Гибридные автомобили принцип работы: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Содержание

Как работает гибридный автомобиль: разбираемся в принципе работы


Главный принцип работы гибридной установки заключается, в применении двух двигателей – бензинового и электрического. Что касается электрического двигателя, он берет энергию от специальных батареях, которые в свою очередь восстанавливают энергию от работы бензинового движка, и использует энергию торможения в момент наката (торможение мотором). Гибридные автомобили обладают некоторыми отличиями от электромобилей, которые не нуждаются в подзарядке от электросети.

Хонда Инсайт гибрид: принцип работы


Современные электродвигатели великолепно сочетаются с бензиновым движком. Он непосредственно оказывает положительное влияние на крутящий момент, благодаря этому существенно облегчается езда на автомобиле. Если крутящий момент предается через электромотор, соответственно, бензиновый двигатель устанавливают намного меньше, что хорошо отражается на экономии горючего и экологичности транспортного средства.
Используемый бензиновый двигатель способен выдавать значительную величину крутящего момента, однако, при езде по автомобильным дорогам большое ускорение не нужно, т. к. требуется поддерживать постоянную скорость. В связи с этим главный крутящий момент создается электромотором, а главную мощь берет на себя бензиновый мотор.

Гибридный легковой автомобиль



Автомобили, оснащенные гибридной силовой установкой существенно экономят, бензин, следует отметить, что основная экономия достигается абсолютно за счет другого. Сегодня большая часть современных легковых автомобилей оборудованы передовой системой отключения двигателя, в момент нахождения в автомобильной пробке, на светофоре или в момент торможения. Данная система весьма полезна агрегатам с большими объемами.

Наступит время, когда гибридные автомобили будут практически у каждого жителя Земли, и насколько легче будут дышаться на планете. Правда, неизвестно, когда это произойдет, но это все же произойдет.

Наши рекомендации для ознакомления

Настало время поговорить об впечатлениях рядового автомобилиста о таком автомобиле, как Honda Civic Hybrid второго поколения. Данный автомобиль во второй своей регенерации начал выпускаться с 2005-го года, нашему же автолюбителю достался автомобиль 2008 года выпуска и приобретен он был в 2012-ом году.

Автозапись всех песен с CDМузыка CD»Автоматическая запись». Во время воспроизведения аудио диска, все песни, содержащиеся на CD копируются на жесткий диск системы, так как заводские настройки по умолчанию имеют значение «Автоматическая запись».

Описывается структура групп, плэйлистов Honda InterNavi.

Воспроизведение музыки c жесткого диска (HDD) системы Honda InterNavi, записанной с CD-диска.Музыка на HDD: возможности в системе Honda InterNavi Premium Club для владельцев гибридных автомобилей Хонда: Honda Insight, Honda CR-Z, Honda Fit а также других моделей производителя.

Toyota Hybrid: принцип работы гибридной системы

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

Гибридная система Toyota использует бензиновый двигатель и электромотор.

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

Система Toyota Hybrid состоит из:

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

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

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

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

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

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

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

Что такое гибридный двигатель автомобиля: схема и принцип работы

Доброго дня! Сегодня мы разберем и расскажем о том, что такое гибридный автомобиль и его двигатель. Затронем принцип работы и взаимодействие с основным мотором.

Гибридный двигатель современного авто

Подавляющее большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но, учитывая мировые тенденции на снижение нефтяных запасов, а также необходимости бережного отношения к окружающей среде, подымается вопрос замены ДВС на что-то более экономичное, мощное. Это позволит полностью удовлетворить потребности человека комфортном и безопасном передвижении.

Хорошей альтернативой автомобилям, работающим на энергии сгорания топлива, могут стать электромобили, питающиеся электричеством — это не гибридный вариант авто.

Правда, сегодня они еще имеют определенные конструктивные недостатки. В частности это малый запас хода (не превышает 150 – 180 км), большой срок подзарядки (занимает несколько часов). Кроме прочего такие машины дорого стоят, поэтому рассчитывать, что они полностью придут на замену топливным машинам не стоит.

Поэтому хорошей альтернативой, совмещающей достоинства обеих конструкций — это автомобиль с гибридным двигателем. Принцип работы заключается в использовании энергии сгорания топлива для подзарядки специальных аккумуляторов, которые питают тягу авто.

Таким образом достигается минимизация использования топлива, снижение стоимости машины, повышение уровня мощности и экологической чистоты. При этом отсутствует потребность тратить время на длительную подзарядку батарей. Одной заправки бака топливом хватает на большее расстояние, даже при повышенной мощности или расходе горючего в городских условиях, чем в обычном автомобиле.

Принцип работы гибридного мотора

Чтобы понять, что представляют собой и как работают автомобили с гибридным двигателем, следует рассмотреть принцип их действия. Сегодня, учитывая степень гибридизации, выделяют три типа двигателей:

  • умеренные;
  • полные;
  • plug-in.

Для первой категории гибридного автомобиля характерна постоянная работа ДВС. А установленный электродвигатель включается и работает в экстремальных условиях, когда автомобилю нужна мощность. Такой подход экономит топливо (ведь его расход при увеличении мощности возрастает), равномерно использовать ДВС и не допускать чрезмерных перегрузок.

Для второго типа гибридного авто характерна работа в качестве тягового агрегата только электродвигателя. ДВС используется как источник постоянной подзарядки. Это дает выработать постоянный режим работы ДВС, что дает достигнуть максимального показателя КПД. При этом, учитывая, что не требуется снижение или увеличение тяговой нагрузки, расход топлива снижается.

В третьем случае в автомобиле добавляется возможность прямой подзарядки от источника электрического питания. Такой тип машины полностью избавляется от главного недостатка электромобилей, а именно он может работать после окончания заряда батареи (в этом случае включается ДВС и машина начинает работать по принципу гибрида).

Ко всему прочему современные гибридные автомобили еще и оснащаются системами KERS (осуществляют переработку кинетической энергии вращения). Суть системы сводится к дополнительной подзарядке аккумуляторных батарей за счет вращательной энергии колес. Это когда машина двигается накатом (свободным ходом), либо во время торможения. Такой подход позволяет еще больше снизить уровень потребления топлива.

Немного о схемах взаимодействия и видах гибридных автомобилей

Сегодня выделяют три схемы взаимодействия ДВС и электромоторов, устанавливаемых на гибридных двигателях:

  • последовательную;
  • параллельную;
  • последовательно-параллельную.

В первом случае принцип взаимодействия прост. ДВС работает исключительно в качестве источника подзарядки аккумуляторной батареи и не привлекается как тяговая сила.

Из положительных характеристик такой гибридной схемы следует выделить:

  • равномерность работы ДВС;
  • достижение максимального КПД;
  • снижение уровня потребления топлива;
  • отсутствие системы переключения передач;
  • передвижения даже при выключенном ДВС, за счет накопленной аккумуляторами энергии.

Но есть и недостатки в гибридных машинах. В частности необходимость использования внушительных размеров аккумуляторов, а также потеря энергии в процессе преобразования.

В следующей, параллельной схеме используются два двигателя одновременно. При этом основным тяговым агрегатом остается ДВС, а электромотор выступает как вспомогательный. Его сила используется, когда начинает требоваться дополнительная мощность. Это позволяет экономить расход горючего, при этом не требуется устанавливать громадных аккумуляторов.

Гибридный автомобиль с такой схемой работы двигателя оптимален по стоимости и получения конечного результата. Отлично подходят для условий скоростной езды по трассам. А вот из минусов – в условиях городской езды, когда авто постоянно «дергается», они малоэффективны. Тут же стоит отметить незначительную, по сравнению с другими гибридными вариантами, экономию топлива. Большую продолжительность времени гибридная машина работает от двигателя внутреннего сгорания.

Третий тип схемы предусматривает совмещение принципа работы двух предыдущих. Здесь, энергия тягового ДВС частично перенаправляется на генератор, заряжающий электродвигатель. В дальнейшем путем компьютерного регулирования оптимально синхронизируется работа двух двигателей. Это позволяет максимально использовать полезные моменты каждого из них.

По сути на выходе получается универсальное транспортное средство, способное одинаково комфортно чувствовать себя как в городских условиях, так и на скоростных трассах. Но есть здесь и некоторые недостатки. В частности очень сложная конструктивная система, аккумулятор весьма внушительной мощности, компьютерное управление, необходимость установки дополнительного генератора.

На сегодня это все, что мы хотели рассказать про гибридный двигатель.

Удачи!

Поделитесь информацией с друзьями:


Принцип работы гибридного автомобиля реферат по транспорту

Принцип работы Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач», то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах. Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства. Суть принципа заключается в том, что двигатель, работающий на обычном топливе, приводит в движение электрогенератор, и через систему управления нужное количество электроэнергии передаётся на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство. Это похоже на электростанцию на электромобиле, вырабатывающую энергию для собственного движения. Суть схемы работы гибридного автомобиля аналогична, но значительно модифицирована, в первую очередь добавлением аккумуляторной батареи, только в отличие от электромобиля менее ёмкой, а следовательно, более лёгкой. Основные причины, стоящие за разработкой гибридной силовой установки — уменьшение количества вредных выбросов в атмосферу, что очень актуально именно для городского транспорта. Эта система позволяет снизить выброс сажи и углеводородов на 90%, оксидов азота — на 50%. При этом экономия топлива достигает 60% по сравнению с обычными автобусами с дизельными двигателями, а ускорение во время начала движения увеличилось на 50%. Такая силовая установка может устанавливаться на различные автомобили, которые выполняю самые разные задачи. Принцип работы гибридной силовой установки заключается в следующем: колеса приводятся в движение электродвигателем, который питается от АКБ, а дизельный двигатель приводит в действие генератор, питающий аккумулятор. К тому же дизель соединен с трансмиссией и часть своей мощности передает на колеса. Благодаря этому во время начала движения достигается максимальное ускорение без лишнего шума, затрат топлива и клубов дыма из выхлопной трубы. Что такое гибридный автомобиль Гибридный автомобиль — высокоэкономичный автомобиль, движимый системой «электродвигатель — двигатель внутреннего сгорания» (далее двигатель), питаемой как горючим, так и зарядом электрического аккумулятора. Главное преимущество гибридного автомобиля — снижение расхода топлива и вредных выхлопов. Это достигается полным автоматическим управлением режима работы системы двигателей с помощью бортового компьютера, начиная от своевременного отключения двигателя во время остановки в транспортном потоке, с возможностью продолжения движения без его запуска, исключительно на энергии аккумуляторной батареи, и заканчивая более сложным механизмом рекуперации — использования электродвигателя как генератора электрического тока для пополнения заряда аккумуляторов. Вообще, гибрид – это организм, полученный в результате скрещивания генетически различающихся родительских форм (видов, пород, линий и др.) (от лат. hibrida – помесь). Генетически различающиеся формы в нашем случае – это двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электромотор. Причем в современной автоселекции гибридизация – это, похоже, единственно возможный вариант их выживания. С одной стороны, цена на нефть берет все новые высоты, что неизбежно приближает закат славной истории ДВС (в том же направлении работают экологические нормативы). С другой – отсутствие способов компактно и долго хранить электрическую энергию ставит под большое сомнение будущее электромобилей в их генетически чистом виде… 3.При работе в нормальном режиме бензиновый двигатель также снабжает энергией генератор. 4.Генератор может направлять излишки энергии на блок управления электропитанием. Торможение: 1.При торможении кинетическая энергия преобразуется в электричество. 2.Электромоторы направляют его на блок управления электропитанием. 3.Блок управления электропитанием возвращает энергию на высоковольтную батарею. Бензиновый двигатель автомобиля работает в обычном режиме. Задачи гибридной силовой установки: 1.Обеспечение высоких эксплуатационных характеристик и набора скорости за счет мгновенной подачи энергии. 2.Сохранение энергии при торможении: часть энергии преобразуется в электричество, остальное – в тепловую энергию (в сравнении с обычным автомобилем, у которого на «тепло» уходят все 100%). 3.Обеспечение автомобиля самой современной системой управления расходом энергии. 4.Снижение массы и размеров компонентов. «В своем желании создать привод, какого никогда не было раньше, мы отразили ключевые элементы защиты окружающей среды, безопасности и удовольствия от вождения автомобиля. Мы также поняли, что наша новая гибридная система хорошо подходит к автомобилям среднего и большого размера. В итоге получился блестящий пример настоящего прорыва в эволюции автомобильного транспорта». 0. Садаката (0. Sadakata), главный инженер Lexus RХ400h Гибридная трансмиссия. Делитель мощности в гибридной трансмиссии направляет поток мощности туда, где она больше всего нужна. Обеспечивая максимально экономное расходование энергии, он не только направляет всю необходимую мощность, но и управляет совместной работой бензинового и электрического двигателей. Бесступенчатая трансмиссия мгновенно откликается, когда водителю нужна большая мощность. Электрический и бензиновый источники энергии Термин «гибридный» подразумевает сочетание бензинового и электрического двигателей, которые приводят в движение RX400h. Эти два источника энергии прекрасно дополняют друг друга. Электродвигатели моментально обеспечивают дополнительную мощность, не расходуя топливо и не загрязняя окружающую среду. Бензиновый двигатель позволяет развить высокую скорость на уровне современных автомобилей. Работа в системе позволяет каждому источнику энергии работать в оптимальном режиме, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества и топливную экономичность. Восстановление энергии Один из источников экономии – снижение потребляемой энергии. Однако гибридные технологии Lexus позволяют возвращать энергию, которая в обычных условиях теряется безвозвратно. В частности, при торможении электродвигатели действуют как генераторы, и с подачи блока управления силовой установкой энергия движения «перекачивается» обратно в батарею высокого напряжения. Большая производительность благодаря двум источникам энергии Гибридная силовая установка использует в своей работе два источника энергии: 6-цилиндровый бензиновый двигатель, соединенный с генератором, и электромотор, обладающий большим крутящим моментом. Высокопроизводительный двигатель В качестве основного источника энергии в гибридной силовой установке используется самый современный двигатель внутреннего сгорания. Сложная компьютерная система осуществляет непрерывное изменение забора воздуха в целях обеспечения оптимальных условий работы двигателя. Это не только обеспечивает двигателю дополнительную мощность, но и способствует значительной экономии топлива и уменьшению выбросов выхлопных газов. При этом не увеличивается уровень шума и не возникает никаких вибраций. Все, что чувствует водитель, – это чутко реагирующий на команды двигатель. Высоковольтный мотор Усовершенствованный электромотор-генератор, соединенный с бензиновым двигателем V6, обеспечивает исключительно плавный разгон, когда вы нажимаете на педаль газа до упора. Высоковольтный электромотор гибридной силовой установки представляет собой сложную и одновременно компактную комбинацию электромотора и электрогенератора. Гибридная технология Немного подробнее о принципах работы гибридной силовой установки. 1. Начало движения При трогании с места и движении на малых скоростях используются лишь электромоторы. 2. Нормальный режим движения На трассе двигатель и электромотор работают вместе; мощность двигателя делится между колесами и электрогенератором, который приводит в движение электромотор. Распределение мощности корректируется для обеспечения максимальной эффективности. При необходимости генератор подзаряжает батарею за счет избыточной мощности двигателя. 3. Разгон Батарея дает энергию, дополняющую мощность двигателя; двигатель и электромоторы обеспечивают плавный разгон. 4. Торможение При торможении электромоторы работают как генераторы. Они преобразуют кинетическую энергию в электрическую, накапливающуюся в батарее. 5. Остановка При остановке двигатель автоматически выключается для экономии топлива и обеспечения максимальной эффективности. модифицированной подвески, специальной электронной системы управления и самой современной системы контроля устойчивости автомобиля и системы интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM). До сегодняшнего дня такие системы активной безопасности, как антиблокировочная система тормозов (АВS), антипробуксовочная система (TRC), система курсовой устойчивости (VCS) и электроусилитель руля (ЕРS), имели тенденцию развиваться отдельно друг от друга, даже если они были установлены в одном и том же автомобиле. По существу их успешная совместная деятельность была ограничена, а оптимальная работоспособность не реализована. Система интегрированного управления динамикой автомобиля (VDIM), установленная в RХ400h, была разработана с целью объединения этих различных систем, что существенно улучшило безопасность и характеристики автомобиля. Более того, поскольку обычные системы безопасности активируются сразу после того, как был достигнут предел технических возможностей автомобиля, VDIM активизируется еще задолго до наступления этого момента. В результате расширяются рамки работы систем активной безопасности, и за счет этого обеспечивается более мягкое и предсказуемое поведение автомобиля, так как эти системы действуют точнее, более мягко и гибко. Располагая полной информацией о текущем состоянии, получаемой с датчиков, расположенных по всему автомобилю, VDIM не только объединяет функции систем АВS, ТRC, VSC и ЕВD с электроусилителем рулевого управления, но и управляет гибридной силовой установкой и системой полного привода. Используя объединенный контроль над всеми элементами, отвечающими за движение автомобиля, включая крутящий момент, тормозное усилие и рулевое управление, VDIM не только оптимизирует работу тормозной системы, системы курсовой устойчивости и антипробуксовочной системы, но и улучшает основные динамические характеристики автомобиля. Новая система управления динамикой не столь «навязчива», как обычные системы контроля устойчивости, но при этом намного более эффективна. С помощью высокоскоростной технологии управления двигателем, тормозами и трансмиссией система управления динамикой контролирует гибридную силовую установку, полный привод на все колеса и систему торможения, одновременно управляя моментом переднего и заднего электромоторов в соответствии с условиями движения, а также стабилизирует поведение автомобиля на дорожном покрытии с низким коэффициентом сцепления. За счет всего этого достигается безопасное и комфортное управление автомобилем. Запуск системы: Система подачи энергии включается, когда электронный ключ дает подтверждение, что водитель находится в салоне. При включении зажигания система осуществляет проверку нормальной работы всех датчиков, двигателя, электромотора, генератора и батареи. После этого переключатели на различных компонентах высоковольтной системы, таких как электромотор, генератор и батарея, включаются – машина готова к поездке. Отключение системы: После отключения зажигания и до того, как водитель покинет салон автомобиля, компоненты высоковольтной системы отключаются, и после подтверждения отключения этих систем компьютер управления гибридной системой также отключается. Управление мощностью двигателя: Система осуществляет контроль за потреблением энергии по всему автомобилю. Она определяет, нужно ли остановить бензиновый двигатель и задействовать вместо него электромотор или продолжать движение автомобиля за счет работы бензинового двигателя. Система принимает эти решения, основываясь на текущем состоянии автомобиля, то есть исходя из потребности в ускорении, а также на сигналах состояния, подаваемых компьютером аккумулятора. При первом запуске автомобиль начинает работать от своего электромотора, но при условии, что температура окружающего воздуха не слишком низкая и заряд аккумулятора достаточен. Для того чтобы привести в движение автомобиль с использованием электроэнергии, двигатель сначала запускается от генератора и одновременно система производит расчет энергии, необходимой для всего автомобиля. Далее система рассчитывает условия движения, при которых будет обеспечена максимальная эффективность, необходимая для выработки этого количества энергии, и направляет двигателю сигнал на установление определенного количества оборотов. В дальнейшем контроль за количеством оборотов двигателя осуществляет генератор. Мощность двигателя контролируется за счет учета мощности, расходуемой непосредственно на движение автомобиля, мощности, производимой электрическими устройствами, и мощности, необходимой для вспомогательного оборудования и подзарядки батареи. За счет оптимизации контроля мощности двигателя обеспечивается повышенная экономичность расхода топлива. Контроль движения: Общая мощность гибридной силовой установки складывается из сочетания мощностей бензинового двигателя и электромоторов. На малых скоростях большее количество энергии поступает от электромоторов. Такая комбинация создает ощущение плавного контроля над мощностью. Даже если бензиновый двигатель используется не постоянно, особенно в условиях частых остановок при движении, никогда не ощущается недостатка мощности. Контроль регенеративного торможения: Для оптимизации количества сохраняемой энергии система торможения, управляемая электроникой, принимает решение о том, когда следует использовать гидравлические тормоза, а когда – регенеративное торможение. Система старается применять регенеративное торможение как можно чаще с целью оптимизации процесса сохранения энергии. Достоинства автомобилей с гибридной установкой 1. Экономная эксплуатация энергию удаётся сохранить с самыми минимальными потерями и максимально дёшево. В качестве накопителя применяются как аккумуляторы, так и специальные конденсаторы. 6. Обычная заправка топливом У электромобилей пока есть один большой недостаток — необходимость зарядки аккумулятора. Процесс долгий, и требует некоторого специально оборудованного пункта зарядки. Таким образом он становится непригодным для длительных и дальних поездок. Но уже разработаны технологии, позволяющие заряжать литий-ионные аккумуляторы с электродами из наноматериалов до 80% ёмкости за 5-15 минут. У гибридного автомобиля этот недостаток устранён. Заправка осуществляется по привычной схеме, обычным углеродным топливом, тогда, когда это необходимо, и дальнейшее движение можно немедленно продолжить. В городском цикле эксплуатации гибридный автомобиль 80% времени работает в режиме электромобиля. В феврале 2006 года автолюбители из США смогли взломать электронную систему управления Toyota Prius, и научились принудительно переключать автомобиль в режим электромобиля. Французская компания PSA Peugeot Citroen к 2010 году начнет серийное производство гибридных версий Peugeot 307 и Citroen C4. В автомобилях предусмотрен режим электромобиля на скоростях менее 50 км/ч. Водитель может по желанию включать режим электромобиля. Недостатки автомобилей с гибридной установкой 1. Высокая сложность Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, подвержены саморазряду. Кроме того, они дороже в ремонте. Опыт автоиндустрии США говорит о том, что автомеханики берутся за ремонт гибридных автомобилей с большой неохотой. США пытаются решить проблему дороговизны налоговыми льготами. Далеко не все крупные автопроизводители смогли создать собственную гибридную систему. Компания Porsche отказалась от попыток самостоятельного производства гибридного автомобиля. Компания Mitsubishi изначально не пыталась создать гибридный автомобиль, а сконцентрировала все свои усилия на разработке электромобилей. Наиболее удачная на сегодня серийная разработка — Hybrid Synergy Drive 0 30 1 (произносится [хайбрид 0 3 0 1синеджи драйв]) компанией Toyota. 2. Утилизация аккумуляторов Гибридные автомобили, как и электромобили, хоть и в меньшей степени, подвержены проблеме утилизации аккумуляторов. Влияние выбрасываемых аккумуляторов на окружающую среду, по-видимому, никто не исследовал. А ведь оно может быть опасным. 3. Высокая стоимость некоторых моделей. Естественно сложность и «нетрадиционность» создания некоторых моделей влечет за собой увеличение цены на автомобили. Экология и нефтяная действительность — чего можно ждать? Экология и нефтяная действительность Недавно опубликованный доклад Межправительственной группы экспертов ООН дает возможность понять, что около 90 % от всех изменений климата (отнюдь не в нашу пользу) – это итог действия человечества на окружающую среду. Каждый слышал ужасающие истории о том, что однажды арктические льды растают, уровень воды в океане поднимется, и целые регионы окажутся затопленными. Последнее время пугающие слова «парниковый эффект» у всех на слуху. Действовать нужно решительно и уже сейчас. Браться за решение этой проблемы могут многие, но просто не хотят и тем самым ставят под угрозу будущие поколения. По словам Ганса Верольма (Hans Verolme), директора исследовательских программ по климатическим изменениям Всемирного Фонда дикой природы (WWF), ухудшение условий жизни миллиардов людей и понижение благосостояния экономик многих стран напрямую зависят от глобальных изменений климата. Ученые утверждают, что если не сократить выбросы двуокиси углерода в ближайшее врем, человечеству придется столкнуться с неожиданными и непредсказуемыми последствиями своих же ошибок, и то, что казалось невозможным, в конце концов произойдёт К счастью, некоторые успешные компании уже сейчас готовы понести убытки, пойти навстречу экологам и всячески противостоять надвигающейся беде. Совсем недавно, к примеру, 150 компаний из Европы, Соединенных Штатов, Китая и Австралии на конференции в Буэнос-Айресе. подписали документ-прошение о принятии правительствами государств мер по борьбе с негативными факторами, вызывающими глобальное потепление. Среди организаций, участвующих в проекте, можно отметить разработчика мобильных телефонов Nokia, известную всем спортсменам компанию Nike, а также Britsh Airways, eBay, L`Oreal. Как видим, бизнесмены заинтересованы в поддержке частными и государственными структурами программ по ужесточению контроля за экологией производства товаров и предоставления услуг, поощрению «зеленых» инициатив. Конец осени 2007 года для рынка нефти ознаменовался непредсказуемыми ценовыми рекордами, десятками миллионов долларов доходов для одних участников и убытков для других. В этот период цена нефти успела преодолеть несколько рубежей и вплотную приблизилась к отметке в $100, хотя в начале этого года на рынке за баррель ископаемого топлива платили всего $50. Среди факторов, влияющих на рост цен на черное золото, многие эксперты отмечают нестабильность доллара, ситуацию в Ираке, Турции, природные катаклизмы, неопределенность в отношениях с Ираном. Помимо роста цен, сталкиваемся еще с одной проблемой уже недалекого будущего – нефть скоро закончится, так как является одним из работает проверенная схема окупаемости затрат и разрекламированной экономии. Другая причина – банальное незнание большинством наших соотечественников простых вещей — «что это такое» и «как это работает». (Информацию о гибридах смотрите по ссылке — http://www.biauto.ru/ info.shtml) Несомненно, в ближайшем будущем гибриды на отечественных дорогах будут оставаться достоянием состоятельных людей – либо в качестве игрушки на пару месяцев, либо в качестве полюбившегося средства передвижения на каждый день. Перспективы гибридных автомобилей — гибриды сегодня и завтра Многие потребители утверждают, что ездить на гибриде сегодня модно. Спасибо компаниям, занимающимся рекламой гибридных автомобилей. Свою задачу — внедрить в сознание человека, что это езда на экологически более чистом автомобиле приветствуется общественностью, — они небезрезультатно выполняют. Об этом нам говорит статистика и последние новости: -Toyota объявила о намерении к 2007 году увеличить объём выпуска гибридных автомобилей (автомобилей, оснащённых одновременно двигателем внутреннего сгорания и электромотором) до 300 тысяч в год, а к 2012 году вообще перейти исключительно на выпуск гибридов; -First Automotive Works планирует произвести 1000 гибридных автобусов к 2010 году для Олимпиады 2008 в Пекине и World Expo 2010 в Шанхае; -Лондон после 2012 года будет закупать только гибридные автобусы. Будет вводиться в эксплуатацию по 500 гибридных автобусов ежегодно. Подобные факты заставляют подумать о том, что вот уже в ближайшем будущем гибридные автомобили будут весьма популярны. Что же нас ждёт? Какие существуют прогнозы? В моде на гибриды даже есть своя доля патриотизма, скрытая под капотом универсальной покупки, позволяющей экономить. Однако в каждой стране к машинам с электротопливными тяговыми установками относятся по-разному. Возьмем, к примеру, американцев. У них имеется своя точка зрения на экологию их государства и мира в целом. Сейчас в стране действуют серьезные экологические нормы, которые стимулируют разработчиков авто делать безопасные машины и распространять их не только в масштабах государства, но и мира в целом. Еще не так давно новое, неизведанное пугало американцев. Несколько лет назад, когда на рынке страны появились первые Toyota Prius, большинство жителей США относились к таким авто с опаской. Кто-то остерегался непредвиденных поломок и затрат, кого-то смущала еще ничем не оправданная дороговизна. Тем не менее, сегодня в Соединенных Штатах продается больше гибридных авто, чем где-либо в мире, по улицам колесят гибридные купе, внедорожники и даже автобусы не только от японских разработчиков, но и родных General Motors, Ford. Популярностью пользуются мощные и большие машины, такие как, к примеру, Mercury Mariner. Интересно отметить, что в рамках проходившего в этом месяце в Лос- Анджелесе традиционного ежегодного автосалона 2007 Los Angeles Auto Show — сто первого по счёту, более половины компаний могли похвастаться гибридными приводами – еще один пример всё возрастающего распространения этих «эко-машин». Наибольший интерес аудитории вызвали дорогие и массивные внедорожники Porsche Cayenne, Dodge Durango, Cadillac Escalade Hybrid. Ценителей дорогого и раритетного эксклюзива сотрудники Porsche решили порадовать показом легенды истории гибридных автомобилей — Lohner Electric Chaise, о котором мы говорили ранее. Автомобиль впервые был вывезен из Европы и предстал во всей красе перед десятками тысяч посетителей выставки. Представители компании также раскрыли несколько секретов долгожданного гибрида Cayenne. Оснащенный параллельным электротопливным приводом, Cayenne способен с помощью одного лишь электромотора разгоняться до 120 км/ч. Блок аккумуляторов расположился под багажником, на месте запаски. Зарядка батарей может производиться посредством как рекуперативной тормозной системы, так и самого бензинового двигателя объемом 3,6 литров. Системой управляет бортовой компьютер. Инженеры обещают, что этот гибридный, довольно дорогой внедорожник сможет порадовать владельца неплохими показателями экономии — «всего» 8,9 литров топлива на 100 километров. Суммарная эффективная мощность гибридной установки – 155 л.с. (расход – 6,2 л на 100 км). Фордовская схема подозрительно похожа на тойотовскую «синергетическую» систему, разве что у RX 400h задний привод – электрический. Audi во Франкфурте представила гибридный концепт Q7. Большой внедорожник оснащен 4,2-литровым V8 (350 л.с.). А между ним и АКПП расположился 43-сильный электромотор. В багажнике находится батарея аккумуляторов. Автомобиль может двигаться как на комбинированной тяге, так и силами каждого из моторов в отдельности. Расход по сравнению с чисто бензиновой версией снизился на 13% и составляет около 12 л. Кстати сказать, Audi, как и многие европейские производители, в свое время экспериментировала с гибридными формами автожизни, но сочла их неперспективными. И вот теперь пришлось вспомнить опыт постройки и A4 Avant (1997 год, турбодизель 1,9 л, 90 л.с., электромотор 29 л.с.), и даже Audi 100 Avant (1989 год, 2,3 л, 134 л.с. плюс 12,6 «электрической» силы). После заявлений, что гибридный Q7 появится в продаже уже в 2007 году, разумно ожидать аналогичных версий VW Touareg и Porsche Cayenne. Корни у них те же. А DaimlerChrysler привез на IAA сразу три гибрида, все, правда, лишь в ранге перспективных разработок. Два из них – на базе новейшего S-класса. Бензино-электрический Direc Hybrid (3,5 л, 272 л.с., электромотор – 14 л.с.) расходует 8,3 л на 100 км. Это на 25% меньше обычного S350. А дизель- электрический Blueteс Hybrid (3,2 л, 243 л.с. в сумме) кроме упавшего на 20% (до 7,7 л) расхода еще и выбрасывает вредных веществ на 80% меньше. Правда, это уже из другой сказки – благодаря применению искусственной мочевины. A еще DaimlerChrysler показал экспериментальный smart crosstown. Неизвестно, чем он может помочь кризисной марке микроавтомобилей, но общую моду отражает: его силовая установка – бензиновый двигатель (60 л. с.) и электромотор вдвое меньшей мощности. В последний момент на подножку трамвая вскочила BMW. Компания присоединилась к стратегическому альянсу GM и DC, желая также получить нужные разработки. Хотя до недавнего времени баварцы нужными разработками считали автомобили на водородном топливе. Но, видимо, передумали и представили Conсept X3 Efficient Dynamics – самый обыкновенный гибрид. С самым обыкновенным электромотором между двигателем и КПП. Зато электрический заряд у X3 хранится не в громоздких аккумуляторах, а в компактных конденсаторах. Их емкость гораздо выше, но есть существенный недостаток – всю свою энергию конденсаторы отдают разом, за 10-15 секунд. Это ограничивает применение электротяги фазой интенсивного разгона. Но так как именно в этом режиме расход топлива у традиционных моторов зашкаливает за облака, гибридный X3 на 20% экономичнее негибридного. Вместе с корпоративными объединениями в гибридной сфере наблюдается активность небольших производителей вроде Daihatsu (за ней, правда, маячит Toyota) и Subaru. Первая во Франкфурте показала концептуальное полноприводное купе HVS (Hybrid Vehicle Sports) – техническая калька полноприводной системы RX 400h, но с 1,5-литровым двигателем (4,1 л на 100 км). Вторая уже на Токийский автосалон привезла концепт B5-TPH (Turbo Parallel Hybrid), оснащенный 260-сильным оппозитным турбомотором и фирменным «симметричным» полным приводом. Но главное – собственная продвинутая параллельная гибридная схема (похожая на используемую Toyota) с 14-сильным электродвигателем. АВТОМОБИЛИ: Ford: -Ford Escape Hybrid -Mercury Mariner Hybrid Honda: -Honda Insight (International Engine of the Year 2000) -Honda Civic Hybrid -Honda Accord Hybrid General Motors: -Chevrolet Silverado/GMC Sierra Hybrid (debatable, see Mild hybrid) -New Flyer hybrid buses using Allisons electric drive system Opel Astra Diesel Hybrid. Mazda: -Mazda Demio (Japan-only, debatable, see Assist hybrid) Renault: -Renault Kangoo (France) Toyota and Lexus: -Prius (Motor Trend Car of the Year 2004, International Engine of the -Year 2004, European Car of the Year 2005) -Lexus RX 400h -Toyota Highlander -Lexus GS 450h -Toyota Camry Hybrid -Toyota Estima (Japan-only) Nissan: -Altima Hybrid — гибридная схема Toyota ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ: Hino Motors: -Dutro Hybrid (продаётся в Японии и Австралии) ВЕЛОСИПЕДЫ С МОТОРОМ: -Moped -Power-assisted bicycle -Electric bicycle Гибридные автобусы и грузовики Автобусы: Автобусы с гибридными (дизель/электричество) силовыми установками разрабатывают и производят: -New Flyer — Канада. Выпускает гибридные автобусы с 1997 г.

Как работает гибридный двигатель? Принцип эффективности

Силовая гибридная установка современного транспортного средства представляет собой сочетание обычного двигателя и электрического мотора. В результате такой гибрид обеспечивает не только минимальных расход топлива, но и относительную чистоту выхлопных газов. Сразу же заметим, что экономичность находится в прямой зависимости от емкости аккумуляторных батарей – чем больше их емкость, тем выше цена собственно автомобиля.

В зависимости от роли электромотора в силовой установке гибрида подразделяются на:

  • умеренные, в которых электродвигатель является лишь помощником двигателя. Такие авто имеют идентификацию mild hybrids;
  • полные – такие машины в состоянии преодолеть некоторое расстояние исключительно на электрической тяге. Такой двигатель называется full hybrids.

Вы можете услышать и о, так называемых, микрогибридах, но это, по сути, не более чем удачное маркетинговое решение, предназначенное больше для рекламных целей.

Микрогибрид — это разновидность генератора с более широкими функциями. Нас же больше интересуют гибридные двигатели, в которых крутящий момент передается сразу на колеса автомобиля. Заметим, что гибриды имеют свойство преобразовывать кинетическую энергию и накапливать ее в виде электроэнергии во время торможения.

Принцип работы гибридного двигателя

В современных гибридных авто используется несколько схем подключения:

  • Последовательная схема подразумевает двигатель малой мощности, соединенный с генератором электричества. Электродвигатель в такой схеме имеет привод непосредственно к колесам. В этом случае ДВС никогда не приводит колеса в движение – он предназначен лишь для питания мощной аккумуляторной батареи.
  • Параллельная схема – это сложная системы, в которой автоматические муфты соединяют воедино двигатель, электромотор и трансмиссию. Эта схема позволяет как одновременное, так и раздельное использование электрического двигателя и ДВС для приведения колес во вращательное движение.
    Электромотор эффективно разгоняет транспортное средство и выполняет рекуперативное торможение.
  • Последовательно-параллельная схема – нечто среднее между описанными выше вариантами.

Компоненты гибридного автомобиля

  • Двигатель внутреннего сгорания – такой же, как и в традиционном авто, разве что меньшего объема.
  • Самый обычный топливный бак.
  • Электромотор, совмещающий функции как силового агрегата, так и генератора, когда авто притормаживает.
  • Генератор, предназначенный исключительно для производства электроэнергии.
  • АКБ для хранения электроэнергии гибридного авто. Если в обычном ДВС аккумулятор предназначен исключительно для питания электрических цепей, то в гибриде он еще может и питать силовую установку для движения транспортного средства.

За гибридами будущее… А пока, интернет-магазин автозапчастей Фортуна готов предложить владельцам традиционных авто все для ремонта и ТО по разумной цене!

Wolflubes — The Vital Lubricant — Блог

Специальные смазочные материалы обеспечивают максимальную энергоэффективность гибридных автомобилей

В связи с экологическими проблемами и повышением цен на топливо ожидается, что в ближайшие годы будет успешно развиваться рынок гибридных автомобилей. Чтобы обеспечить надлежащую смазку и максимальную энергоэффективность гибридных автомобилей, требуются специальные смазочные материалы.

По оценкам компании Frost & Sullivan, к 2025 году будет продано около 15 миллионов гибридных электромобилей, а это 16,4% от общей доли легковых автомобилей. Таким образом, прирост составит 500% по сравнению с 2019 годом. Этот впечатляющий показатель можно объяснить непрерывным увеличением цен на нефть и ростом информированности о том, что необходимо сокращать выбросы углекислого газа. 

Вследствие ухудшения экологической ситуации государства разрабатывают программы поощрения для производителей гибридных и полностью электрических автомобилей. В ближайшие годы все крупные производители будут расширять ассортимент гибридных автомобилей.

Как устроен гибридный автомобиль?

Гибридный автомобиль обеспечивает оптимальную эффективность с точки зрения расхода топлива и производительности двигателя. В таких автомобилях используются двигатели двух типов (или более): обычно это двигатель внутреннего сгорания, который приводит в действие электрический генератор, подающий питание на электродвигатель.

Основной принцип работы гибридного автомобиля заключается в том, что разные двигатели работают лучше при разных скоростях, идеально дополняя друг друга:

  • Электродвигатель более эффективен для развития крутящего момента или силы вращения.
  • Двигатель внутреннего сгорания лучше подходит для поддержания высоких скоростей.

Электродвигатель в гибридном автомобиле выполняет резервную функцию. Главным образом он помогает двигателю внутреннего сгорания при очень высокой рабочей нагрузке (например, при запуске автомобиля или ускорении). В определенный момент при разгоне гибридный автомобиль переключается с одного двигателя на другой, что обеспечивает бескомпромиссную энергоэффективность, сокращение расхода топлива и выбросов CO2.

Для новых двигателей гибридных автомобилей требуются специальные смазочные материалы

Гибридные автомобили оснащаются новыми архитектурами питания и двигателями, для которых характерно следующее:

  • Увеличение напряжения в системах
  • Высокое содержание меди
  • Более высокие температуры
  • Новые полимерные материалы
  • Высокие скорости
  • Иные требования к трению или к отсутствию такового

Для надлежащей смазки, повышения энергоэффективности и улучшения характеристик двигателей для гибридных автомобилей требуются специальные смазочные материалы, которые предлагают следующее:

  • Соответствующие электрические свойства
  • Гарантированная защита от коррозии
  • Необходимые характеристики теплопередачи
  • Совместимость с полимерными материалами
  • Защита от окисления и образования осадков
  • Защита высокоскоростных подшипников
Инновационные смазочные материалы Wolf для гибридных автомобилей

Wolf разработал специальную серию продукции для смазки механизмов гибридных автомобилей. В то время как большинство масел SAE 0W-16 и 0W-20 от конкурирующих компаний относятся к категории API SN, наши новые масла SAE 0W-16 и 0W-20 для гибридных автомобилей отвечают требованиям категорий API SN Plus и SN/RC.

Наши смазочные материалы, разработанные специально для гибридных автомобилей, отличаются стабильностью смазывающих свойств и превосходной устойчивостью к окислению при высоких температурах, а также обеспечивают защиту от раннего зажигания на низких оборотах (LSPI) и поломок автомобиля. Кроме того, эти материалы позволяют достичь исключительной топливной экономичности (FE) для автомобилей азиатских производителей (Honda, Lexus, Mitsubishi, Nissan, Toyota и др.).

Смазочные материалы Wolf для гибридных автомобилей обеспечивают немедленную смазку при запуске в условиях низких температур, благодаря чему снижается трение и износ при запуске. Эти материалы также сокращают расход топлива и выбросы CO2, что способствует защите окружающей среды.

Гибридные автомобили

Гибридный автомобиль— особый вид транспорта, работающий на разных источниках энергии. Чаще всего речь идет о машинах с ДВС и электромотором, что позволяет экономить топливо в режиме небольших нагрузок.

Еще одним вариантом является совмещение агрегатов, работающих на классическом принципе (внутреннее сгорание) и сжатом воздухе, но они встречаются редко. Ниже рассмотрим особенности этого транспорта, как он работает, в чем плюсы и минусы, и какие перспективы ожидают гибридов в будущем.

История гибридных автомобилей

История создания гибридных автомобилей началась еще в конце XIX века. В 1897 году совмещением электрического мотора и ДВС занялась компания Parisienne des Voitures Electriques. При этом первой машиной-гибридом многие считают Lohner-Porsche, которая была разработана и выпущена уже в начале XX века. Активной разработкой таких моторов занималась и компания General Electric. В Соединенных Штатах созданием гибридов заинтересовался Виктор Воук, который начал работать в этом направлении в 1960-1970-х годах.

Создание автомобилей с гибридным двигателем в СССР курировалось Нурбеем Гулиа. Одним из представителей такого транспорта стал Уаз 450, где маховик накапливал энергию, а роль трансмиссии брал на себя вариатор ленточного типа. В 70-х годах прошлого века были организованы испытания автобусов для городской эксплуатации.

Разработчики создали двигатели, работающие на базе баллонов со сжатым азотом и маслом. Такая особенность позволила уменьшить расход почти вдвое, а также добиться значительного снижения количества вредных выбросов.

Устройство и принцип работы гибридных автомобилей

Читайте также: Камаз-54907 Континент, инновационный тягач поколения К6

На современном этапе гибридный двигатель совмещает в себе электрический и классический принцип ДВС. В качестве топлива во втором случае может использоваться бензин или дизель. Для нормальной работы применяются и иные узлы, функционирующие под управлением электронного блока.
Для понимания конструкции гибрида необходим знать, что его силовой агрегат состоит из следующих элементов:

  • ДВС. Используются максимально легкие детали, делается расчет на снижение расхода горючего и уменьшение вреда для атмосферы. 
  • Электрическая часть. Энергия может применяться в качестве движущей силы и выступать в роли источника энергии для ДВС. Этот элемент может быть частью общей силовой сети или размещаться отдельно. В продаже можно найти модели с обоими вариантами исполнения.
  • Топливный бак. Выполняет стандартную функцию по подаче горючего к двигателю.
  • Трансмиссия. В гибридных моторах могут использоваться разные типы таких механизмов: встроенные КПП, «механика», АКПП и т. д.
  • Источник питания. В гибридах применяется два типа аккумуляторов. Первый рассчитан на высокое напряжение и предназначен для работы силовой установки.Второй — на 12 В для питания потребителей автомобиля. Все устройства активируются от стандартного АКБ.
  • Инвертор. Используется для преобразования тока, поступающего от высоковольтного АКБ и конвертирующего его в 3-фазный вариант для электрического двигателя. Также он применяется для распределения энергии.
  • Генераторная установка. В задачи этого узла входит производство электроэнергии.

Зная особенности конструкции, можно рассмотреть принцип действия устройства.

Чаще всего применяется следующий принцип:

  1. В условиях города применяется электрический мотор, имеющий сравнительно небольшую мощность.
  2. При движении за населенным пунктом используется стандартный ДВС.
  3. В остальных случаях (при остановках-ускорениях) силовые узлы работают совместно.

При использовании двигателя внутреннего сгорания параллельно происходит заряд электромотора для возможности его применения при небольших нагрузках.

Классификация гибридных силовых установок

Как отмечалось выше, гибридные силовые агрегаты могут быть разных типов. Они отличаются не только по принципу действия, но и по схеме взаимодействия, уровню электрификации, виду и иным параметрам. Ниже рассмотрим главные разновидности и особенности таких систем.

Мягкий гибрид

В таких автомобилях электромотор предназначен для поддержки основного двигателя. Он не используется для обеспечения движения машины. Процесс возвращения энергии происходит при нажатии на тормоз. Конструктивно в таких системах функцию маховика берет на себя стартер-генератор. К особенностям таких гибридов относится малая мощность, компенсируемая только электрической частью и лишь при наборе скорости.

Полный гибрид

В таких машинах электромотор используется только в городском режиме, а при выезде на трассу, где необходима более высокая скорость, применяется обычный двигатель на бензине. При этом схема соединения ДВС с электрической частью может быть различной: разветвленной, смешанной или последовательной. Автомобиль не берет заряд от сети, а сам процесс происходит только при рекуперации. В случае разряда Li-Ion источника питания необходимо перейти на стандартный мотор.

Гибриды-плагины

В таких машинах электрический узел получает энергию для заряда и вместе с ДВС обеспечивает движение колес. В новых гибридах при использовании двух видов двигателей доступна мощность батарей в 70-100 «лошадей». Возле бака для топлива предусмотрен разъем для зарядки от розетки. Гибриды-плагины способны преодолевать до 50 километров исключительно на электричестве.

Схемы работы электромотора и ДВС

В процессе развития гибридов появилось несколько схем взаимодействия электрического двигателя и ДВС. Кратко рассмотрим их особенности.

Последовательная

Наиболее простая система, предусматривающая приведение ДВС в работу с помощью вала генератора. Последний, в свою очередь, питает электрический мотор и обеспечивает вращение колес автомобиля. Конструктивно в таких машинах между приводной частью и генератором монтируется АКБ или суперконденсатор.
В такой схеме КПП, сцепление и иные элементы механики не нужны. На последовательных авто-гибридах установлены двигатели небольшой мощности.

Режим эффективен при частых остановках и разгоне, что характерно для движения в городском режиме. Из минусов — двойное преобразование энергии, что влияет на КПД и неэффективность при движении за городом.

Параллельная

Здесь электрический мотор может выполнять функции генератора и ДВС, который полностью независим и может работать без электрического двигателя. Электромотор дополнительно берет на себя задачи стартера и находится между КПП и ДВС. Аккумуляторы в таких авто очень компактны, что позволяет уменьшить авто. При работе мотора на бензине недостатки момента вращения покрывается электрической частью.

Цена гибридных автомобилей, работающих на параллельном принципе, выше. Это объясняется более высоким КПД и эффективностью. К минусам стоит отнести ограниченность компоновки и необходимость применения особой коробки передач. Такой вариант актуален при движении с малой и средней активностью.

Последовательно-параллельная

В роли первопроходцев такого принципа выступили создатели машин Тойота. Им удалось объединить лучшие характеристики последовательного и смешанного принципа. В последовательно-параллельных гибридных машинах электрическая часть работает в качестве генератора, выдает энергию, и может использоваться в качестве мотора для движения авто. Разные узлы объединяются с помощью редуктора, вырабатывающего минимальную мощность и обеспечивающего экономию горючего.

Особенности режима:

При активном ускорении электрический и обычный мотор работают индивидуально. Электродвигатель при этом питается от АКБ без потери мощности.
В движении при постоянной скорости мощность мотора распределяется к колесам и генераторной установке. При этом происходит подпитка электрического агрегата и аккумулятора.

Экономный режим подразумевает выключение электрической тяги с запитыванием электродвигателя от ДВС. К минусам схемы многие относят высокую цену компонентов, необходимость применения отдельного генератора, большой батарейный блок и сложное компьютерное управление.

Преимущества и недостатки гибридных двигателей

Перед тем как купить гибридный автомобиль, важно понимать сильные и слабые стороны такой техники.

Плюсы:

  • Снижение расхода топлива в среднем на 30%.
  • Уменьшение вреда для окружающей среды за счет менее вредных выбросов.
  • Совместное применение электрического мотора и ДВС.
  • Наличие полезных функций: старт-стоп, корректировка фаз газораспределения, рециркуляция отработавших газов и т. д.
  • Эффективная работа на ХХ в условиях города.
  • Минимальная шумность.
  • Поддержание определенного режима с помощью системы управления.
  • Возможность совершения длительных поездок без зарядки аккумулятора.

Минусы:

  • Высокая стоимость запчастей и, соответственно, ремонта гибридных автомобилей.
  • Потребность в создании постоянной нагрузки на аккумулятор.
  • Трудности самостоятельного ремонта.
  • Риск разряда АКБ в мороз до сверхнизких параметров.
  • Большая цена транспорта. К примеру, за Тойоту Ярис придется выложить около 18 000 евро.

Перспективы авто с гибридными моторами

Многие автолюбители не представляют себе принцип работы и особенности гибридных авто, что создает препятствия на пути к росту их продаж. На практике имеющиеся разработки показывают перспективы такой техники, что лишний раз подтверждает компания Тойота. Если при использовании электромобилей человек полностью зависим от электрической части, в случае с гибридами открывается больше возможностей. Такие авто быстро заряжаются, универсальны, имеют более высокий запас хода и ряд других преимуществ.

Благодаря применению электрической части двигатели внутреннего сгорания испытывают меньшую нагрузку. Это, в свою очередь, положительно сказывается на ресурсе силового агрегата. Гибриды во многом выигрывают даже у авто с установленным ГБО. Это связано с более простым обслуживанием и безопасностью. 

Но реальные перспективы только за версией plu-in. Такой транспорт выделяется реальной экономией, отличается бесшумностью работы и сохраняет хорошую динамику. Но на перспективы гибридов также влияет развитие заправочной инфраструктуры. Это связано с тем, что батареи гибридных автомобилей необходимо заряжать.

Итоги

Популярность гибридов сегодня обусловлена многими факторами — плавностью движения на небольших скоростях, экономией топлива в сравнении с ДВС и возможностью совершения поездок на электрической тяге (пусть и с ограниченным километражем). Но развитие этого направления тормозится плохой развитостью инфраструктуры, высокой ценой и дороговизной обслуживания транспорта. При этом есть уверенность, что в ближайшее время эти проблемы удастся решить.

Как устроен гибридный автомобиль

Поиск запроса «гибридные автомобили» по информационным материалам и форуму

Что такое гибридный автомобиль? | Как работает гибридный автомобиль?

Комбинация двух или более источников питания известна как гибрид . Автомобиль, созданный по гибридной технологии, известен как гибридный автомобиль . Гибридный электромобиль (HEV) входит в число самых известных транспортных средств в мире. Гибридный электромобиль имеет два источника питания: I.C. двигатель, а другой — электродвигатель. И.К. Двигатель и электродвигатель используются в гибридном автомобиле для увеличения мощности автомобиля и снижения уровня выбросов.Двигатель называют сердцем автомобиля. Это двигатель, который преобразует мощность топлива в движение автомобиля.

Что такое гибридный автомобиль?

Любое транспортное средство, которое может питаться от двух или более источников энергии , называется Гибридным транспортным средством . Гибридный автомобиль — это тип транспортного средства, в котором используется как электродвигатель , так и двигатель внутреннего сгорания. двигатель как источник энергии.

Невозможно подключить гибридный электромобиль для зарядки аккумулятора. Вместо этого батарея заряжается за счет рекуперативного торможения и ИС. двигатель. Дополнительная мощность, обеспечиваемая электродвигателем, потенциально может позволить использовать двигатели меньшего размера.

Аккумулятор также питает вспомогательную нагрузку и снижает холостой ход двигателя при остановке. Эти два источника энергии (электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания) улучшают экономию топлива без ущерба для производительности.

В отличие от полнофункциональных I.C. автомобилей с двигателем, гибридный электрический автомобиль имеет батареи, которые питают электродвигатели и приводят их в действие, в дополнение к топливному баку, который подает питание на двигатель внутреннего сгорания.Существует несколько способов упаковки и зарядки аккумулятора. Основным преимуществом гибридного электромобиля (HEV) является его экономичность.

Эти типы автомобилей имеют более низкий уровень выбросов, более высокую мощность и лучшую топливную экономичность, чем обычные автомобили. Гибридный двигатель обеспечивает лучшую топливную экономичность и мощность, чем другие типы двигателей.

Когда гибридный автомобиль едет или тормозит, он создает избыточную энергию для зарядки аккумуляторной батареи двигателя. Поэтому вам не нужен внешний источник для зарядки аккумулятора вручную.Во-вторых, этот процесс также помогает улучшить запас топлива или эффективность.

Обычный гибридный автомобиль — это полностью электрический автомобиль. К ним относятся электродвигатель, приводящий в движение колеса, и аккумулятор, питающий электродвигатель. Затем есть совершенно отдельный бензиновый двигатель, который питает генератор. Обычные гибридные автомобили имеют очень маленькие двигатели.

Обычные гибридные автомобили имеют большой вес. Эти транспортные средства должны выдерживать вес аккумуляторов, бензиновых двигателей, генераторов и электродвигателей.

Обычный гибридный автомобиль не требует столько энергии от батареи, как чистый электромобиль, поэтому вы можете сэкономить вес, но полноразмерный электродвигатель и 10-киловаттный генератор весят сотни фунтов.

Теперь мы изучим, как работает гибридный автомобиль?

Принцип работы гибридного автомобиля

Основной целью создания гибридных автомобилей является снижение расхода топлива и выбросов вредных газов. Гибридные автомобили питаются как минимум от двух типов источников энергии.

Старый гибридный автомобиль имел стационарный газовый двигатель для питания генератора. От этого генератора электрическая энергия передавалась на электродвигатель, установленный на ступице переднего колеса.

Новейший гибридный автомобиль использует комбинацию электрической и топливной (бензиновой или дизельной) энергии. Этот тип транспортного средства имеет различное количество электродвигателей.

Гибридный автомобиль работает следующим образом:

  • В первую очередь карбюратор двигателя автомобиля засасывает воздух из окружающей среды и производит подмешивание топливно-воздушной смеси.
  • Топливно-воздушная смесь направляется в цилиндр сжатия двигателя внутреннего сгорания. двигатель.
  • Цилиндр сжатия содержит возвратно-поступательный поршень.
  • Этот поршень сжимает топливно-воздушную смесь. Благодаря высокому сжатию топливовоздушная смесь воспламеняется, и вырабатывается мощность.
  • Мощность, вырабатываемая двигателем, передается генератору для выработки электроэнергии.
  • Вырабатываемое электричество используется для зарядки автомобильного аккумулятора или для работы двигателя.
  • Когда энергия передается на батарею, она сохраняет ее.Эта накопленная мощность используется для запуска автомобиля, когда двигатель не работает.

Как заряжается аккумулятор гибридного автомобиля?

Зависит от типа гибрида. В большинстве продуктов, включая подключаемые и серийные гибриды, используется бензиновый двигатель для выработки электроэнергии и зарядки аккумулятора. Подключаемые гибриды также могут работать от электросети.

Параллельные гибриды отличаются тем, что они только заряжают аккумулятор, поглощая дополнительную энергию и преобразовывая ее в электричество. Дополнительная энергия, которая обычно тратится впустую, когда автомобиль работает на холостом ходу или замедляется, сохраняется в аккумуляторе для последующего использования (например, для рекуперативного торможения).

Эта «рекуперативная» зарядка используется в бензиновых двигателях и других гибридных автомобилях.

Что такое рекуперативное торможение?

Рекуперативное торможение — это метод рекуперации энергии, потерянной во время торможения, и сохранения ее в виде электрической энергии в аккумуляторной батарее.

Когда вы нажимаете на тормоз автомобиля, генерируется кинетическая энергия, которая используется для движения автомобиля вперед.Обычно он выделяет тепло тормозными колодками. Однако технология рекуперативного торможения гибридных автомобилей может преобразовывать это рассеянное тепло в электричество.

Когда вы нажимаете на педаль акселератора, батарея подает питание на двигатель. Когда двигатель получает мощность, он приводит в движение колеса.

Обратный процесс, когда вы убираете ногу с педали акселератора или нажимаете на тормоз. Питание электродвигателя отключается, и колеса передают кинетическую энергию электродвигателю, фактически превращая его в генератор и возвращая энергию обратно в аккумулятор.

Все гибриды также оснащены стандартными фрикционными тормозными дисками для резких остановок, поскольку рекуперативное торможение не подходит для резких остановок.

Читайте также: Различные типы двигателей

Типы гибридных автомобилей

Автопроизводители используют различные гибридные конструкции, чтобы добиться максимальной топливной эффективности или максимально снизить цену гибридного автомобиля. Существуют различные типы гибридных автомобилей. Гибридный автомобиль имеет следующие основные типы:

  1. Параллельный гибрид
  2. Серия
  3. Гибрид
  4. Подключаемый гибрид
  5. 2-режимный гибрид
  6. Мягкий гибрид

1) Параллельный гибрид

Parallel Hybrid входит в число самых известных типов гибридных электромобилей. Этот дизайн очень известен.

Параллельные гибриды используют как двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, чтобы производить мощность и управлять автомобилем. В гибридном автомобиле Parallel и электродвигатель, и I.C. двигатель подключен параллельно к трансмиссии или коробке передач.

Параллельный гибрид использует микроконтроллер для управления процессом передачи энергии. Этот микроконтроллер определяет, работают ли двигатель и мотор отдельно или вместе.

Аккумуляторная батарея используется для питания электродвигателя, а топливный бак используется для подачи топлива в двигатель.Электродвигатель также действует как пусковой механизм двигателя. Эти валы двигателя соединены непосредственно с безмуфтовой трансмиссией.

Поэтому, когда транспортное средство приводится в движение исключительно двигателем, вал продолжает вращаться. Это позволяет двигателю работать как генератор. Вырабатываемая электроэнергия используется для зарядки аккумулятора.

Примерами параллельных гибридных автомобилей являются Hyundai Sonata, Toyota Prius, Honda Accord, Toyota Camry и т. д.

В настоящее время почти все гибридные автомобили являются параллельными, а не серийными гибридными автомобилями.Силовой агрегат гибридного автомобиля Toyota оснащен двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и двумя электродвигателями, которые также можно использовать в качестве генератора. Эти электродвигатели заряжают аккумуляторы двигателя. В противном случае энергия будет потрачена впустую, например, при поломке автомобиля.

Энергии, хранящейся в относительно небольшой батарее, достаточно для питания трансмиссии или движения автомобиля примерно на милю, если это необходимо. Поэтому гибридные автомобили Toyota могут работать только на электричестве; они также могут работать на I.C. двигатели или оба.Однако единственным источником энергии для автомобилей является топливо.

2) Серия гибридная

Процесс, в котором мощность одного источника преобразуется в мощность другого, и эта мощность приводит в движение автомобиль, известен как последовательный гибрид. Автомобиль работает на «серийном гибриде», известном как серийный гибридный автомобиль.

Серийный гибридный автомобиль имеет последовательно соединенные генератор и двигатель. Генератор использует электроэнергию, вырабатываемую двигателем, для выработки электроэнергии.Эта мощность используется для запуска двигателя или зарядки аккумулятора.

Когда двигатель не работает, электричество, хранящееся в батареях, может использоваться для движения автомобиля. Эти автомобили похожи на электромобили тем, что главная передача обеспечивается исключительно электродвигателем.

Скорость двигателя можно изменить, просто заменив источник питания, что устраняет необходимость в сложной системе трансмиссии.

Эта система повышает КПД двигателя и позволяет двигателю работать с наиболее эффективными оборотами независимо от скорости автомобиля.

Энергия, вырабатываемая в таких ситуациях бездействия, сохраняется в аккумуляторе для последующего использования. Серийные гибридные автомобили более эффективны, но требуют большого преобразования энергии. Каждое из этих преобразований теряет мощность и снижает общую эффективность системы. Еще одним недостатком этой последовательной системы является то, что для нее требуется больше деталей, чем для параллельных систем. Это увеличивает общую массу автомобиля.

Гибридные системы передачи энергии серии

очень популярны на кораблях и локомотивах.Атомная подводная лодка — пример серийного гибридного автомобиля. Ядерные реакторы производят тепло, которое приводит в действие паровые турбины, которые затем приводят в действие генераторы. Тепловоз представляет собой гибридное транспортное средство.

В настоящее время этот метод используется, потому что гораздо проще передвигать транспортное средство на электричестве, чем получать чистую энергию от ядерного реактора или большого дизельного двигателя. Кроме того, поезда весят сотни тонн, и для движения поезда обязательно наличие безмуфтовой трансмиссии.

3) Подключаемый гибридный автомобиль

Подключаемый гибридный автомобиль позволяет традиционным гибридным автомобилям иметь аккумуляторы большей емкости, которые необходимо перезаряжать. Как правило, эти гибридные автомобили используют розетку на 110 В для зарядки аккумулятора, как и в случае с электромобилем.

Гибридные автомобили с подключаемым модулем используют двигатели внутреннего сгорания и могут работать после полной зарядки, что значительно повышает топливную экономичность автомобиля. Volvo XC40 Recharge Plug-in Hybrid, Hyundai Ioniq Plug-in Hybrid и BMW 330e являются примерами подключаемых гибридных электромобилей.

4) 2-режимные гибридные автомобили

Эти типы гибридного дизайна работают двумя разными способами. В первом режиме он работает как обычный гибридный автомобиль. В режиме 2 и можно адаптировать конструкцию к различным требованиям двигателя для конкретной задачи автомобиля.

5) Автомобиль с мягким гибридом

В последние годы стоимость производства гибридных автомобилей с высокой эффективностью стала очень высокой. Автомобильные компании разрабатывают новые планы по доведению гибридных технологий до обычного человека.

Автомобильные компании приняли мягкую гибридную конструкцию, чтобы соответствовать стандартам выбросов и немного повысить эффективность использования топлива без значительного увеличения затрат.

В мягком гибридном автомобиле электродвигатель помогает бензиновому или бензиновому двигателю повысить производительность, повысить эффективность использования топлива или и то, и другое. Он также используется в качестве стартера для функций автоматической остановки или запуска, которые снижают расход топлива, выключая двигатель, когда автомобиль стоит, и сокращая расход топлива.Baleno, Ciaz и Maruti Suzuki Ertiga являются примерами мягких гибридных автомобилей.

Читайте также: Различные типы дизельных двигателей

Части гибридного автомобиля

Гибридный автомобиль состоит из следующих основных частей:

  1. Трансмиссия
  2. Тяговый аккумулятор
  3. Тепловая (охлаждающая) система
  4. Контроллер силовой электроники
  5. Двигатель внутреннего сгорания
  6. Топливный бак
  7. Топливный фильтр
  8. Выхлопная система
  9. Тяговый электродвигатель
  10. Генератор
  11. Преобразователь постоянного тока в постоянный
  12. Аккумулятор

1) Трансмиссия  

Этот компонент гибридного автомобиля приводит в движение колеса, передавая механическую мощность от тягового двигателя или электродвигателя.

2) Тяговый аккумулятор  

Это устройство экономит энергию для использования тяговыми двигателями.

3) Тепловая (охлаждающая) система

Эта система может поддерживать подходящий диапазон рабочих температур для силовой электроники, электродвигателей, гибридных двигателей и других деталей.

4) Контроллер силовой электроники

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

5) Двигатель внутреннего сгорания

В двигателе внутреннего сгорания топливо впрыскивается внутрь камеры сгорания или впускного коллектора, где оно смешивается с воздухом. Эта воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой, создаваемой свечой зажигания.

6) Топливный бак

Топливный бак хранит бензин в автомобиле до тех пор, пока он не понадобится двигателю. Топливный насос используется для подачи бензина из топливного бака в карбюратор двигателя.

Читайте также: Работа топливного насоса

7) Топливный фильтр

Форсунка-дозатор топлива подключается к баку автомобиля для заполнения топливного бака.

8) Выхлопная система

Эта часть гибридного автомобиля отводит выхлопные газы двигателя от выхлопной трубы через выхлопную трубу. Разработайте трехкомпонентный каталитический нейтрализатор для снижения выбросов двигателя в выхлопных системах.

9) Тяговый электродвигатель

Эта часть автомобиля с гибридным двигателем использует мощность тягового аккумулятора, и этот двигатель приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых автомобилях используется мотор-генератор, который выполняет как регенерацию, так и ведущую роль.

10) Генератор  

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

11) Преобразователь постоянного тока в постоянный

Этот компонент гибридного электромобиля заменяет источник питания постоянного тока высокого напряжения с тяговой аккумуляторной батареи на источник питания постоянного тока низкого напряжения, необходимый для питания аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательных аккумуляторов.

12) Аккумулятор (вспомогательный аккумулятор)  

В электромобилях вспомогательная батарея обеспечивает питание для запуска транспортного средства перед активацией тяговой батареи и обеспечивает питание автомобильных аксессуаров.

Проектирование топливно-эффективной системы
  • Мягкий гибрид: Этот дизайн также известен как микрогибрид. Он использует батареи и электродвигатели для приведения в движение транспортного средства и выключения двигателя при его остановке (например, на светофоре или в условиях прерывистого движения). Автомобиль с мягким гибридом потребляет мало топлива. Эти гибридные системы не могут питать транспортное средство только электричеством. Эти автомобили, как правило, дешевле, чем полные гибриды, но имеют преимущества в экономии топлива по сравнению с полными гибридами.
  • Полные гибриды: Эти автомобили оснащены батареями большей емкости и более мощными электродвигателями для движения автомобиля на короткие расстояния и на низких скоростях. Эти гибридные автомобили имеют больше затрат, чем мягкие гибриды, но они более экономичны.

Преимущества и недостатки гибридных автомобилей

Преимущества и недостатки гибридного электромобиля приведены ниже:

Преимущества гибридного автомобиля

Основным преимуществом гибридных автомобилей перед бензиновыми автомобилями является то, что они чище и потребляют больше топлива.Это делает его экологически чистым. В гибридных автомобилях используются двигатели двойного действия (электродвигатель и бензиновый двигатель), которые снижают расход топлива и экономят энергию.

Гибридные автомобили поддерживаются множеством кредитов и стимулов, чтобы они оставались доступными. Снижение ежегодных налогов и освобождение от платы за пробки приводят к сокращению расхода топлива.

  • Меньшая зависимость от ископаемого топлива

Одним из главных преимуществ гибридного автомобиля является то, что он потребляет меньше, чем я.C. двигатель автомобилей. У него чистая работа. Это означает, что они выделяют меньше выхлопных газов и меньше зависят от ископаемого топлива. Это поможет снизить цены на бензин на местном рынке.

  • Система рекуперативного торможения

Когда вы нажимаете на тормоз вашего гибридного автомобиля, K.E. производит. Внутренний механизм используется для захвата и передачи этой генерируемой энергии в батарею. Это избавляет от необходимости прерывать период и регулярно заряжать аккумулятор.

Гибридные автомобили сделаны из более легких материалов и требуют меньше энергии для движения. Кроме того, двигатель меньше и легче, что позволяет экономить много энергии.

I.C. двигатели, используемые в гибридных транспортных средствах, имеют небольшие размеры, легкие и эффективные, поскольку они не должны приводиться в действие исключительно транспортным средством.

  • Помощь от электродвигателя

И.К. двигатель этого транспортного средства потребляет мало топлива, поскольку электродвигатель помогает двигателю управлять транспортным средством.

В гибридных автомобилях двигатель запускается автоматически при нажатии на педаль акселератора и автоматически останавливается на холостом ходу. PHEV могут преодолевать большие расстояния на более высоких скоростях, чем обычные гибридные автомобили. Транспортные средства на водородных топливных элементах выделяют только водяной пар и горячий воздух, что приводит к снижению выбросов энергии.

Недостатки гибридного электромобиля

Гибриды не имеют больших интегральных схем. двигатели, и даже электродвигатели не такие мощные, поэтому вы не можете приблизиться к большому транспортному средству с бензиновым двигателем, которое сочетает в себе эти два.Поэтому гибриды могут быть не лучшим вариантом для тех, кто любит много мощности.

Главный недостаток гибридного автомобиля в том, что он имеет очень высокую цену. Гибридные автомобили стоят относительно дороже, чем обычные бензиновые автомобили, и стоят от 5 100 до 11 000 долларов больше, чем стандартная версия. Однако дополнительная сумма может быть уравновешена за счет снижения операционных расходов и освобождения от налогов.

Гибридный автомобиль становится немного тяжелее своего бензинового аналога с дополнительными батареями. Таким образом, при вождении гибрида вы заметите некоторые проблемы с управлением, которые повлияют на подвеску и эффективность использования топлива.

Гибридный автомобиль дороже в обслуживании, чем аналогичный бензиновый автомобиль. Это потому, что гибриды по-прежнему являются инновационными и могут многое добавить на рынок. Поэтому найти всех механиков, имеющих опыт ремонта таких автомобилей, не представляется возможным. Эта причина приводит к дорогостоящему ремонту гибридных автомобилей.

Как мы уже говорили ранее, гибридные автомобили имеют два двигателя. Наличие спаренных двигателей и постоянно совершенствующаяся техника делают ремонт и обслуживание гибридных автомобилей сложными.Из-за этого гибридные двигатели имеют высокие затраты на содержание и обслуживание. Кроме того, найти мастера с таким опытом непросто.

Гибридные автомобили в значительной степени зависят от батарей, что делает вождение без них практически невозможным. Что еще хуже, замена аккумулятора в гибридном автомобиле стоит очень дорого, и многие водители неохотно покупают такой автомобиль.

Эти типы транспортных средств имеют сложную конструкцию. Поэтому конструкция этих транспортных средств очень тяжелая.

 Гибридный автомобиль против электромобиля

Основное различие между электромобилем и гибридным автомобилем приведено ниже:

Топливо
Технические характеристики Электрический автомобиль Гибридный автомобиль
Топливо Электрический автомобиль нуждается в электроэнергии для привода, который предоставляется аккумуляторным пакетом (DC). Гибридный автомобиль использует для движения как топливо (бензин или дизельное топливо), так и электричество.
Зарядка Аккумулятор необходимо заряжать вручную. Аккумулятор не нужно заряжать вручную.
Цена Слишком высокая цена. Цена гибридного автомобиля почти равна цене автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.
Выхлопные газы. Эти автомобили выделяют меньше выхлопных газов, чем гибридные автомобили. Гибридные автомобили выбрасывают больше выхлопных газов, чем электромобили.
Выбросы топлива Эффективность использования топлива зависит от диапазона заряда аккумулятора. Топливная эффективность зависит от комбинации запаса хода аккумулятора и двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель В этих автомобилях используется только электрический двигатель. В этих автомобилях используется как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель.

Часто задаваемые вопросы Раздел

Что означает гибрид в автомобиле?

Комбинация двух или более источников питания называется гибридной.Автомобиль, созданный на основе гибридной технологии, известен как гибридный автомобиль. Гибридный автомобиль имеет двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

Что означает гибридный автомобиль?

Автомобиль, использующий два или более источников энергии, называется гибридным автомобилем.

Как работает гибридный автомобиль?

Во-первых, двигатель внутреннего сгорания вырабатывает энергию. Генератор преобразует эту мощность двигателя в электричество. Это электричество используется для привода двигателя, а оставшаяся энергия накапливается в аккумуляторе.Накопленная мощность используется для запуска автомобиля, когда двигатель не работает.

Как зарядить гибридный автомобильный аккумулятор?

Существует несколько способов зарядки аккумуляторной батареи гибридного автомобиля, но наиболее распространенные из них приведены ниже:

  • Зарядка дома: Гибридные автомобили Maximum имеют мощное зарядное устройство на 240 В, которое можно подключить для зарядки к электрической системе вашей страны. Подключаемые гибридные автомобили для туристических поездок необходимо заряжать в течение ночи, чтобы полностью использовать аккумулятор.Эта идея очень выгодна благодаря расширенному ассортименту подключаемых гибридных автомобилей и низкой стоимости электроэнергии в непиковые периоды.
  • Мобильная зарядка: Некоторые подключаемые гибриды также имеют мобильный зарядный кабель на 120 В, который можно подключить к электрической розетке. При такой конфигурации зарядного устройства необходимо соблюдать осторожность, чтобы не отключить автоматический выключатель. Эти зарядные устройства требуют больше времени для полной зарядки аккумулятора, чем зарядка дома, но они полезны в крайнем случае.
  • Общественные зарядные станции: Количество зарядных станций растет день ото дня, поскольку гибридная технология становится все более распространенной и дешевой.

Как долго работает гибридный автомобильный аккумулятор?

Максимальные производители гибридов заявляют, что средний срок службы аккумуляторной батареи гибридного автомобиля составляет от 80 000 до 100 000 миль . В 2020 году Toyota пошла еще дальше и предложила 8-летнюю или 100000-мильную гарантию на гибридные аккумуляторы.

Читайте также
  1. Различные типы двигателей
  2. Различные типы дизельных двигателей
  3. 2-тактный двигатель против 4-тактного двигателя
  4. Работа и типы поршневых двигателей

Технология гибридных автомобилей и масло для гибридных автомобилей

Идея гибридных автомобилей жила с нами более века .Однако до конца 1990-х годов он не получил широкого распространения и массового производства. В связи с относительно недавним бумом экологической осведомленности они стали более популярными, чем когда-либо.

Трудно спорить с повышенной топливной экономичностью , особенно когда это связано с снижением выбросов CO2 и снижением затрат на техническое обслуживание . Государственное регулирование является еще одним фактором, влияющим на увеличение присутствия гибридных и электрических транспортных средств. Производителям автомобилей грозят штрафы за несоблюдение квот на «зеленые» автомобили, и они могут воспользоваться различными субсидиями для разработки и использования экологически чистых технологий.

Что такое гибридный автомобиль?

Проще говоря, гибридные автомобили сочетают стандартный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с электрическим . Все они имеют обычный двигатель, электродвигатель и аккумулятор. Гибридные автомобили находятся где-то между газом и электричеством и имеют уникальных требований, которые могут сократить срок их эксплуатации, если за ними не ухаживать должным образом. Тем не менее, технология постоянно развивается, проблемы устраняются, и разрабатываются инновационные решения для смягчения оставшихся.

 

 

История техники

Как мы уже упоминали, гибридные автомобили были задуманы более ста лет назад. Первые патентные заявки на гибридные бензиново-электрические двигательные установки вагонов и лодок были поданы еще в 1889 году.

Но когда появился первый гибридный автомобиль?

Раньше, чем вы думаете. Первым автомобилем, использующим электроэнергию, был , разработанный в 1896 году Гарри Э. Дей . Armstrong Phaeton был инновационным транспортным средством, которое имело динамо-маховик, соединенный с аккумулятором, и использовало рекуперативное торможение для его зарядки.Динамо-машина также использовалась для питания фонарей и обеспечивала искру зажигания.

Phaeton был , за ним последовал Mixte Фердинанда Порше в 1900 году . Автомобиль использовал бензиновый двигатель What Makes a Good Greaseengine для питания электродвигателя, который приводил в движение колеса автомобиля. Прототип имел только передний привод, но более поздние модели включали электрический двигатель для каждого из колес.

Рекуперативное торможение

Система рекуперативного торможения, впервые примененная в Phaeton, стала основной концепцией дизайна современных гибридных электромобилей . Современный принцип был разработан для концепт-кара American Motors Amitron. Это был полностью работающий от батареи электромобиль, который заряжался за счет торможения.

Этот принцип был далее уточнен и использован в настоящих гибридах позже . Эти транспортные средства использовали электрический двигатель для помощи в вождении , а некоторые были способны полностью переключаться на электрическую мощность на короткие периоды времени.

Современные гибриды и новейшие разработки

Новый всплеск интереса в конце 1990-х годов привел к некоторым замечательным событиям. Toyota Prius был самым популярным гибридным автомобилем и стал в основном синонимом термина гибрид . Это дало технологии точку опоры, необходимую для того, чтобы оставаться актуальной достаточно долго и достичь критической массы на рынке.

Prius — самый популярный из когда-либо созданных гибридных электромобилей, и его технология была использована в качестве основы для бесчисленных автомобилей, последовавших за ним.

Последней разработкой, получившей широкое распространение, является подключаемая система , которая позволяет гибридным автомобилям работать в течение длительного периода времени в полностью электрическом режиме.

Мы также можем ожидать, что никель-кадмиевые батареи будут сняты с производства из-за их веса и воздействия на окружающую среду . Они также не заряжаются, как другие типы аккумуляторов. Похоже, будущее за облегченными аккумуляторными блоками с нанотекстурой, а литий-ионные аккумуляторы могут заменить нынешнюю технологию.

Типы гибридных автомобилей

Не все гибриды одинаковы. Хотя любой автомобиль, использующий два разных источника питания для приведения в движение, можно назвать гибридом, мы различаем несколько типов.Существует три разных типа по степени гибридизации и еще три по конфигурации силового агрегата .

Классификация по степени гибридизации

Здесь у нас есть полные гибриды, мягкие гибриды и полные подключаемые гибриды.

  • Полные гибриды могут работать на любом из двигателей или на обоих вместе. Аккумулятор заряжается от двигателя внутреннего сгорания во время его работы, и его нельзя подключить для зарядки.
  • В мягких гибридах электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания всегда работают параллельно; они не могут работать отдельно.
  • Полностью подключаемые гибриды требуют подключения для полной зарядки аккумулятора. Они могут работать в режимах разрядки и поддержания заряда . Также возможно переключаться между ними для оптимизации пробега батареи и экономии топлива.
Классификация по конфигурации силового агрегата
Гибриды

также имеют три разных типа силовых агрегатов.В то время как обычная трансмиссия внутреннего сгорания состоит из двигателя, трансмиссии, подвески, колес и приводного вала. Гибридные автомобили имеют дополнительных компонента трансмиссии , и они были созданы, чтобы максимально использовать преимущества конструкции. Три конфигурации трансмиссии: последовательная, параллельная и последовательно-параллельная.

  • Параллельные гибриды имеют как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель, соединенный с механической коробкой передач. Они могут передавать мощность для одновременного привода колес , и обычно они делают это через обычную трансмиссию.Их двигатель внутреннего сгорания также можно использовать в качестве генератора для дополнительной подзарядки.
  • Гибриды серии имеют трансмиссию, приводимую в действие их электродвигателем, в то время как меньший двигатель внутреннего сгорания питает электродвигатель или заряжает батареи.
  • Последовательно-параллельные гибриды обладают преимуществами как последовательной, так и параллельной трансмиссии. Их электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания могут генерировать мощность на колеса независимо .

Уход и техническое обслуживание

Как правило, гибридные электромобили не требуют специальных процедур технического обслуживания. Основы такие же, как и с обычными двигателями внутреннего сгорания.

Основы

Электрические компоненты гибридных автомобилей спроектированы так, чтобы быть долговечными и не требующими обслуживания . по-прежнему рекомендуется время от времени проверять шнуры питания и соединения , но в остальном электромобили не требуют специального обслуживания.

Срок службы батареи, как правило, меньше в гибридных автомобилях, особенно в старых моделях, потому что они используются гораздо чаще, чем в автомобилях с ДВС. К счастью, на батареи обычно распространяется гарантия производителя, и их можно заменить, если возникнут какие-либо проблемы.

Рекуперативная тормозная система и система с пониженным нагревом означают, что тормозные колодки и тормоза обычно служат значительно дольше . Более низкая общая температура имеет некоторые недостатки; подробнее об этом позже.

Система улавливания паров топлива (EVAP) относительно подвержена утечкам в гибридных автомобилях. Общими симптомами являются активный индикатор Check Engine и запах бензина. Поскольку это относительно сложно диагностировать и исправить, разумно проводить регулярные осмотры у механика.

Кислородные датчики чаще выходят из строя в гибридных автомобилях, что может существенно повлиять на топливную экономичность и производительность двигателя .Их производительность снижается с возрастом, поэтому рекомендуется проверять их во время регулярного технического обслуживания.

Чем отличается

Однако из-за конструкции и режима работы гибридные автомобили имеют уникальных требований . Повышенная частота цикла «стоп-старт» двигателя внутреннего сгорания (может быть до десяти раз выше) создает дополнительную нагрузку на двигатель. Это приводит к агрессивному масляному циклу и повышенному кислотообразованию . В то время как обычные масла определенно подходят для гибридного автомобиля, смазочные материалы, разработанные с учетом этих особенностей, могут улучшить производительность и увеличить срок службы двигателя.

Вот почему компания Valvoline разработала серию масел и трансмиссионных жидкостей, специально разработанных для гибридных автомобилей.

Важность использования правильного гибридного масла

Гибридные двигатели имеют тенденцию работать с меньшим охлаждением, потому что электрический двигатель снимает часть нагрузки с двигателя внутреннего сгорания.Это означает, что они не могут достичь оптимальной рабочей температуры , необходимой для выпаривания воды, сконденсировавшейся в масле. Так как масло также холоднее , оно не сможет смазывать детали автомобиля так, как было задумано. Выбор подходящего гибридного моторного масла для вашего автомобиля может значительно снизить износ , свести к минимуму образование отложений и продлить срок службы двигателя.

Кроме того, поскольку электродвигатель является частью трансмиссии гибридных автомобилей, смазка может вступать в контакт с электрическими компонентами и получать электрический заряд .Это является серьезной проблемой, и трансмиссионные жидкости, предназначенные для гибридных автомобилей, должны обладать правильными электрическими и проводящими свойствами . Они также должны быть совместимы с изоляционными материалами и покрытиями, с которыми они будут контактировать.

Окисление — еще один фактор, который необходимо учитывать. Высокие температуры могут привести к окислению и порче масла . В результате повышается проводимость, что подвергает риску уплотнения и подшипники.Жидкость должна иметь возможность охлаждать электрические компоненты двигателя, чтобы предотвратить окисление масла, которое может привести к помехам в чувствительных электрических и электронных компонентах .

Эти проблемы необходимо решить с помощью интеллектуального смазочного материала, чтобы сохранить долговечность автомобильных жидкостей и срок службы двигателя и трансмиссии.

Как правильно использовать гибридные масла

Когда дело доходит до использования, между гибридными и обычными маслами нет большой разницы.Поскольку двигатели внутреннего сгорания работают одинаково, а трансмиссия работает по схожим принципам, вы можете обойтись стандартным набором продуктов . Минеральные, синтетические, полусинтетические масла и масла с большим пробегом могут использоваться в гибридных автомобилях. Даже гибридам, разработанным с ICU в качестве расширителей запаса хода, для правильной работы требуется стандартное моторное масло ; конечно, эти масла должны использоваться в соответствии со спецификациями производителя.

Вязкость

Вязкость — это сопротивление жидкости течению .Здесь вступают в действие спецификации производителя. Всегда обращайтесь к ним и рассматривайте это как набор общих рекомендаций. Большинство гибридных автомобилей лучше всего работают с более легкими маслами . Гибридные моторные масла, специально разработанные для использования в гибридных автомобилях, обеспечивают оптимальную производительность и обеспечивают хорошую смазку двигателя при одновременном снижении расхода топлива.

Масло

Valvoline Hybrid Engine Oil было разработано для работы в частых циклах «старт-стоп» двигателя внутреннего сгорания автомобиля.Низкий класс вязкости также улучшает поток масла при запуске , позволяет маслу быстрее набирать давление и обеспечивает более быстрое достижение рабочей температуры двигателя .

Частота замены масла для гибридных автомобилей

Периодичность замены масла аналогична обычным автомобилям с ДВС. Интервал замены для гибридов, использующих минеральное масло , составляет 5000 миль . Синтетические масла содержат специальные присадки, которые позволяют им служить дольше и требуют замены каждые 7000–10 000 миль . Конечно, они стоят дороже, но дополнительная защита является существенным преимуществом.

Поскольку двигатели гибридов не так сильно нагружаются на низких скоростях, эти интервалы можно немного увеличить, особенно при использовании специально разработанных гибридных синтетических масел. Тем не менее всегда безопаснее придерживаться рекомендаций производителя .

Особые соображения

Производители предоставляют точные спецификации для дизельных или бензиновых двигателей, устанавливаемых на гибридные автомобили.Поскольку основной принцип работы один и тот же независимо от того, где находится ДВС, большинство гибридных и обычных масел можно использовать взаимозаменяемо.

Тем не менее, специально разработанные гибридные моторные масла и трансмиссионные жидкости обеспечивают улучшенную производительность и долговечность .

Следуйте спецификациям производителя

В руководстве по эксплуатации каждого автомобиля указан рекомендуемый вес масла и любые другие соображения. Вязкость может нуждаться в корректировке в зависимости от сезона и ожидаемого использования автомобиля.Для стандартного использования при умеренных температурах подойдет то, что указано в руководстве пользователя. Всегда выбирайте масло той марки, на которой изображен символ звездочки, указывающий на то, что масло было протестировано Американским институтом нефти (API) .

Подводя итог

В то время как гибридные автомобили являются шагом вперед, когда речь идет о воздействии на окружающую среду, экономии топлива и общем износе двигателя , они требуют немного дополнительной осторожности при выборе моторного масла .Частые циклы «стоп-старт» подвергают двигатель значительной нагрузке, а более низкая температура может привести к ухудшению качества масла.

Для решения этих проблем рекомендуется использовать смазочные материалы, специально предназначенные для этих гибридных автомобилей. Гибридные масла Valvoline прошли лабораторные испытания и усовершенствованы, чтобы обеспечить превосходную защиту в этих сложных условиях эксплуатации.

Обширные испытания продемонстрировали отличные результаты тестов по характеристикам окисления, защите от коррозии, водостойкости и защите от износа.Оно показало двузначных улучшения производительности по сравнению с обычными маслами, а также с известными отраслевыми стандартами, такими как API и ACEA.

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

Слово « гибрид » означает смесь двух разных вещей. В автомобильной промышленности гибрид используется для описания трансмиссии автомобиля. Гибридное электрическое транспортное средство (ГЭМ) (HEV) — это транспортное средство, использующее два источника энергии для приведения в движение, причем по крайней мере один из источников энергии представляет собой электрическую энергию.Подавляющее большинство гибридных электромобилей используют комбинацию бензиновых (бензиновых) двигателей и электродвигателей.

Существуют различные типы гибридных транспортных средств, например: гибридные воздушные транспортные средства, гибридные кинетические транспортные средства и т. д., но в этой статье мы сосредоточимся только на гибридных электрических транспортных средствах .

Изображение: Принцип гибридного автомобиля

С точки зрения принципа работы гибридный автомобиль использует 2 источника энергии с 2 преобразователями энергии.Принцип работы гибридного электромобиля определяется следующими законами:

  • первичный источник энергии (1) и вторичный источник энергии (2)
  • первичный преобразователь энергии (1) и вторичный преобразователь энергии (2)
  • для HEV первичный источник энергии — это топливный бак , а вторичный источник энергии — это батарея
  • первичный источник энергии содержит намного больше энергии, чем вторичный источник энергии
  • от первичного источника энергии к вторичному источнику энергии, но не наоборот
  • передача энергии от первичного источника к вторичному источнику осуществляется через преобразователи энергии
  • для ГЭМ, преобразователь первичной энергии представляет собой внутреннее сгорание двигатель и преобразователь вторичной энергии — это электрическая машина (двигатель/генератор)
  • часть из кинетической энергии транспортного средства может быть восстановлено во время торможения только вторичным преобразователем энергии и сохранено во вторичном источнике энергии
  • оба преобразователя энергии могут одновременно передавать тяговый момент на колесо

Гибрид электромобиль (HEV) использует как двигатель внутреннего сгорания, так и по крайней мере одну электрическую машину для приведения в движение.

Существует три основных фактора развития гибридных электромобилей:

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

Типы гибридов Транспортные средства

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

Для более подробного сравнения типов гибридных электромобилей прочитайте статью Общие сведения о микро-, мягких, полных и подключаемых гибридных электромобилях.

Соотношение между различными источниками энергии и соотношение между различными силовыми установками определяет тип гибридного транспортного средства .

Изображение: Типы транспортных средств Функция источника энергии и двигательной установки

Различные типы гибридных транспортных средств приведены в таблице ниже.

02 — 100% электрическая энергия
Энергетический источник 80424 Характеристики
Icev
(автомобиль двигателя внутреннего сгорания)
— 100% Топливо (бензин / бензин, дизель) – 100 % двигатель внутреннего сгорания – обычный автомобиль
mHEV
(микрогибридный электромобиль)
– 99 % топливо (бензин/бензин, дизель)
– 1 % внутренняя энергия
– 99 % топливо (бензин/бензин, дизель) двигатель внутреннего сгорания – он может использовать энергию аккумуляторной батареи для электрических систем, не потребляя энергию от генератора переменного тока
– может изменять профиль зарядки низковольтной аккумуляторной батареи (12 В), увеличивая скорость зарядки во время торможения автомобиля
MHEV
(мягкий гибридный электромобиль)
– 80-90% топлива (бензин/бензин, дизель)
– 10-20% выбор
– 80-90% двигатель внутреннего сгорания
– 10-20% электродвигатель
– электрическая машина может создавать дополнительный крутящий момент на фазах разгона автомобиля
– электрическая машина может рекуперировать электрическую энергию во время торможения автомобиля
– имеет два электрические сети и батареи, низковольтная (12 В) и высоковольтная (48-150 В)
– имеет DCDC-преобразователь для обмена энергией между низковольтной и высоковольтной сетью
– имеет высоковольтную электрическую машину, обычно управляется 3-фазным инвертором
HEV
(гибридный электромобиль)
– 70–80 % топлива (бензин/бензин, дизель)
– 20–30 % электроэнергии
– 70–80 % внутреннего сгорания двигатель
– 20-30% электродвигатель
– дополнительные характеристики MHEV:
– автомобиль может двигаться в режиме EV
– система высокого напряжения может достигать 300-400 В
– высоковольтная батарея более высокая энергоемкость
– электрическая машина имеет более высокую выходную мощность
PHEV
(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
– 60-70% топлива (бензин/бензин, дизель)
– 30-40% электроэнергии
– 60-70% двигатель внутреннего сгорания
– 30-40% электродвигатель
– дополнительные характеристики ГЭМ:
– высоковольтная батарея может заряжаться от сети
– автомобиль может двигаться в режиме EV до 50-60 км
– высоковольтная батарея имеет более высокое содержание энергии
– электрическая машина имеет более высокую выходную мощность
REEV
(электромобиль с увеличенным запасом хода)
– 80 % электроэнергии
– 20 % топлива (бензин/ бензин)
– 100% электрическая машина – может рассматриваться как серийный гибрид
– двигатель внутреннего сгорания используется только как электрогенератор
– имеет дополнительный электрический генератор, подключенный к двигателю внутреннего сгорания 9 0424
Bev
(аккумулятор электрический транспорт)
— 100% электрическая энергия — 100% электрическая машина — полная батарея электромобиль
FCEV
(электромобиль топлива)
— 50% энергии батареи
– 50% энергии водорода
– 100% электрическая машина – топливный элемент используется в качестве преобразователя энергии
– использует водородный бак в качестве дополнительного источника энергии

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

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

Уменьшение расхода топлива минимально для микрогибрида и максимально для подключаемого гибрида.

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

Гибридный электромобиль (HEV) также известен как полный гибрид или самозаряжающийся гибрид . Полный гибрид возникает из-за того, что HEV может управляться в чистом режиме EV по сравнению с MHEV. Самозарядный гибрид возникает из-за того, что аккумулятор HEV заряжается только на борту, от двигателя внутреннего сгорания или во время рекуперации энергии.Напротив, высоковольтная батарея в PHEV может заряжаться от электрической сети.

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

Функции Гибридный тип
mHEV MHEV HEV PHEV
двигателя на холостом ходу остановки / запуска
рекуперация энергии
Электрический момент помощь
Электрический вождения
Зарядка аккумулятора от Grid7
9041

Гибридные электромобили (HEV) Архитектуры

из источника энергии и установки точек зрения, гибридный электромобиль представляет собой смесь обычного ICEV и BEV.

В транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания вся энергия для движения сохраняется в топливном баке . По топливопроводу топливо подается в двигатель , который вместе с трансмиссией приводит в движение ведущие колеса.

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — ДВС

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — EV

.По линии электропитания энергия подается на электродвигатель , который вместе с трансмиссией приводит в действие ведущие колеса.

Существует несколько способов комбинирования двигателя внутреннего сгорания, электрической машины (двигателя/генератора) и высоковольтной батареи. Используются четыре основные архитектуры гибридных электромобилей :

  • HEV серии
  • параллельный HEV
  • разделенный HEV
  • последовательно-параллельный HEV

Вместо этого двигатель приводит в действие электрический генератор, а генератор может либо заряжать аккумуляторы, либо питать электродвигатель, который передает мощность на колеса.

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — серия HEV

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

Преимуществами серии HEV являются:

  • гибкость в компоновке и расположении двигатель-генераторной установки
  • простая трансмиссия
  • простые стратегии управления двигателем внутреннего сгорания (работающие на наиболее экономичных оборотах и ​​крутящем моменте)

Недостатками серии HEV являются:

  • требуется дополнительная электрическая машина (генератор)
  • без помощи двигателя, электродвигатель должен быть рассчитан на максимальную устойчивую мощность, которая может потребоваться транспортному средству, например, при подъеме высокий класс; однако транспортное средство большую часть времени работает с мощностью ниже максимальной
  • все три компонента трансмиссии должны быть рассчитаны на максимальную мощность для длительных, длительных и высокоскоростных поездок; это необходимо, потому что батареи довольно быстро разряжаются, оставляя двигатель для подачи всей мощности через генератор

В параллельном HEV двигатель внутреннего сгорания подключается к трансмиссии, а также к электродвигателю. Таким образом, и двигатель, и электрическая машина (генератор/двигатель) могут подавать мощность на колеса, переключаясь туда и обратно в зависимости от условий движения.

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля – параллельный гибридный автомобиль

В параллельном гибридном электродвигателе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель могут быть соединены с карданным валом через отдельные муфты. Требования к мощности электродвигателя в параллельном гибриде ниже, чем у BEV или последовательного гибрида, поскольку двигатель внутреннего сгорания дополняет общую потребность автомобиля в мощности.Движущая сила может обеспечиваться двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем или двумя параллельными системами.

Преимущества параллельного HEV:

  • ему нужны только два компонента движителя: двигатель и электрическая машина (двигатель/генератор)
  • меньший двигатель и меньший двигатель могут использоваться для достижения той же истощенный. Для коротких полетов оба могут быть рассчитаны на половину максимальной мощности, чтобы обеспечить полную мощность, при условии, что батареи никогда не разряжаются.Для дальних поездок двигатель может быть рассчитан на максимальную мощность, в то время как двигатель/генератор может быть рассчитан на половину максимальной мощности или даже меньше.

Недостатки параллельного HEV:

  • сложность управления значительно возрастает, т.к. поток мощности должен регулироваться и смешиваться от двух параллельных источников
  • смешивание мощности от двигателя и электродвигателя требует сложной трансмиссии.

В гибридном гибридном автомобиле модели с раздельным приводом двигатель приводит в движение одну ось, а электродвигатель — другую.Между двигателем и электрическими компонентами нет связи, кроме « через дорогу ».

Изображение: Архитектура трансмиссии автомобиля — гибридный гибридный автомобиль с раздельным приводом

В архитектуре гибридного автомобиля с разделенным типом двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель могут одновременно приводить автомобиль в движение на разных осях. Если аккумулятор нуждается в подзарядке, двигатель создаст необходимый крутящий момент как для движения, так и для вращения электрической машины (генератора) на отдельной оси.

По сравнению с параллельным HEV преимущество раздельного HEV состоит в том, что он имеет простую трансмиссию, поскольку электрическая машина находится на отдельной оси. Недостаток в том, что при зарядке батареи тратится много энергии, так как она передается «через дорогу», поэтому имеет меньшую энергоэффективность.

Для практических дорожных транспортных средств наилучшей архитектурой является сочетание последовательной и параллельной конфигураций HEV. В этой последовательно-параллельной архитектуре HEV двигатель также используется для зарядки аккумулятора и питания ведущего колеса.

Изображение: Последовательно-параллельная гибридная трансмиссия

В последовательно-параллельном HEV устройство разделения мощности (PSD) распределяет мощность от ДВС к передним колесам через карданный вал и электрогенератор в зависимости от условий движения. Энергия от генератора также используется для зарядки высоковольтной батареи. Электродвигатель также может передавать мощность на передние колеса параллельно двигателю.

Инвертор двунаправленный и используется для зарядки аккумуляторов от генератора или для управления мощностью, выдаваемой электродвигателем.Для коротких всплесков скорости мощность передается на карданный вал от двигателя и электродвигателя. Центральный блок управления регулирует поток энергии для системы, используя многочисленные сигналы обратной связи от различных датчиков. Использование двигателя для зарядки высоковольтной батареи должно быть сведено к минимуму для достижения максимальной эффективности. Энергия всегда теряется при зарядке и разрядке аккумулятора, а также при прохождении мощности через инвертор.

Изображение: Сравнение гибридных силовых агрегатов
Авторы и права: [2]

Последовательно-параллельная гибридная архитектура сочетает в себе преимущества последовательного и параллельного гибридных автомобилей. По этой причине это наиболее используемая архитектура для производства гибридных электромобилей.

Преимущества гибридных электромобилей (HEV)

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

  • снижение потерь энергии : гибридная система автоматически останавливает работу двигателя на холостом ходу (холостой ход), тем самым уменьшая энергию, которая обычно теряется впустую
  • рекуперация энергии : кинетическая энергия транспортного средства, которая обычно теряется в виде тепла во время замедления и торможения, восстанавливается в виде электрической энергии, которая позже используется электродвигателем
  • вспомогательный электродвигатель : электродвигатель помогает двигателю во время переходных процессов (ускорение), тем самым улучшая динамические характеристики и снижая выбросы выхлопных газов
  • высокоэффективная работа двигателя : использование электрической машины (машин) в качестве двигателя или генератор, рабочая точка двигателя (крутящий момент и частота вращения) может поддерживаться в наиболее экономичном диапазоне
  • чисто электрическое вождение : на низкой скорости автомобиль может двигаться в режиме EV, что обеспечивает нулевые выбросы выхлопных газов и расход топлива

По сравнению с двигателем внутреннего сгорания электродвигатель может обеспечивать мгновенный крутящий момент и обладает высокой энергоэффективностью. .Благодаря этим преимуществам электродвигатель может помогать ДВС на этапах разгона, а также обеспечивать дополнительный крутящий момент в течение коротких периодов времени.

Изображение: Hev Powertrain Воздействие на скорость переходных автомобилей

Изображение: гибридный силовой тяги Динамический ответ
Кредит: [4]

Двигатель внутреннего сгорания может работать в устойчивом состоянии ( постоянный крутящий момент и скорость) или переходное состояние (переменный крутящий момент и скорость).Переходный режим возникает при разгоне и торможении автомобиля. Фаза замедления обычно происходит при отпущенной педали акселератора, то есть в режиме отключения подачи топлива (без сгорания). Фаза разгона автомобиля требует от двигателя увеличения крутящего момента и скорости, что отрицательно сказывается на расходе топлива и/или выбросах отработавших газов. В этой ситуации электродвигатель очень полезен, потому что он может обеспечить часть крутящего момента, требуемого водителем, и позволяет двигателю работать более эффективно.

Toyota Hybrid System (THS)

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

Изображение: гибридная трансмиссия Toyota

Изображение: гибридная трансмиссия Toyota — компоненты и как это работает.Основными компонентами THS II являются:

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

— силовая цепь напряжения для повышения напряжения системы электропитания двигателя и генератора до высокого напряжения 500 В, в дополнение к инвертору AC-DC для преобразования между переменным током от двигателя и генератора и постоянным ток от гибридной батареи. Другие ключевые компоненты включают в себя устройство разделения мощности, которое передает механический крутящий момент от двигателя, двигателя и генератора путем их распределения и объединения. Блок управления мощностью точно управляет этими компонентами на высоких скоростях, позволяя им совместно работать с высокой эффективностью.

Гибридные электромобили (HEV) Режимы вождения

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

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

02
Power Flow Описание Описание

Изображение: Ths Операционный режим — Запуск загрузки

Запуск запуск
В зависимости от состояния заряда батареи, на старте автомобиля -up, ДВС может запуститься и зарядить аккумулятор. Этот режим доступен до того, как коробка передач перейдет в режим Drive.

Изображение: режим работы THS – вождение электромобиля

вождение электромобиля
ДВС отключен, а аккумулятор обеспечивает всю необходимую энергию для запуска автомобиля и движения. Этот режим доступен в течение ограниченного времени и скорости автомобиля менее 15-25 км/ч. Этот режим также доступен в режиме Reverse.

Изображение: Режим работы THS – двигатель и моторный привод

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

Изображение: режим работы THS – привод от двигателя и зарядка аккумулятора

Привод от двигателя и зарядка аккумулятора
При низкой скорости автомобиля и требуемом крутящем моменте, если уровень заряда аккумулятора низкий, двигатель обеспечивает крутящий момент как для движения автомобиля, так и для зарядки аккумулятора. В этом режиме электродвигатель не развивает крутящий момент, чтобы экономить электроэнергию и заряжать аккумулятор.

Изображение: Режим работы THS – двигатель и привод двигателя и зарядка аккумулятора

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

Изображение: Режим работы THS — полная мощность

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

Изображение: Режим работы THS – рекуперация энергии

Рекуперация энергии автомобиль в электрическую энергию, заряжая высоковольтную батарею.

Резюме

По определению, гибридное транспортное средство сочетает в себе любые два источника энергии для движения транспортного средства.Особым случаем в рамках этого широкого определения является гибридный электромобиль (ГЭМ) . Сочетание компонентов полностью электрического транспортного средства (EV) и обычного транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания (ICEV) дает HEV.

Ссылки

[1] Джон М. Миллер, Гибридные силовые установки: бензиново-электрический сильный гибрид, 2005 г.
[2] Гибридная система Toyota – THS II, Toyota Motor Corporation, 2002 г.
[3] Крис Ми, Новые технологии гибридных электромобилей, Мичиганский университет в Дирборне.
[4] Christoph Luttermann, The Full-Hybrid Powertrain of The New BMW Active Hybrid 5, Aachen Colloquium China, 2011.
[5] Iqbal Husain, Electric and Hybrid Vehicles Design Fundamentals, CRC Press, 2005.
[6] Bosch Автомобильный справочник, 9-е издание, Wiley, 2014.

Инфографика: как на самом деле работает двигатель гибридного автомобиля?

Оцененный Агентством по охране окружающей среды (EPA) расход топлива 51 миля на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе, Toyota Prius уже давно является одним из самых популярных гибридных автомобилей в Соединенных Штатах.Мы знаем о гибридных автомобилях и их впечатляющих продажах за последние несколько лет, но как они работают на самом деле? Что же такого внутри этого автомобиля, что позволяет ему увеличить пробег — то, чего мы все хотим, особенно летом, когда цены на бензин, кажется, всегда растут — по сравнению с традиционными автомобилями?

Компания AutoMD собрала приведенную ниже инфографику, чтобы пролить свет на то, как работают гибридные двигатели. Сосредоточив внимание на третьем поколении Toyota Prius, дебютировавшем в 2010 году, AutoMD охватывает различные компоненты и объясняет, как они все работают вместе.

Инфографика всегда представляет собой смесь статистических данных, собранных из различных источников. Здесь мы разбираемся в беспорядке и вытаскиваем некоторые из наших любимых фактов и цифр:

  • Цена на газ является основной причиной, по которой продажи экологически чистых автомобилей, включая гибриды, должны увеличиться в четыре раза к 2016 году.
  • Семьдесят — пять процентов тех, кто говорит, что они рассматривают гибридный автомобиль, называют более низкие расходы на топливо в качестве основной причины.
  • Toyota Prius, самый популярный в мире гибридный автомобиль, использует комбинацию двигателя внутреннего сгорания и аккумуляторной электроприводной системы для повышения экономии топлива и сокращения выбросов.
  • При трогании с места автомобиль приводится в движение электродвигателем, который питается от аккумуляторной батареи. До 15 миль в час транспортное средство использует только электрический двигатель для питания. Это одна из причин, почему гибриды более эффективны при езде по городу, чем на трассе.
  • Во время обычного движения используется только бензиновый двигатель, так как в этом случае он наиболее эффективен. Во время движения бензиновый двигатель также может питать генератор, который вырабатывает электроэнергию и сохраняет ее в батареях для последующего использования.
  • При резком ускорении бензиновый и электродвигатель работают вместе, увеличивая мощность на колеса. Совместное усилие двигателя и двигателя, работающих вместе, возможно только благодаря трансмиссии с разделением мощности, которая объединяет крутящий момент, который выдает каждый из них. В это время бензиновый двигатель также питает генератор. Электродвигатель использует электроэнергию от аккумулятора и генератора по мере необходимости.
  • Prius расходует 51 милю на галлон в городе и 48 миль на галлон на шоссе.
  • Toyota Prius выделяет на 71 % меньше CO2, чем Hummer h4, и на 20 % меньше метана, чем взрослая овца.
  • Концепт-кар Volkswagen L1 с дизельным двигателем появится на рынке в 2013 году и станет самым экономичным гибридом. L1 мог добраться из Нью-Йорка в Лос-Анджелес всего на 11,8 галлонах топлива. Он может проехать 100 км на одном литре топлива, что составляет 235 миль на галлон.

Узнайте больше Инфографика на канале Technology.

2.972 Как работают гибридные электромобили

 


ОСНОВНОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ: Преобразуйте накопленную химическую энергию в механическую энергию, чтобы управлять транспортное средство полезным и экологически безопасным способом.

КОНСТРУКТИВНЫЙ ПАРАМЕТР: Гибридный электромобиль.
Система, включающая батареи, электродвигатели, генератор и второй источник энергии. крутящий момент с источником топлива.Вторым источником крутящего момента часто является внутреннее сгорание. двигатель, работающий на бензине. В других случаях это может быть I.C.E. работает на водороде, дизельный двигатель, небольшая газовая турбина/генератор или двигатель Стирлинга (последние два H.E.V. до сих пор остаются теоретическими).


ПОЧЕМУ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ?

Машины любят все, они удобные, быстро достают с одного место к другому. Все ненавидят загрязнение, оно делает растения и животных счастливыми и нетронутыми. среды недовольны.H.E.V. является компромиссом. Чисто электрические транспортные средства, в то время как выбросы «бесплатный», не может преодолевать расстояния или обеспечивать мощность (на любую увеличенную длину время) автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания загрязняют окружающую среду. H.E.V. сочетает в себе и то, и другое, поэтому автомобиль может проехать так далеко и так долго, как захочет большинство людей. и выбрасывают лишь часть вредных газов, выделяемых автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. H.E.V. делает это путем балансировки того, когда и как используется каждый двигатель. На шоссе, когда внутренний двигатели внутреннего сгорания наиболее эффективны, и где батарея будет разряжена очень быстро на электромобиле I.CE используется. Для более коротких поездок по городу электродвигатель либо используется исключительно, либо таким образом, чтобы ДВС. тоже бегает, при максимальной эффективности.


ГЕОМЕТРИЯ/СТРУКТУРА:

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

Аккумулятор энергии: аккумулятор (для электродвигателя) — обычно обычный автомобильный аккумулятор, но варьируется от автомобиля к автомобилю.Другие накопители энергии, такие как маховики и «ультраконденсаторы» не были так полно исследованы, как батареи, но могут быть увидеть в будущем.

Топливный элемент — бензин или дизель для среднего коммерческий автомобиль, проводятся другие исследования водорода и других потенциальных источников топлива.

 

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

Управление: Трансмиссия, различные компьютеризированные и механические системы управления. Системы управления сильно различаются от автомобиля к автомобилю. Подобно описанному ниже, они все они могут переключать свой режим движения с электрического на I.C.E., в режим, в котором два работают одновременно.

 

На трассе, когда двигатели внутреннего сгорания работают на полную мощность эффективным, и там, где батарея в электромобиле разряжалась бы очень быстро, Я.CE используется. Для более коротких поездок по городу используется электродвигатель. исключительно или таким образом, чтобы I.C.E. также работает с максимальной эффективностью.


КАК ВСЕ ВМЕСТЕ СООТВЕТСТВУЮТ:

H.E.V. имеет две основные геометрии. системы: параллельная и последовательная.

Параллельный

Схема Параллельная система

Серия

Схема Серия Система

СИСТЕМА ПРИВОДА И ПОДГОТОВКА ПОДХОДИТ В ВАШ АВТОМОБИЛЬ: ЧАС.Э.В. системы привода очень сложны и разнообразны сильно от автомобиля к автомобилю. Аккумуляторы вообще сбалансированы — они либо по центру или распределены между передней и задней частью автомобиля, потому что они тяжелые и занимают много места. Все остальные компоненты расположены так, чтобы обеспечить максимальную эффективность и удобство (в различных конфигурациях). Количество электродвигателей варьируется, т.к. неэлектрический источник крутящего момента. Наличие двух источников питания, делает коммутацию механизм необходимый.Большинство H.E.V. системы также позволяют использовать как I.C.E. (или другой неэлектрический двигатель) и электродвигатели работать одновременно.
Way Cool Прозрачный Вид на возможный H.E.V. Система в автомобиле

На этом рисунке показана только одна возможная система привода – как при выборе тип батареи, неэлектрический источник крутящего момента и почти все остальное, связанное с H.E.V., варианты бесконечны.


ДОМИНИРУЮЩАЯ ФИЗИКА:

Поток мощности через гибридную систему и эффективность и механика компонентов и соединений в них составляет важнейшую физику в H.E.V. Что касается используемых компонентов, объект H.E.V. дизайнер должен подключить и контролировать каждую часть так, чтобы была достигнута максимальная эффективность.
Двигатель внутреннего сгорания наиболее эффективно работает на шоссейных скоростях, поэтому его используют в одиночестве на шоссе.Однако это очень неэффективно в пробках с остановками. Ан электродвигатель скоро разряжает свою батарею в длительной поездке по шоссе, но может вести транспортное средство эффективно преодолевает городской трафик без выбросов в город атмосфера. Конечно, между ними есть режимы вождения, когда оба двигателя I.C.E. и электродвигатели работают в тандеме, когда автомобиль разгоняется.
Поток мощности через приводной механизм зависит от устройства системы и несколько муфт, которые зацепляют и отцепляют компоненты от сборки.В следующих схемы (по ссылкам):

Электромагнитная муфта #1 управляет соединением между I.C.E. и генератор.
Электромагнитная муфта #2 управляет соединением между I.C.E. и передача.
обгонная муфта #3 управляет соединением между I.C.E. и система.
Обгонные муфты №4 и 5 управляют соединениями между электродвигателями и системой.

 

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


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


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


Мощность передается от колес к первичному приводному валу, затем через трансмиссии, через вторичный приводной вал, к генератору и, наконец, к батареи. Это происходит при рекуперативном торможении. Электромагнитные муфты 1 и 2 включены, все остальные сцепления выключены.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания, через приводной вал 2, к коробке передач, а затем к приводному валу 1 и шинам.Сила также вытекает из ДВС, через приводной вал 2, и к генератору. Обгонная муфта 3 и соленоид сцепление 1 включено, все остальные выключены.


Мощность поступает от двигателя внутреннего сгорания через вторичный приводной вал к коробке передач, затем через первичный приводной вал и шины. То ЛЕД. также подает питание на генератор через электромагнитную муфту 1, а затем на батареи.Кроме того, электродвигатели передают мощность на первичный приводной вал через коробка передач. Все сцепления включены.


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

 

Если: T(t) = крутящий момент

Вт(т) = скорость вращения колеса (обороты/время)

P(t)=Мощность = Т*Вт

Вал колеса, вращающийся со скоростью=W и с крутящим моментом=T, генерирует мощность P, все функции времени.Отнятие мощности от колес замедлит машину вниз, что обычно нежелательно, за исключением случаев торможения. При торможении включается вал генератора соединен с валом колеса, поэтому он может вращаться за счет мощности колес. Затем генератор преобразует эту механическую/вращательную энергию в электрическую. мощность:

[ПРОВЕРЬТЕ МАТЕМАТИКУ!! ИЛИ БУДУТ УДАЛЕНЫ]

Для генератора постоянного тока:

a = a(N,B,l,r) = константа (для a конкретного генератора)

В(t)=напряжение

I(t)=ток = a * T и

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

тогда: I = (W/V) * T, и

В = I/a * Вт

Таким образом, выходная электрическая мощность равна P = V * I = T * W при условии, что потери на трение пренебрежимо малы.Это электрическое Затем мощность используется для зарядки аккумулятора автомобиля, сохраняя его для будущего использования.

H.E.V. также заряжает батарею с помощью I.C.E. через тот же процесс во время движения автомобиля. Контроллер следит за состоянием батареи и скорость I.C.E.. Когда заряд батареи низкий и I.C.E. скорость высокая, подключается приводной вал двигателя к генератору, получая мощность от ДВС. заряжать батарея. Поскольку этот контроллер находится на месте, автомобиль не потеряет мощность, когда ускорение, подъем в гору или иным образом нуждается в полной мощности.


ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ ФИЗИКА:

Производительность H.E.V. ограничивается его эффективностью и его способность перевозить собственное топливо. Емкость аккумулятора и плотность энергии топлива ограничения на мощность, которую может выдержать транспортное средство.

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

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

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

Вт-ч/кг = ватт-часы/килограмм — количество часов, в течение которых стоит 1 кг батареи может обеспечить определенное количество ватт мощности.

Вт/кг = ватт/кг — количество ватт, которое может обеспечить батарея весом 1 кг.

$/кВт-ч = доллары/киловатт-час — сумма денег за каждый час мощности затраты, при этом мощность измеряется в тысячах ватт.

Циклы до 80% DOD (глубина разряда) — батарея циклически проходит через химическая реакция (которая зависит от ее типа) для получения электроэнергии. Эта единица представляет собой количество циклов, которое может обеспечить каждая батарея, прежде чем она окажется в пределах 80 % заряда. разрядка (состояние, при котором на аккумуляторе нет падения напряжения, поэтому он может не дают питания).Приведенные цифры не учитывают перезарядку.


ДИАГРАММЫ/ГРАФЫ/ТАБЛИЦЫ:

Нет Представлено


ГДЕ НАЙТИ ГИБРИДНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА:

Toyota, Ford, GM, Honda, Saturn… все крупные автомобили компания уже разработала или находится в процессе разработки H.E.V. Много других, также участвуют более мелкие компании, а также частные и государственные исследовательские агентства.


ССЫЛКИ/ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Веб-каталог Альтернативное топливо и современные автомобили

Министерство энергетики/Национальный HEV Лаборатории возобновляемых источников энергии, стр.

Система привода

: Патент США № 5667029

Общее: Патент США № 05343970


Как работают гибридные автомобили и грузовики?

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

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

Характеристики гибридного автомобиля

Добавление электродвигателя с батарейным питанием повышает топливную экономичность гибридов несколькими способами.

Подобно выключателю, который выключает лампочку вашего холодильника, когда дверь закрыта, « холостой ход » — это функция, которая выключает обычный двигатель вашего автомобиля, когда автомобиль останавливается, экономя топливо. Аккумулятор обеспечивает энергией кондиционер и аксессуары, пока автомобиль простаивает на светофоре или в пробке, а электродвигатель может снова запустить автомобиль. При необходимости обычный двигатель снова включится, чтобы обеспечить большую мощность для ускорения.

» Рекуперативное торможение » еще одна функция экономии топлива.Обычные автомобили полностью полагаются на фрикционные тормоза для замедления, рассеивая кинетическую энергию автомобиля в виде тепла. Рекуперативное торможение позволяет улавливать часть этой энергии, превращать ее в электричество и хранить в батареях. Эта накопленная электроэнергия впоследствии может быть использована для запуска двигателя и ускорения транспортного средства.

Наличие электродвигателя также позволяет создать более эффективную конструкцию двигателя. Эта функция « Power Assist » помогает снизить требования к бензиновому двигателю гибрида, который, в свою очередь, может быть уменьшен в размерах и работать более эффективно.Бензиновый двигатель производит меньше энергии, но в сочетании с электродвигателями общая мощность системы может равняться или превышать мощность обычного автомобиля.

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

Различные гибриды также используют разные типы «трансмиссий», механических компонентов, передающих мощность на ведущие колеса. Узнайте о последствиях различных гибридных трансмиссий здесь.

Отличия гибридов от других электромобилей

Гибриды, которые нельзя заряжать от розетки, обычно не считаются электромобилями, поскольку в качестве источника энергии они используют исключительно бензин или дизельное топливо. Подключаемые гибриды , описанные выше, являются считающимися электромобилями, наряду с аккумуляторными электромобилями и транспортными средствами на водородных топливных элементах. Узнайте больше о том, как работают подключаемые автомобили.

Аккумуляторные электромобили используют только электродвигатель и аккумулятор, полностью исключая обычные двигатели. Поскольку они не используют газ или дизельное топливо, аккумуляторные электромобили часто чище и дешевле в заправке, чем гибриды и обычные автомобили. Узнайте больше о том, как работает электрическая часть аккумулятора.

Водородный топливный элемент Транспортные средства питают электродвигатель и аккумулятор путем преобразования накопленного газообразного водорода в электричество с помощью топливного элемента. Эти автомобили только начинают выходить на рынок, но обладают большим потенциалом в качестве низкоуглеродной альтернативы обычным автомобилям и грузовикам, поскольку у них нет выбросов выхлопных газов, снижены выбросы в результате глобального потепления и их можно заправлять на заправочной станции, как бензиновый автомобиль. . Узнайте больше о том, как работают топливные элементы и автомобили на топливных элементах.

Узнайте больше о технологии электромобилей здесь, в том числе о ее потенциале в качестве общенационального решения по экономии масла.

Как работают подключаемые гибридные электромобили?

Поскольку они могут работать на электричестве из сети — и поскольку электричество часто является более чистым источником энергии, чем бензин или дизельное топливо, — подключаемые гибриды могут производить значительно меньше загрязнения, вызывающего глобальное потепление, чем их аналоги, работающие только на газе. Они не загрязняют выхлопные трубы при движении на электричестве, а благодаря наличию электродвигателя и аккумулятора они получают преимущества в топливной экономичности.Поскольку они потребляют меньше газа, они также обходятся дешевле: вождение PHEV может сэкономить сотни долларов в год на расходах на бензин и дизельное топливо.

Чтобы воспользоваться подключаемыми гибридными автомобилями, водителям необходим доступ к парковке и место для подключения, хотя обычно достаточно обычной розетки 120 В. А поскольку большинство PHEV — это легковые автомобили, потенциальным покупателям не следует регулярно требовать места для более чем пяти пассажиров, и их не нужно буксировать.

Подключаемые гибридные функции

PHEV сочетают в себе преимущества гибридов по экономии топлива с полностью электрическими возможностями аккумуляторных электромобилей или автомобилей на топливных элементах.

Хотя не все модели работают одинаково, большинство подключаемых модулей могут работать как минимум в двух режимах: «полностью электрический», в котором двигатель и аккумулятор обеспечивают всю энергию автомобиля; и «гибрид», в котором используется как электричество, так и бензин. PHEV обычно запускаются в полностью электрическом режиме, работая на электричестве до тех пор, пока их аккумуляторная батарея не разрядится: запас хода варьируется от 10 до более 40 миль. Некоторые модели переключаются в гибридный режим, когда достигают крейсерской скорости на шоссе, обычно выше 60 или 70 миль в час.

Электродвигатель и аккумулятор помогают PHEV потреблять меньше топлива и меньше загрязнять окружающую среду, чем обычные автомобили, даже в гибридном режиме. Idle-off выключает двигатель на холостом ходу на светофоре или в пробке, экономя топливо. Рекуперативное торможение преобразует часть энергии, потерянной во время торможения, в полезную электроэнергию, хранящуюся в батареях. А поскольку электродвигатель дополняет мощность двигателя, можно использовать двигатели меньшего размера, что повышает эффективность использования топлива без ущерба для производительности.

Различные модели подключаемых гибридных электромобилей также могут иметь разные трансмиссии, механические компоненты, передающие мощность на ведущие колеса. Узнайте о последствиях различных гибридных трансмиссий здесь.

Различия между подключаемыми гибридами и другими электромобилями

Обычные гибриды имеют электродвигатель и аккумулятор, как подключаемые модули, но получают всю свою мощность от бензина или дизельного топлива и не могут заряжаться от сети. Из-за этого гибриды без подключаемых модулей не считаются электромобили («электромобили»).Узнайте больше о том, как работают гибриды.

Аккумуляторные электромобили имеют только электродвигатель и аккумулятор, получая всю свою мощность от сети. В отличие от PHEV, аккумуляторные электромобили не имеют двигателя внутреннего сгорания и не могут работать как гибриды. Но поскольку они полностью питаются от электричества, они не производят выхлопных газов и могут работать без выбросов при зарядке от возобновляемых источников энергии. Узнайте больше о том, как работает электрическая часть аккумулятора.

Электромобили на топливных элементах питают электродвигатель и аккумулятор путем преобразования газообразного водорода в электричество.Автомобили на топливных элементах только начинают появляться в продаже, но они предлагают значительные перспективы в качестве экологически чистой технологии с низким уровнем выбросов углерода. Узнайте больше о том, как работают топливные элементы и автомобили на топливных элементах.

Узнайте больше о технологии электромобилей здесь, в том числе о ее потенциале в качестве общенационального решения по экономии масла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.