намерение было забыто еще до появления действительно удобных и универсальных гибридных автомобилей. Однако некоторые события той эпохи имели не последнее значение в развитии отрасли в целом, заметны они и в современных гибридах. Одним из основоположников развития гибридных автомобилей в 60-70-ых годах заслужено считается Виктор Воук. Его самым успешным опытом является переоснащение купе Buick Skylark. Место прожорливого бензинового V8 заняли электромотор и роторный двигатель, позаимствованный у Mazda RX-2.
Результат превзошел ожидания: расход топлива сократился более чем вдвое, а количество вредных выбросов не превышало 9% среднего показателя американских автомобилей-современников. Неудивительно, что Виктор Воук удостоился прозвища «крестный отец американских гибридов».
Еще одним знаковым событием семидесятых годов является изобретение рекуперативной тормозной системы. Эта технология позволяет конвертировать кинетическую энергию автомобиля в электричество, заряжая тем самым аккумуляторные батареи. Общий принцип довольно прост и логичен: во время нажатия на педаль тормоза активируется генератор, ротор приводится в действие, создавая нагрузку и замедляя автомобиль. В 1978 году сбылась давняя мечта автомобилистов: теперь добрая часть энергии не стирается впустую о тормозные колодки, а направляется на переработку. Новая система позволила повысить эффективность гибридного силового агрегата, в результате Дэвид Артурс, первопроходец в области рекуперативных тормозных систем, смог создать гибрид на базе Opel GT, расход топлива которого составлял невероятные даже по современным меркам 3,1 литра на 100 км.
Изобретательность и напор Дэвида Артурса разбились о скалу непонимания мыслящих лишь коммерчески промышленников, до серийного производства дело вновь не дошло.
⇡#Предвестники современных гибридов
С третьей волной развития автомобилей с двумя типами двигателей читатели наверняка знакомы гораздо ближе. Первым действительно удачным опытом по созданию удобного и функционального гибрида в девяностых годах является Toyota Prius. Акцентировать внимание только на позапрошлом десятилетии уже не стоит, так как все современные гибриды своим развитием, по сути, обязаны именно Toyota Prius. Звучит это несколько рекламно, в стиле промо-слогана, однако анализ продаж и динамика выхода серийных предложений от конкурирующих компаний подтверждают это. Первая версия Toyota Prius вышла в 1997 году, предназначалась она только для внутреннего рынка. Модель NHW10 во многом смогла начать новую эпоху в автомобилестроении, открыв гибридным бензиново-электрическим автомобилям дверь к массовому рынку.
При разработке Toyota Prius японцы детально продумали все: от конструкции до цены и даже названия. Имя автомобиля выбрано не просто звучное: в переводе с латинского языка оно означает «предыдущий, первостепенный, основной». Еще на заре выпуска они обрекли всех остальных производителей выпускать лишь последователей, наследников Toyota Prius. Не много ли амбиций? В самый раз. Еще в начале разработки в 1995-1996 годах руководство автомобильного гиганта решило сделать гибридный автомобиль, который стал бы массовыми и популярным. Сегодня очевидно: поставленная цель достигнута. Неизвестна только цена успеха: стоимость разработки первого поколения Toyota Prius так и не была названа. Фигурировали в планах Toyota и конкретные цифры: ежегодные продажи на уровне 12000 автомобилей при средней стоимости 17000 долларов. Таким образом, инновационный автомобиль был специально помещен в нишу доступных семейных автомобилей. По мнению экспертов, производство каждого экземпляра первого Prius обходилось Toyota примерно в два раза дороже розничной цены: японская компания непрерывно теряла деньги на выпуске Prius.
Траты не шли впустую, расчетливые японцы инвестировали в свое будущее. Еще бы, ведь по ранним оценкам рынок гибридов в 2005 году должен был составить треть общей массы автомобилей. Прогнозы аналитиков не сбылись, однако Toyota Prius все же стал символом гибридного автомобиля, сегодня Prius – имя нарицательное.
Первое поколение Toyota Prius оснащалось скромным бензиновым двигателем мощностью 58 лошадиных сил, электромотор был почти в полтора раза слабее: 40 л.с. Трансмиссия представлена единой планетарной передачей. Никель-металл-гидридные аккумуляторные батареи емкостью 1,73 киловатт-час заряжались от ДВС. Удивительно, но за 13 лет Prius в техническом аспекте почти не изменился. Немного повысились возможности обоих двигателей, компьютер обзавелся большим дисплеем с красочными диаграммами и графиками, но функционально все осталось на том же уровне. Парадокс: самый инновационный автомобиль современности не меняется вот уже 13 лет.
Спустя два года после выпуска оригинального Toyota Prius появился заклятый противник бестселлера – Honda Insight.
Автомобили по сей день являются прямыми конкурентами. Гибридный Insight можно рассматривать как ответ компании Honda на выпуск Prius, но автомобили довольно значительно разнятся по техническому содержанию. В Insight использован 3-цилиндровый литровый бензиновый двигатель мощностью 68 лошадиных сил. Скромный 13-сильный электромотор расположился непосредственно на коленчатом валу ДВС. Это типичный представитель параллельного гибридного привода. Но о классификации чуть позже. Бензиновый мотор Honda Insight изготовлен из алюминия, титана и прочных видов пластика, что позволило добиться максимального снижения веса: 838 кг в минимальной комплектации. Производитель предусмотрел два типа трансмиссии: 5-скоростная механическая и вариаторная. Ездить без использования ДВС Insight не умеет, зато может похвастаться завидной экономичностью: 3,7 литра на 100 км в смешанном цикле. Это меньше, чем у любой модификации Prius. Более того, это официально самый скромный расход для серийного автомобиля с бензиновым двигателем, когда-либо производимого в США.
В чем секрет успеха? В рекуперативной тормозной системе, запасающей энергию во время отрицательного ускорения. Она впоследствии используется при разгоне, позволяя основному двигателю работать не в полную мощь. Дополнительно Honda Insight оснащен системой «стоп/старт», так что во время простоя на запрещающий сигнал светофора потребление топлива прекращается. Еще одна интересная особенность гибридного автомобиля: версия с механической КПП оснащена индикаторами оптимального момента смены передачи. Что до необычного облика хэтчбека, то мы искренне надеемся в его исключительно утилитарном происхождении, все же низкий коэффициент аэродинамического сопротивления играет не последнюю роль в снижении потребления топлива.
Два рассмотренных нами гибридных автомобиля, пожалуй, являются главными представителями массовых легковых транспортных средств с двумя типами двигателей. Позже появились серийные образцы от Mazda, Mitsubishi, Suzuki. С 2004 года производством гибридных автомобилей начинают заниматься американские производители: Ford, Chevrolet, GMC.
Все они – лишь последователи. Не зря японцы именно так назвали свой первый массовый гибрид. Кстати, многие производители делают гибридные автомобили по лицензии Toyota.
⇡#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.
История гибридных автомобилей. Преимущества их эксплуатации
Гибридный автомобиль кому-то до сих пор может казаться диковинкой, но на самом деле данное изобретение является не такой уже и новинкой, более того, его история берет свое начало ещё с XX века. Первый гибридный автомобиль, работающий от двух энергетических источников, был создан более 100 лет тому назад. О электромобиле, приводимом в движение электромотором, знает, наверное, весь мир, но как же обстоят дела с его гибридным аналогом, какая жизнь его постигла?
Наиболее распространенная гибридная трансмиссии сочетает в себе бензиновый и электрический двигатели. Такого рода транспортные средства носят название гибридных электромобилей.
Хоть это может показаться невероятным, гибридные электромобили возникли в ранние годы становления автомобильной промышленности. Гибридный автомобиль уже давно не концепция, не разработка требующая общественного признания, — это технологический продукт, получивший широкое практическое применение.
Начало
Первый гибридный автомобиль был построен в 1899 году Фердинандом Порше. В системе под названием «Lohner-Porsche Mixte» был использован бензиновый двигатель для подачи питания на электромоторы, которые приводили в движение передние автомобильные колеса. Бензоэлектрический автомобиль Lohner Electric Chaise с передними мотор-колесами, сконструированный на базе электромобиля Lohner-Porsche, был хорошо принят публикой на Парижском автосалоне в 1901 году. За довольно короткий период было произведено более 300 его экземпляров, которые быстро разошлись в продаже. Существует несколько версий того, как приводился в движении гибрид Lohner Electric Chaise. По одной из них автомобиль перемещался благодаря скоординированной работе электрических моторов и двигателя внутреннего сгорания с генератором, вырабатывающим электричество, по другой — работал благодаря использованию энергии массивной 44-элементной аккумуляторной батареи.
На одном заряде автомобиль Chaise мог проезжать до 65 километров пути. Несмотря на то, что гибридный автомобиль был определенно очень практичным, спрос на него быстро пошел на убыль, в значительной степени благодаря выпуску недорогого серийного автомобиля с бензиновым двигателем Генри Форда. Гибриды определенно стоили дороже, потому, по законам рынка, продавались хуже бензиновых аналогов. Начиная с 1950-х гибридные автомобили остались на страницах прошлого, возобновив свою историю и продолжив технологическое развитие многие годы спустя.
Lohner Electric Chaise
Возобновление интереса
В 1960 году Конгресс Соединенных Штатов Америки, при попытке уменьшить уровень загрязнения воздуха выхлопами автомобильного транспорта, принял законопроект, касаемый предмета поощрения использования электромобилей жителями города. В то время как американское правительство пыталось поощрить массы к переходу на гибридные автомобили, становлению экопрограммы несколько поспособствовал арабский нефтяной кризис 1973 года.
Когда цены на бензин стали расти с катастрофической скоростью, а спрос на него все ещё был довольно большим, так как 85% городского транспорта все ещё оставалась бензиновой, возникла потребность в поиске достойной и более дешевой альтернативы.
В 1968 году инженеры компании TRW создали первую полноценную гибридную систему привода, используемую в современных машинах и в наше время. Электромеханическая система делала возможным совместное использования вместе с электромотором двигателя внутреннего сгорания значительно меньшего объема без потери основной мощности транспортного средства. Эта технология нашла применение в модели GM 512 Hybrid – автомобиле, способном при работе исключительно одного электромотора разгонятся до 16 км/ч. При увеличении скорости до показателя в 17 км/ч автоматически включался в работу бензиновый мотор, помогая автомобилю достичь порога скорости 21 км/ч. Когда же возникала необходимость более существенного разгона, электрическая система отключалась и транспортное средство работала на одном только бензиновом двигателе, развивая на трассе скорость до 65 км/ч.
В 1973 году немецкая компания Volkswagen представила публике свой гибридный автомобиль Volkswagen Taxi Hybrid.
В течении последующих 25 лет автопроизводители тратили миллиарды долларов на исследования и разработку гибридных технологий, но несмотря на это средств передвижения гибридного привода, которые смогли бы свободного конкурировать с бензиновыми по цене и производительности, было изготовлено довольно мало.
В конце 1990-х в обиход вошло несколько как полностью электрических, так и гибридных автомобилей. Особой популярностью начали пользоваться электрические модели GM EV1 и Toyota RAV-4 EV – этим электромобилям удалось привлечь широкий общественный интерес.
Возрождение гибридных автомобилей
В 1999 году компания «Honda» выпустила своей первый переднеприводный серийный гибридный автомобиль — Honda Insight. Двухместный автомобиль Insight стал основным плацдармом для развития гибридного автомобильного транспорта на территории США. Honda Insight был довольно амбициозным проектом, в некоторой степени повторяющим проверенное механическое исполнения электромобиля, но значительно более расширяющим его возможности.
Благодаря чрезвычайно низкому расходу топлива (3л/100 км) автомобиль Honda Insight получил широкой распространение.
Honda Insight
Несколькими годами ранее, до момента появления Honda Insight, производитель Audi решился на выпуск первого серийного автомобиля на территории Европы. Автомобиль оснастили 1.9 TDI дизельным мотором с приводом на задние колеса и электромотором мощностью 28 л.с. Правда, дальше выпуска небольшой партии автомобилей в количестве 60 штук так дело и не дошло.
Гибридный автомобиль Toyota Prius в начале 2000-х, по причине своей большой популярности, стал основным синоним слова «гибрид». До сих пор многие считают, что линейка гибридных автомобилей Toyota является наиболее удачной из всех создаваемых. Правда это или нет – не нам судить, но достоверно известно одно – технология, используемая к качестве основы при создании бесчисленного количества иных гибридных транспортных средств, берет начало от Prius. Как и ожидалось, машина нашла спрос не только в регионе производителя, но и в Странах восходящего солнца, Европе, Латинской Америке.
Ежегодно компания-производитель продавала более 20 000 своих гибридных автомобилей.
Toyota Prius (2000 г.)
Toyota Prius (наши дни)
В Европе система гибридного привода была реализована в серийной версии Audi Duo. Задние колеса в этой машине приводились в движение электрическим мотором Siemens, мощностью 12 л.с., питаемым от блока никель-кадмиевых батарей. Передача же крутящего момента к передним колесам происходила от 2,3-литрового пятицилиндрового бензинового мотора, мощностью 134 л.с. По причине того, что электромотор существенно утяжелял конструкцию транспортного средства, и машина была менее эффективна во время езды, чем стандартная Audi 100 с двигателем внутреннего сгорания, выпуск этих гибридов со временем был прекращен.
Audi Duo
В эпоху возрождения экологической осведомленности масс и укрепления позиций гибридных автомобилей Toyota Prius на рынке, компания Honda выпустила второе поколение автомобилей Insight, наряду с тем как марка Chevrolet решилась на производ ство последовательного гибрида Chevrolet Voltв 2007 году.
Борьба за экономию топлива и, соответственно, денег внесла много корректив в историю автомобилестроения. После событий 1970-х автопроизводители начали активно работать над созданием более экономичных систем расхода топлива в автомобилях. Что касается модельного ряда автомобилей последних лет, хочется отметить, что одно из наиболее значительных и весомых мест в нем заняли скоростные, практичные и выгодные в эксплуатации гибриды. Эти автомобили построены на базе той же технологии, что и стандартные гибриды, но, в отличии от последних, способны в разы быстрее восполнять заряд своих аккумуляторных батарей, не говоря уже значительно более расширенном диапазоне пробега.
Существенным новшеством мира гибридных технологий является слияние положительных атрибутов дизельной силовой системы с электрической с целью создания линейки автомобилей с более широким потенциалом пробега. Хотя до сих пор крупные автопроизводители не особо внедряют данную технологию в мир легкового автомобильного транспорта, данная комбинация уже более десяти лет широко используется при выпуске пассажирских и железнодорожных локомотивов..jpg)
Бесспорно, компания Toyota, как и прежде, продолжает лидировать по объемам выпускаемых ежегодно гибридов, причем весомые позиции на рынке уже успели занять помимо общеизвестной модели Toyota Prius автомобили-ведорожники Lexus RX 400h, Lexus LS 600h. Этому автопроизводителю впервые удалось поднять гибриды к уровню автомобилей премиум-класса. В общей сложности, на сегодняшний день компания Toyota выпускает шесть моделей гибридных машин: Toyota Prius (ДВС 1,5 л / 76 л.с., электродвигатель 67 л.с., выходная мощность – 110 л.с.; расход топлива – 4,5 л на 100 км), Lexus RX 400h (268 л.с., 8,1 л на 100 км), Toyota Highlander, седан Toyota Crown, исключительно японский вариант автомобиля Toyota Estima Hybrid, автобус Coaster. Правда, из всего вышеперечисленного только Toyota Prius и Lexus RX 400h доходят до европейского рынка.
Lexus RX 400h
К числу наиболее удачных и выгодных гибридных автомобилей последние несколько лет, несомненно, можно отнести Nissan Leaf и Chevrolet Volt.
Nissan Leaf – одна из наиболее недорогих гибридных моделей. Технология гибридного привода весьма удачно реализована в версии Ford Escape Hybrid. Продажи гибридных автомобилей в мире возрастают с каждым последующим годом, однако, как и прежде, массовое развитие сетей по строительства гибридных автомобилей сдерживается несовершенством аккумуляторных технологий.
Nissan Leaf
Chevrolet Volt
Преимущества гибридных автомобилей
Обычно гибридные автомобили работают на бензине и электричестве, или газовом топливе и электричестве, но встречаются и такие версии гибридов, электричество для батарей которых вырабатывается специальной установкой на топливных ячейках в процессе химической реакции между водородом и кислородом. Преимущества гибридных автомобилей далеко выходят за рамки обычной экономии бензинового топлива.
Экологичность. Гибридные автомобили меньше загрязняют атмосферу вредными веществами, чем обычные машины с ДВС.
Министерство энергетики США сообщило, что в среднем гибридный автомобиль использует на треть меньше бензина, чем стандартный двигатель внутреннего сгорания. Уменьшение потребления горючего позитивно отображается на состоянии воздуха, улучшает экологическую обстановку. Применение же аккумуляторов значительно меньшей емкости, чем в электромобилях, в значительной степени упрощает решение проблемы переработки старых батарей. Как упоминалось ранее, гибридные транспортные средства также в своей работе часто используют сочетание таких экологически чистых источников энергии, как электричество и водовод, то есть полностью исключают эксплуатацию губительного для экологии бензинового топлива.
Увеличенный пробег, быстрая заправка Гибридные автомобили могут проезжать значительно больше своих бензиновых и полностью электрических сородичей за счет удачного сочетания работы двух типов моторов: ДВС и электрического двигателя. Как правило, бензин используется в гибридах лишь с целью дополнительной энергетической запитки аккумуляторов, облегчения старта транспортного средства и увеличения скорости передвижения.
На малых скоростях основную работу выполняют электромоторы, однако, когда автомобиль набирает скорость, бензиновые двигатели берут на себя часть прилагаемых усилий. В отличии от электромобилей, гибридам не нужно простаивать долгие часы на заправочных станциях, отбирая у человека драгоценное время.
Снижение затрат на топливо и техническое обслуживание. Малые эксплуатационные затраты являются одним из основных преимуществ автотранспорта гибридного привода. Путешествуя на транспортном средстве, которому не всегда нужно горючее топливо для запуска, можно существенно сэкономить. Гибридные автомобили требуют меньше обслуживания, хотя бы потому, что их двигательная установка значительно меньше поддаются износу. Более того, большинство компонентов гибридных автомобилей не требуют регулярного технического обслуживания.
Возможность повторного использования энергии. Вгибридных машинах, так же как и электрических, предусмотрена возможность сохранения части энергии, образующейся при торможении, и её повторного использования.
В качестве накопителей энергии в гибридных автомобилях применяются аккумуляторные батареи или же специальные конденсаторы.
Отличная производительность. Гибридный автомобиль работают с тем же уровнем производительности, что и любой другой автомобиль, более того, на крутых подъемах и при движении на высоких скоростях от них можно ожидать ещё большей эффективности работы. Как показывает статистика, большинство людей, которым основную часть своей водительской практики приходилось ездить на бензиновых автомобильных моделях, не замечают практически никакой разницы в эффективности эксплуатации этих двух типов автомобилей. Гибридные транспортные средства пользуются широкой популярностью не только среди общественности, но и вводятся в эксплуатацию полицией и правоохранительными органами.
Недостатки гибридных автомобилей
Количество гибридных автомобилей на дорогах постоянно увеличивается по причине свойственности им целого ряда преимуществ над исключительно электрическими или бензиновыми моделями, однако, как и у любой вид транспорта, автомобили гибридной технологии не избавлены недостатков.
Снижение производительности. Гибридная система привода часто подвергается критике со стороны водителей:аккумуляторные батареи, что являются неотъемной частью трансмиссии, как правило, снижают емкость при минусовых температурах. Эксплуатация батареек в холодное время года существенно сокращает им жизнь. По этой причине любители поездить на автомобиле по снежным сугробам не всегда останавливают свой выбор на гибридах. Кроме того, добавление лишнего веса автомобилю громоздкими батареями, не всегда благоприятно отображается на их маневренности.
Высокая стоимость. Гибриды стоят приблизительно на 20% дороже автомобилей тех же марок и моделей бензинового или исключительно только одного электрического привода. Подобное расхождение в стоимости объясняется использованием более дорогих в изготовлении и сборке компонентов трансмиссии. Хоть, по правде говоря, несколько более высокие затраты быстро окупаются экономией денег на заправку и обслуживание – данные момент не подлежит оспариванию.
Трудности с техническим обслуживанием и поиском новых комплектующих. Части гибридного привода автомобилей обычно являются более дорогими и эксклюзивными, чем у иных транспортных средств. Кроме того, по причине некоторой новизны этих средств передвижения, в наше время довольно сложно найти настоящего специалиста-механика, который смог бы заняться обслуживанием гибридов. Станции технического обслуживания гибридных автомобилей начали строиться в европейских странах лишь недавно, исходя из чего, говорить о развитии подобной системы в Украине пока что даже не приходиться.
Проблемы безопасности. Гибридные автомобили, так же каки электрические, при работе в электрическом режиме работают практически бесшумно, потому могут быть вовремя не услышаны пешеходами.
Несколько ошибочных мнений
Несмотря на то, что гибридные электромобили уже довольно стойко утвердились на дорогах, до сих пор бытует ряд двухзначных мнений, касаемых их эксплуатации и выгоды использования.
Попробуем же развеять некоторые мифы и путаницы.
Мнение относительно чрезвычайно высокой стоимости гибридных автомобилей и дороговизны их обслуживания ошибочно. На сегодняшний день можно свободно купить высококачественный гибрид менее чем за 30 000 долларов. Так, гибридные версии от Honda и Toyota отличаются не только хорошим качеством, но и довольно умеренными ценовыми показателями.
Многие покупатели считают, что если автомобиль электрический или гибридный, то посредством рекуперативного торможения он должен возвращать в систему чуть ли не 100% израсходованной во время путешествия энергии. Способность гибридных транспортных средств к частичному восстановлении энергии при торможении не вызывает сомнения, но объемы энергии, которые возвращаются в систему, не настолько большие, чтобы на них полагаться так сильно.
Когда-то приходилось мне слышать занимательное мнение о том, что гибридные автомобили имеют более высокий расход топлива, нежели обычные машины. Казалось бы, кто бы мог подумать такую глупость, но, как оказалось, всякое бывает, потому опровергнем и это утверждение.
Как уже упоминалось мной несколько ранее, гибридные автомобили не используют в своей работе бензинового топлива в качестве преимущественного (тут эту роль выполняет электричество), потому, исходя из элементарных законов логики, приходим к выводу, что расходование большего количества бензина, при равном пробеге и скорости с традиционным автомобилем, просто нереально. Большее топливное потребление могут иметь разве что внедорожники и загруженные гибридные грузовики, требующие значительного количества энергии для поездки и перевозки тяжелых грузов.
Ошибочно мнение и о том, что гибридные автомобили не способны к развитию такой высокой скорости, что и бензиновые. Довольно часто, за счет более развитой системы привода, эти транспортные средства довольно сильно отрываются от своих бензиновых конкурентов, оставляя их позади.
Чем гибридные автомобили лучше электрических?
Электромобиль способен функционировать только по одному принципу — от энергии аккумуляторов. У гибридного же автомобиля несколько иная схема работы.
Как правило, гибрид может работать как в одном только электрическом режиме, так и сочетая использование бензинового топлива с электричеством. Уравновешенность всех технических параметров – одно из главных преимуществ гибридов. Мощность, высокая скорость, способность к сверхбыстрому разгону, безусловно, досталась этих средствам передвижения от бензиновых автомобилей. Экономичность, умение накапливать кинетическую энергию торможения – снизошли от электромобилей. Комбинирование работы электрического и обычного двигателя позволяет существенно увеличить тяговые возможности транспортного средства. Вместе с тем, электронная система управления практически всех гибридных моделей предполагает переключение между режимом электропитания и полноценного гибридного привода.
Создание гибридного автомобиля на базе бензинового
Гибридные автомобили уже довольно давно серийно производят многие автомобилестроительные компании – Toyota, Honda, BMW, Volvo и др. Найти и купить гибридный автомобиль сегодня можно практически в любом уголке земного шара.
Об гибридных автомобилях, так же как и электрических, теперь знает весь мир, включая, конечно же, и жителей Украина. Смущает только то, что позволить такое чудо техники может себе далеко не каждый, ведь по причине довольно высокого ценового показателя гибридный автомобиль и дальше продолжает находиться в списке «‘элит-продуктов». Но, по правде говоря, вполне возможно получить вариант гибридного автотранспорта со значительно более низкой продажной стоимостью, если использовать в качестве его базовой платформы легковую бензиновую машину. Это уже будет не совсем тот амбициозный проект гибрида от известного автопроизводителя, набитый сложной электроникой и отличающийся уникальным дизайном, но цели сокращение расходов на покупку уж точно удастся добиться. Создать гибридный автомобиль возможно, как на основе серийной бензиновой версии зарубежного, так и отечественного производства, несколько изменив систему привода транспортного средства и дополнительно установив на него электрокомплектующие.
Самое первое, что придется сделать, дабы получить долгожданный экономичный автомобиль, это снять с двигателя стартер и электрогенератор, а маховик трансформировать в ротор асинхронного мотор-генератора. По периметру диска маховика крепятся постоянные магниты. Закрепив статор с электрическими обмотками на двигателе получаем стандартный для гибридных автомобилей тяговой электрический мотор со стартер-генератором, правда расположенный на маховике двигателя внутреннего сгорания. При данном варианте компоновки остается нетронутой вся линия передачи мощности от мотора к колесам, однако возможна и иная схема переоборудования — при помощи установки электрических мотор-колес. Помимо электрического двигателя новому гибридному автомобилю понадобится специальный блок управления, который сможет контролировать работу двигательной установки, руководить процессом рекуперации энергии при торможениях, движением при старте, подъемах и спусках, обеспечит совместную скоординированную работу бензинового и электрического мотора (мотор-колес), а также будет нужен блок мощных тяговых аккумуляторных батарей.
Как видим, при наличии в собственном владении бензиновой машины, и приобретя небольшой список дополнительных комплектующих, проявив желания, ну и, конечно же, определенные навыки и упорство, можно довольно быстро сделать свой гибридный автомобиль, при этом затраты на переоборудование будут просто несравнимыми с покупкой совершенно нового транспортного средства.
преимуществ владения гибридным автомобилем
Салман Зафар | | Автомобили, окружающая среда, технологии
Гибридные автомобили не новы; однако их популярность со временем возросла. Несмотря на то, что производство гибридных автомобилей может показаться сложным, на самом деле все наоборот.
Гибриды — это просто автомобили с бензиновым или дизельным двигателем и электродвигателем с батарейным питанием.
Гибридный автомобиль, такой как Toyota Prius и Toyota Corolla 2022 года, экономит топливо и выбрасывает меньше CO2.
Цель двух двигателей — снизить расход топлива и, следовательно, сэкономить энергию.
Как работают гибридные автомобили
Любое транспортное средство с двумя отдельными источниками энергии может быть классифицировано как гибридный автомобиль. Из-за высокой стоимости их объединения в гибридных автомобилях используются бензиновые и электрические двигатели.
Существует три основных класса гибридных автомобилей: последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. Каждый класс использует мощность и бензин немного по-разному.
Лучшие гибриды иногда называют последовательно-параллельными гибридами, поскольку компьютерная система постоянно анализирует автомобиль и при необходимости переключает режимы движения. Однако они самые дорогие, чем другие гибридные сорта.
Подключаемый гибрид может относиться к любой из трех категорий гибридов (PHEV). Первоначально дебютировав в 2010 году, PHEV значительно увеличивает запас хода на электричестве, позволяя заряжать аккумулятор, подключая его к розетке, что эквивалентно полностью электрическому автомобилю.
Каковы преимущества гибридного автомобиля?
1. Экологичность
Одним из преимуществ гибридного автомобиля по сравнению с автомобилем с бензиновым двигателем является то, что он работает чище и расходует меньше бензина, что делает его более безопасным для окружающей среды.
Гибридный автомобиль имеет два двигателя — бензиновый и электрический — которые работают вместе для экономии топлива и энергии.
2. Снижение зависимости от ископаемых видов топлива
Гибридный автомобиль намного лучше для окружающей среды. Они не устраняют потребность в нефти и газе, но используют их меньше, потому что двигатель внутреннего сгорания работает меньше. Было бы легче сэкономить больше ископаемого топлива, если бы больше людей ездило на гибридных автомобилях.
3. Система рекуперативного торможения
Когда вы нажимаете на тормоз в гибридном автомобиле, это помогает зарядить аккумулятор. Внутренний механизм срабатывает, когда высвобождается энергия, и использует ее для зарядки аккумулятора.
Это означает, что вам не нужно останавливаться и ждать, пока аккумулятор зарядится.
4. Гибридные автомобили состоят из более легких деталей
Это означает, что они потребляют меньше энергии для движения, а также экономят много энергии, поскольку двигатель меньше и легче.
5. Более высокая стоимость при перепродаже
С ростом цен на бензин все больше и больше людей покупают гибридные автомобили. В результате эти зеленые автомобили теперь продаются по цене выше средней при перепродаже.
Так что, если вы недовольны своей машиной, вы всегда можете продать ее тому, кто хочет, по более высокой цене.
6. Полностью электрический привод
Гибридные автомобили могут управляться только электроэнергией. Это происходит, когда автомобиль движется медленно, когда двигатель работает на холостом ходу на светофоре или при первом включении двигателя.
Обычно двигатель внутреннего сгорания не начинает работать, пока не разгоняется быстрее, и именно в этом случае он работает лучше всего.
Это помогает автомобилю использовать меньше газа в целом.
7. Автоматическая система «стоп/старт»
При остановке гибридного автомобиля двигатель выключается сам по себе, а при нажатии на педаль акселератора двигатель снова включается. PHEV могут двигаться быстрее и на большие расстояния, чем традиционные гибридные автомобили. Автомобили с водородными топливными элементами потребляют меньше энергии, потому что они выделяют только водяной пар и теплый воздух.
8. Финансовые льготы
Многие налоговые льготы и другие стимулы помогают сделать гибридные автомобили более доступными. Поскольку они ежегодно платят меньше налогов и им не нужно платить за пробки, они тратят меньше на топливо.
Что лучше: HEV или PHEV?
Гибриды, которые не обходятся в кругленькую сумму, идут с PHEV. Он похож на полностью электрический автомобиль, но имеет бензиновый двигатель в качестве резервной копии для дальних поездок и без «беспокойства по запасу хода».
Стоит ли покупать гибриды?
Если важно значительно снизить расход топлива и выбросы, то да.
Гибриды часто дешевле, чем чистые электромобили, и часто более отзывчивы, чем их бензиновые аналоги.
Подключаемые гибриды могут заряжаться во время вождения?
Они самозаряжаются, потому что бензиновый двигатель заряжает аккумуляторную батарею, в то время как энергия торможения накапливается и сохраняется в виде электричества.
Некоторые PHEV также могут полностью заряжать аккумулятор во время движения. Кроме того, вы можете выбрать работу в бензиново-электрическом гибридном режиме и сохранить заряженную батарею для дальнейшего использования.
Заключение
Выбор, покупать или не покупать гибридный автомобиль, требует большего, чем желание заботиться об окружающей среде. Вы должны учитывать местные ресурсы, которые могут помочь вам в ремонте и сохранении автомобиля.
Нравится:
Нравится Загрузка…
Tagged преимущества гибридного автомобиля, как работают гибридные автомобили, гибридный автомобиль, PHEV, причины покупать гибридные автомобили, самозарядка, типы гибридных автомобилей, почему гибридные автомобили.
Добавьте постоянную ссылку в закладки.
Руководство по выбору электромобилей и гибридных автомобилей
Электромобили | Затраты и выгоды | Электромобили против гибридов
Последнее обновление 20.12.2022
Как и электромобили, гибридные автомобили предлагают альтернативу обычным автомобилям с газовым двигателем, снижая эксплуатационные расходы и выбросы выхлопных газов. Владение гибридом имеет определенные преимущества по сравнению с полностью электрическим транспортным средством и наоборот. Читайте об основных различиях между гибридными автомобилями и электромобилями.
Если вы хотите узнать больше о различных типах гибридов и электромобилей от таких компаний, как Toyota, Honda, BMW и Tesla, вы можете прочитать больше в нашем руководстве.
Гибриды против электромобилей: основные выводы
Гибридные автомобили имеют черты как обычных автомобилей, так и новых электромобилей, со многими преимуществами и недостатками обоих.
Но быть «лучшим из обоих миров» не обязательно означает, что это лучшее для вас.
Что такое гибридный автомобиль?
Как следует из названия, гибридные автомобили представляют собой комбинацию двух типов автомобилей – электромобилей и традиционных автомобилей с бензиновым двигателем, также известных как автомобили с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Гибридные автомобили имеют двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине, и электрические двигатель, работающий от аккумулятора, с прикрепленным аккумулятором для вождения с электроприводом. Гибриды могут использовать оба двигателя одновременно для увеличения мощности или полагаться на один из них в зависимости от типа вождения.
Принцип работы гибридного автомобиля зависит от его конструкции и способа получения энергии.
Типы гибридных автомобилей
Существует два типа гибридных автомобилей: стандартные или обычные гибриды и подключаемые гибридные электромобили (PHEV). Стандартные гибриды используют рекуперативное торможение и газовый двигатель внутреннего сгорания для зарядки аккумуляторной батареи, обеспечивая дополнительную электроэнергию.
Их нельзя заряжать на зарядной станции для электромобилей, в отличие от PHEV. Это делает PHEV более похожими на полностью электрические автомобили. PHEV обычно имеют электрические батареи большего размера, чем стандартные гибриды, и могут двигаться только на электроэнергии. Они также работают с двумя разными силовыми агрегатами, по одному для каждого типа двигателя.
Как работают гибридные автомобили?
Как правило, гибриды имеют меньший запас хода батареи, чем полностью электрические транспортные средства, а электрическая мощность рассчитана больше на то, чтобы дополнить вождение на бензине и помочь максимизировать эффективность использования топлива. Некоторые гибриды предлагают режим вождения только на электричестве, который может быть доступен только для низких скоростей и / или коротких пробегов. Многие гибриды автоматически потребляют мощность только от электродвигателя ниже определенных скоростей, поэтому они часто намного эффективнее в городских условиях вождения.
Сравните и откройте для себя новые электромобили
Подходит ли гибридный автомобиль для ваших привычек вождения?
Гибрид может стать отличной инвестицией, в зависимости от ваших потребностей вождения и образа жизни. Важно помнить о гибридах: хотя у них есть электрическая батарея, она меньше, чем батарея в полностью электрическом транспортном средстве, и может поддерживать только ограниченный диапазон движения на электричестве. При этом, если у вас короткие ежедневные поездки на работу или вы планируете использовать свой автомобиль в основном для быстрых поездок, вы можете работать на электричестве большую часть времени вождения. В этом случае гибрид может иметь смысл, так как вам не придется использовать двигатель внутреннего сгорания и тратить деньги на бензин очень часто.
И наоборот, если вам предстоит долгая поездка на работу и вы хотите совершать более длительные поездки на своем автомобиле, гибрид может не иметь смысла.
Поскольку гибридная экономия достигается за счет того, что вам не нужно останавливаться на заправке так часто, как с обычным ДВС, поездки на большие расстояния, которые превышают емкость аккумулятора вашего гибрида, сделают эти поездки на заправку обычным делом. Гибридный автомобиль наиболее эффективен для экономии денег, когда вы ненадолго добираетесь до работы, и вы можете полагаться на небольшую электрическую батарею большую часть времени вождения.
Сравните и откройте для себя новые электромобили
Сравнение стоимости гибридов и электромобилей
Наиболее заметные различия между гибридными и электрическими автомобилями заключаются в способе питания автомобиля, стоимости в течение всего срока службы автомобиля и в том, насколько экологичны электромобили. над любым двигателем внутреннего сгорания, гибридным или нет. Как гибридные, так и полностью электрические автомобили содержат аккумуляторы и могут работать более эффективно, чем обычные автомобили, работающие на газе.
Тем не менее, есть некоторые различия в стоимости между двумя экологически чистыми вариантами.
Как гибридные, так и полностью электрические автомобили содержат батареи и могут работать более эффективно, чем обычные автомобили, работающие на газе. Тем не менее, есть некоторые различия в стоимости между двумя экологически чистыми вариантами.
Стоимость топлива
Основное различие между гибридными и электрическими транспортными средствами заключается в типе топлива. Оба типа транспортных средств имеют аккумулятор, который можно заряжать электричеством. Электричество поступает из многих генерирующих источников, от сжигания ископаемого топлива до возобновляемых источников, таких как солнечная, ветровая и гидроэнергетика. В обоих случаях владельцы автомобилей, заботящиеся об окружающей среде, могут инвестировать в возобновляемые источники энергии, такие как домашние солнечные батареи, чтобы свести к минимуму транспортный след.
Однако гибриды могут работать и на бензине.
В зависимости от ваших привычек вождения некоторые гибриды могут автоматически переключаться между электрическим и бензиновым двигателем. Это может быть отличным вариантом, так как наличие бензинового двигателя снимает часть стресса, связанного с ограниченным запасом хода электромобиля. Истощение заряда в электромобиле гораздо более вероятно, чем комбинированная зарядка и бензин в гибриде, поскольку заправочные станции гораздо более распространены, чем зарядные станции для электромобилей.
Когда дело доходит до экономии топлива, полностью электрические автомобили окажут меньше влияния на ваш банковский счет. Вместо того, чтобы платить за полный бак бензина каждый раз, когда вы «заправляете» свою электрическую батарею, вы добавляете к своему домашнему счету за электроэнергию зарядное устройство. Министерство энергетики создало удобный инструмент под названием eGallon, который может напрямую сравнивать стоимость вождения на электричестве и бензине на основе текущих цен на газ и электроэнергию по штатам.
Как правило, цены на электроэнергию ниже, чем цены на топливо в расчете на милю, и, как правило, меньше колеблются.
Расходы на техническое обслуживание
Помимо оплаты топлива, существуют и другие расходы, связанные с владением транспортным средством. Затраты на техническое обслуживание, в частности, являются значительным поглотителем денег для любого автовладельца. К сожалению, гибриды сталкиваются со многими типичными проблемами обслуживания, с которыми также сталкиваются ДВС. Замена моторного масла, трансмиссионной жидкости, охлаждающей жидкости и ремней может накапливаться в течение всего срока службы гибрида, хотя и с меньшей скоростью, чем у ДВС, которые зависят исключительно от двигателя внутреннего сгорания.
Электромобили позволяют избежать затрат, связанных с двигателями внутреннего сгорания. Тем не менее, у них все еще есть расходы на техническое обслуживание в виде универсальных проблем с автомобилем, таких как замена шин, планы страхования и структурные повреждения.
Поскольку гибриды могут полагаться на свой электродвигатель, чтобы снизить нагрузку на двигатель внутреннего сгорания, их обслуживание может быть не таким дорогим, как традиционные ДВС, но в конечном итоге их обслуживание будет стоить дороже, чем электромобиля.
Как полностью электрические, так и гибридные автомобили подвержены риску разрядки аккумулятора. Если гарантийный срок аккумулятора вашего автомобиля еще не истек, а срок службы аккумулятора превысил гарантийный срок, вам не нужно беспокоиться об оплате замены аккумулятора. Однако, если у вас истек срок гарантии, замена сложной электрической батареи может обойтись в значительную сумму денег. Большинству владельцев электромобилей/гибридов не нужно беспокоиться об оплате замены автомобильного аккумулятора, но это риск, связанный с владением электромобилем или гибридом.
Скидки и поощрения
Одной из причин, по которой следует пользоваться электрическим или гибридным транспортным средством, являются федеральные и государственные льготы.
Эти скидки помогают компенсировать обычно более высокую стоимость автомобиля без ДВС и делают более доступными электрические или гибридные автомобили. Скидки и стимулы для электромобилей и гибридов постоянно меняются, и важно знать, какие виды стимулов доступны или недоступны. Вы можете узнать больше о федеральных и государственных стимулах для электромобилей в руководстве EnergySage по налоговым льготам на электромобили.
Как для электромобилей, так и для гибридов предусмотрены стимулы, связанные с ними, помогающие снизить стоимость перехода на электричество. Поощрения постоянно меняются и варьируются от штата к штату, поэтому всегда важно подтверждать текущие варианты, доступные для вас при покупке электрического или гибридного автомобиля. Многие льготы также распространяются только на новые автомобили.
Часто задаваемые вопросы о гибридных автомобилях и электромобилях
Что лучше: электрический или гибридный?
Это действительно зависит от использования.
Для водителей, которые обычно совершают более короткие поездки, хорошим вариантом может стать электромобиль. Но для тех, кому предстоит долгая поездка или даже поездка, гибридный автомобиль с подключаемым модулем может быть более разумным выбором.
Каковы недостатки гибридного автомобиля?
Гибридные автомобили по-прежнему имеют двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Кроме того, подключаемые гибриды могут сталкиваться с механическими проблемами, которые наблюдаются как в электрических картах, так и в их аналогах с двигателем внутреннего сгорания, хотя и реже, если двигатель используется не так часто.
В чем разница между гибридным и электрическим?
Электромобили полагаются исключительно на электроэнергию, поступающую из электросети, солнечной системы или кинетическую энергию от поломки. Подключаемые гибриды полагаются на эти вещи, а также на бензин, в то время как стандартные гибриды полагаются на кинетическую энергию и бензин.
Что такое гибридный автомобиль простыми словами?
Гибридные автомобили — это мост между обычными двигателями внутреннего сгорания и полностью электрическими автомобилями.