Машина гибрид это что: Как работает гибридный автомобиль: принцип, особенности, расход топлива

Какой гибридный автомобиль лучше

Отношение отечественного населения к гибридным автомобилям неоднозначное. Одна часть автолюбителей приветствует гибридные новинки и уделяет им особое внимание, как машине, которая причиняет минимальный вред экологии нашей планеты. Вторая часть автолюбителей пересказывает друг другу массу легенд, касающихся эксплуатационных свойств гибридов, не имея основательных фактов, которые бы подтверждали правдивость этих мифов. В статье мы попытаемся детально разобраться со всеми деталями, которые касаются эксплуатационных свойств этого рода авто. Также методом сравнительного анализа мы выясним, какой гибридный автомобиль лучше.

Россияне имеют неоднозначное отношение к гибридным автомобилям

Содержание

• Энергосберегающие технологии — это путь к экономии средств
• Гибридные автомобили имеют большое будущее
• Что представляет собой гибридный автомобиль
• Теперь попытаемся рассмотреть преимущества гибридных авто.
• Высокая цена — достоинство, которое окупается за несколько лет
• Низкая мощность — это путь к высокому уровню экономии
• Странный внешний вид уже в прошлом
• Гибридные автомобили предназначены не только для передвижения по городу
• Лучшие гибридные автомобили

Энергосберегающие технологии — это путь к экономии средств

Одной из главных проблем, которая волнует человечество, является сохранение окружающей среды. Эту проблему помогает решить уменьшение выбросов отработанных газов от автомобилей. Особой эффективности мероприятиям по сохранению окружающей среды придают методы, которые экономически выгодны потребителям. Потребитель из экономических соображений покупает экологическую продукцию и тем самым сохраняет окружающую среду. Политика ведущих государств мира направлена на снижение чрезмерного потребления энергоресурсов, а в комплексе со стремительным ростом цен на топливо потребителю выгоднее пользоваться энергосберегающими технологиями.

Гибридные автомобили имеют большое будущее

В последние годы производители автомобилей увидели в гибридах светлое будущее. Почти каждая компания-производитель с мировым именем начала разработку и наладила выпуск собственных моделей гибридных автомобилей. Пионерами в этой отрасли стали азиатские автомобильные производители Хонда и Тойота. В настоящее время существует огромное количество моделей гибридных автомобилей, что позволяет осуществить выбор на любой вкус и подобрать модель под определённые условия эксплуатации.

Многие автопроизводители выпускают свои гибридные автомобили

Спрос на гибридные модели авто постепенно, но уверенно растёт, что позволяет экспертам и аналитикам автомобильного рынка прогнозировать и дальнейший рост производства и продаж гибридов. Ещё одной причиной, по которой автолюбители всё чаще отдают преимущество гибридам, а не автомобилям с традиционным двигателем внутреннего сгорания, является рост государственной пошлины на модели машин с большим объемом двигателя.

Что представляет собой гибридный автомобиль

Гибридным принято называть автотранспортное средство, в котором силовой агрегат имеет две технологии преобразования энергии, а не одну, как в традиционных моделях. Большинство гибридных моделей совмещают в себе двигатель внутреннего сгорания и электрический. Но модели гибридного авто бывают разные. Посредством одних технологий оба двигателя совместно приводят в движение колёса, другие предусматривают связку с колёсами только одного мотора, второй просто передаёт энергию.

Видео о том, как работает гибридный автомобиль:

Ещё одна технология заключается в том, что водитель по своему усмотрению включает тот или иной двигатель в зависимости от потребностей и сложившейся ситуации. Такой вариант наиболее распространён среди ведущих автомобильных производителей в мире. Автомобиль, имеющий такую технологию, имеет ряд преимуществ. Водитель может включать электродвигатель в ситуациях, при которых расход топлива значительно возрастает. При городском цикле, особенно в пробках, двигатель внутреннего сгорания имеет высокий расход топлива. Его мощность в такой ситуации не имеет особого значения, ведь машина не едет на высокой скорости и не требует динамичности. В таком случае целесообразно включать электрический двигатель. Это поможет значительно сэкономить.

Теперь попытаемся рассмотреть преимущества гибридных авто.

Высокая цена — достоинство, которое окупается за несколько лет

Цена на автомобили растёт не только в зависимости от качества оборудования, но и от размера машины. Ведь укомплектовать небольших размеров автотранспортное средство значительно дешевле, нежели большой автомобиль. Чем больше автомобиль, тем больше он расходует топлива — это факт.

Экономный вариант предусматривает высокий уровень экономии. Возьмем, к примеру, Toyota Camry. Бензиновый вариант расходует 9,5 литров при городском цикле и 6,7 при загородном. Гибридная версия отличается на уровень низшим расходом топлива, соответственно 5,5–6 литров на сотню километров. Здесь выплывает закономерный вопрос о том, сможет ли окупиться экономичная версия, а если сможет, то за какой отрезок времени? Окупиться она должна исходя из своей стоимости. Дело в том, что гибридная версия стоит дороже классической на 3–4 тысячи американских долларов. Ссылаясь на последние исследования экспертов, для возвращения потраченных средств при покупке Toyota Camry Hybrid необходимо приблизительно пять лет.

Гибридные автомобили отличаются довольно низким расходом топлива

Для людей, которые используют машину только для поездки на работу и назад, покупка такого рода авто может быть экономически нецелесообразной, ведь через пять-шесть лет автолюбитель может захотеть приобрести новое авто. Для автолюбителей, которые используют автотранспортное средство в целях заработка, экономичная версия подойдёт должным образом, она окупиться всего за несколько лет, и в дальнейшем позволит владельцу экономить на топливе до 50% при городском цикле езды. Для такой езды великолепно подойдёт Toyota Prius C.

Низкая мощность — это путь к высокому уровню экономии

Рассмотрим Toyota Prius C ближе. Большинство автолюбителей утверждают, что эта модель очень медленная. Да, это так и есть, но авто не обладает высокими динамическими характеристиками с целью более эффективной экономии. При городском цикле езды особой мощности от автомобиля и не требуется. Вспомним, что множество современных моделей автомобилей с двигателем внутреннего сгорания имеет экономный режим, который предназначен для дополнительной экономии топлива, например, в пробках. Toyota Prius C, наоборот, имеет «мощный» режим, при котором авто становится намного отзывчивей к действиям водителя.

Если обратить внимание на более мощные модели гибридных авто, то можно констатировать, что они почти ничем не уступают своим бензиновым аналогам. Возьмём, к примеру, Lexus GS450h, обладающий высокими динамическими и скоростными характеристиками. Двигатель мощностью 338 лошадиных сил позволяет водителю почувствовать настоящую скорость. Для любителей динамичной езды конструкторы предоставили автомобильным владельцам воспользоваться режимом Sport S.

Некоторые гибридные автомобили не уступают по мощности бензиновым аналогам

Недавно даже компания Porsche представила общественности спортивный гибридный седан Panamera S, развивающий скорость до сотни всего за 5,7 секунды. Максимальная скорость составляет 270 километров в час, и это при расходе топлива всего 10 литров на сто километров при городском цикле езды. Нам кажется, что таких динамических и скоростных характеристик предостаточно даже для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Странный внешний вид уже в прошлом

Времена, когда гибридные авто имели довольно странный, а в некоторых случаях смешной внешний вид, давно миновали. Теперь автомобильные производители пытаются проектировать гибриды в соответствии с бензиновыми моделями. То есть гибрид будет выглядеть так, как бензиновая версия. Это касается, в первую очередь, Toyota Camry. Другие автомобильные производители создают гибриды, отличающиеся неповторимым уникальным дизайном экстерьера. Например, обновлённый Ford Fusion имеет восхитительный дизайн и напоминает по своему внешнему виду мощный спортивный автомобиль.

Гибридные автомобили предназначены не только для передвижения по городу

Электрические двигатели совершенствуются с каждым обновлением

Первые модели экологических авто были адаптированы исключительно для городских условий. Этот факт никак не могут забыть отечественные автолюбители. Большинство из них и до сих пор считают, что гибриды подходят для езды исключительно по городу, но это не так. Технологический прогресс ни минуты не стоит на месте. Разработчики электрических двигателей постоянно работают над их усовершенствованием. Теперь батарея может держать заряд намного дольше, чем несколько лет тому назад, а новые электрические двигатели способны развивать достаточно высокую скорость для междугородних поездок. Ярким примером тому является обновлённый Ford Fusion, обладающий всеми необходимыми характеристиками для длительных междугородних поездок. Он может проезжать до ста километров, используя только электрический двигатель, а учитывая тот факт, что при полной разрядке можно подключить бензиновый мотор — это великолепная производительность для гибрида.

Лучшие гибридные автомобили

Какой автомобиль с гибридным двигателем на сегодняшний день является лучшим? На этот вопрос однозначного ответа нет. Мы хотели бы выделить три лучших, по нашему мнению, гибрида.

1. Toyota Prius — это первый автомобиль среди всех существующих на автомобильном рынке, имеющий гибридный двигатель. Эффективная экономия топлива в сочетании со сравнительно доступной ценой сделала его лидером продаж. Модель оснащена 98-сильным бензиновым двигателем объёмом 1,8 литра и двумя электрическими моторами общей мощностью 36 «лошадок». Совместная мощность составляет 134 л. с. При ускорении бензиновый агрегат и электрические моторы работают совместно, что позволяет развить максимальное усилие. Это, наверное, один из лучших гибридов, который предлагает мировой автомобильный рынок.

   Toyota Prius — первопроходец среди гибридных авто

2. Toyota Camry Hybrid представляет собой высокоэкономичный автомобиль, обладающий высокими динамическими характеристиками и уровнем безопасности. Мощный 200-сильный двигатель объемом 2,5 литра позволяет разгоняться до ста километров в час за 7,4 секунды. Великолепный дизайн экстерьера не отличается от бензиновой версии Camry.

   Автомобиль Toyota Camry Hybrid сочетает в себе экономичность и безопасность

3. Ford Fusion Hybrid представляет собой семейный седан среднего размера, который обеспечивает водителю и пассажирам высокий уровень комфорта. Просторный салон и уникальный дизайн интерьера и экстерьера дополняет экономичный гибридный двигатель объемом 2,5 литра.

   Ford Fusion Hybrid — гибридный семейный автомобиль

Итак, подведём итог. Гибридные автомобили за последние несколько лет сделали значительный шаг вперёд. Их скоростные и динамические характеристики полностью удовлетворяют современным условиям городской и загородной езды. В сочетании с экономичными гибридными двигателями это удовлетворит потребности отечественных автолюбителей.

Особенности гибридного автомобиля — как работает в теории

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

Начало движения

Для начала движения и при движении на малых скоростях используется только электромотор.

• При наборе скорости батарея направляет энергию на блок управления электропитанием.
• Блок управления направляет энергию на электромоторы, расположенные в передней и задней частях автомобиля.
• Передний и задний электромоторы позволяют автомобилю плавно трогаться с места.

Движение

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

Разгон

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

Торможение

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

Особенности работы

Гибридный авто подразумевает сочетание бензинового и электрического двигателей. Они прекрасно дополняют друг друга. Электродвигатели моментально обеспечивают дополнительную мощность, не расходуя топливо и не загрязняя окружающую среду. Бензиновый двигатель позволяет развить высокую скорость. Работа в системе позволяет каждому источнику энергии работать в оптимальном режиме, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества и топливную экономичность.

Один из источников экономии – снижение потребляемой энергии. Гибридные технологии позволяют возвращать энергию, которая в обычных условиях теряется безвозвратно. В частности, при торможении электродвигатели действуют как генераторы, и с подачи блока управления силовой установкой энергия движения «перекачивается» обратно в батарею высокого напряжения.

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

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

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

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

Что такое гибридный автомобиль и как он работает? У нас есть ответы

Когда первые гибридные автомобили появились в выставочных залах примерно два десятилетия назад, они были отвергнуты как научные проекты. Теперь гибридные силовые агрегаты можно найти во всем, от элитных суперкаров до скромных такси и даже в коммерческих автомобилях.

Содержание

• Что такое гибридный автомобиль?
• Как работают гибриды?
• Зачем тебе гибрид?
• Заключение

Гибриды

станут еще более распространенными в течение следующего десятилетия или около того, поскольку автопроизводители делают все возможное, чтобы соблюдать строгие нормы выбросов. Если вы не уверены, что такое гибрид и как он работает, у нас есть ответы. И если вы заинтересованы в его покупке, у нас есть несколько советов по выбору лучшего гибридного автомобиля для любых потребностей и бюджета.

Что такое гибридный автомобиль?

1 из 6

Брэдли Айгер/Digital Trends

Ах, самый актуальный вопрос из всех. Гибрид в контексте автомобиля означает, что он приводится в действие как электродвигателем, так и двигателем внутреннего сгорания. Две системы работают непосредственно друг с другом, чтобы управлять колесами.

Наиболее распространенным примером гибридного автомобиля является Toyota Prius, которая стала первым современным серийным гибридным автомобилем, дебютировав на японском рынке в 1919 году.97. Prius сейчас находится в четвертом поколении, и это детище этого сегмента.

Помните этого парня? Toyota Prius 1997 года стала первым гибридным автомобилем массового производства. Toyota USA

Лучшая экономия топлива является основным мотивом гибридизации. Но совсем недавно автопроизводители заметили, что гибридизация также повышает производительность. Мы вернемся к этому через секунду.

Электродвигатель гибрида питается от бортового аккумуляторного блока, который обычно находится в багажнике за задними сиденьями или в поддоне пола, чтобы снизить центр тяжести и улучшить управляемость.

Когда определенные условия вождения благоприятствуют использованию только электродвигателя, например, движение на скорости ниже определенной или работа на холостом ходу, двигатель остается выключенным и, таким образом, не расходует бензин. Когда уровень заряда батареи достигает определенного уровня разрядки или требуются большие нагрузки на дроссельную заслонку, бензиновый двигатель автоматически включается, чтобы помочь как в подзарядке батареи, так и в приведении в движение ведущих колес.

Как работают гибриды?

1 из 4

Гибридный функциональный дисплей Toyota Prius 2018 Miles Branman/Digital Trends
Функциональный дисплей Hyundai Sonata Plug-In Hybrid 2018 г.
Функциональный дисплей Volkswagen Jetta Hybrid
Функциональный дисплей Kia Optima Hybrid Eco 2018 г.

На первый взгляд все гибридные автомобили могут показаться одинаковыми: они работают как на бензине, так и на электричестве и ориентированы на экономию топлива. Это может быть их основным идентификатором, но в дизайне и компоновке некоторых гибридов есть различия в зависимости от типа автомобиля и модели. Существуют также различные типы гибридных транспортных средств, хотя мы сосредоточены в основном на обычных потребительских и коммерческих транспортных средствах.

В традиционных гибридах, таких как Toyota Prius или даже в более крупном Toyota Highlander Hybrid, таких как Honda Accord Hybrid и Hyundai Sonata Hybrid, бензиновый двигатель по-прежнему является основным источником общей мощности автомобиля. Электродвигатель также производит электричество за счет преобразования кинетической энергии с помощью рекуперативного торможения. Однако без бензинового двигателя аккумуляторная батарея гибрида не может заряжаться для питания электродвигателя и некоторых основных функций автомобиля. Таким образом, автомобиль в основном станет электромобилем с ужасным пробегом и недостаточной мощностью.

Дополнением к бензиновому двигателю является электродвигатель, часто встроенный в трансмиссию. Он служит основным источником движения, тогда как газовый двигатель является второстепенным. В случае с вездесущим Hybrid Synergy Drive от Toyota вместо традиционной коробки передач используется пара электродвигателей. Однако Hyundai и некоторые другие автопроизводители сохраняют коробку передач.

Комбинация приборов и приборная панель Hyundai Sonata Hybrid

2018 года Схема, используемая Prius, где и двигатель внутреннего сгорания, и электродвигатель могут приводить в движение колеса, известна как «параллельная» гибридная система. Альтернативой является «серийный» гибрид, где двигатель внутреннего сгорания действует только как генератор, без прямой связи с колесами. Это позволяет двигателю работать с более постоянной скоростью, повышая эффективность. Серийные гибриды встречаются редко, хотя у Nissan есть серийно-гибридная трансмиссия под названием e-Power, которая, как ожидается, появится в США в роскошных автомобилях Infiniti.

Совсем недавно производители начали понимать, что гибриды также улучшают производительность, и поэтому они разработали различные типы гибридных автомобилей. Это потому, что электродвигатели обеспечивают мгновенную мощность, в то время как двигатели внутреннего сгорания должны раскручиваться, прежде чем достичь пика мощности.

Примеры включают тройной суперкар, Porsche 918, McLaren P1 и LaFerrari. Все три полагаются на комбинацию электродвигателя и бензинового двигателя для движения и мощности. Однако все они построены и спроектированы по-разному, особенно по сравнению с традиционной гибридной системой, используемой в автомобилях массового производства.

Porsche 918 оснащен двигателем V8 с двойным турбонаддувом, который расположен в середине шасси и приводит в движение задние колеса, но его электродвигатели установлены на передней оси, что обеспечивает 918 моделируемый полный привод. Электродвигатель McLaren P1 интегрирован с газовым двигателем и соединен с коробкой передач с двойным сцеплением, а гибридные возможности LaFerrari включают систему, изначально разработанную для гонок Формулы-1, также известную как KERS, или систему рекуперации кинетической энергии.

В конечном счете, однако, все они полагаются на электричество и бензин для движения, что придает им статус гибрида.

Совсем недавно появился еще один термин, добавленный в список в качестве варианта: Мягкий гибрид. Этот термин был придуман для описания одной из последних инноваций в отрасли — 48-вольтовой электрической системы. Это дополнительный источник питания, который дополняет уже стандартный 12-вольтовый источник питания, используемый в транспортных средствах. Он также приводит в действие новый комбинированный модуль электродвигателя и генератора, или EMG, установленный снаружи двигателя внутреннего сгорания и соединенный непосредственно со шкивом коленчатого вала через сверхпрочный ремень.

Said EMG действует как небольшой электродвигатель, который также выполняет функции стартера и генератора переменного тока. EMG на короткое время запускает двигатель и приводит его в действие с помощью электроэнергии, прежде чем компьютер двигателя автоматически перейдет на полностью газовое питание, обеспечивая гибридные преимущества без передачи мощности электродвигателем непосредственно через трансмиссию или оси. Это также избавляет от необходимости использовать дерганую и запаздывающую функцию автоматического запуска двигателя.

Зачем тебе гибрид?

Honda Accord Hybrid Engine 2018

Скорее всего, если вы заинтересованы в приобретении гибридного автомобиля, вы хотите сэкономить на бензине. Гибриды стоят гораздо меньше, чтобы заправиться, и вы можете проехать экспоненциально дальше, чем обычные автомобили, без необходимости дозаправки.

Популярность рынка гибридных автомобилей растет с каждой минутой. Из-за дополнительного потребительского спроса производители выпускают все больше и больше новых моделей, предлагающих различные размеры и характеристики. Поиск подходящего гибрида, который удовлетворит ваши потребности в вождении и удовлетворит ваш бюджет, не составит труда. Те, кто хочет обычный автомобильный гибрид, могут выбрать Toyota Prius или Hyundai Ioniq, а также доступны гибридные версии различных других моделей. Если вас не привлекают стандартные автомобили, есть и гибридные кроссоверы.

Производители роскошных автомобилей также внесли свой вклад в развитие гибридного рынка. Lexus, Hyundai Kia, Ford, Toyota, Honda, Mini и BMW производят гибридные автомобили. В настоящее время гибридные автомобили по-прежнему классифицируются как полулюксовые. Тем не менее, производители продолжают добавлять новые гибриды в свои продукты каждый год.

Hyundai Sonata Hybrid 2020

Заключение

Никогда еще быть экологически сознательным человеком не было так легко и доступно. Помимо того, что с каждым годом расширяются возможности вашего автомобиля, все больше и больше городов предоставляют общественные зарядные станции. По мере того, как эти зарядные станции становятся все более популярными, более вероятно, что мы увидим гибридные автомобили в больших масштабах. Мы все еще находимся в начале производства гибридных автомобилей; Технологии будут расти в геометрической прогрессии в ближайшем будущем, создавая невероятные инновации в транспортных средствах.

Переходя с топлива на электричество, вы не только оказываете положительное влияние на окружающую среду, но и радуете свой кошелек. Обязательно проведите исследование перед покупкой любого нового автомобиля, особенно гибридов. Выясните, где у вас будет доступ к общедоступным зарядным станциям, или посмотрите, можно ли купить собственную. Имейте в виду, что если сейчас не так много общественных станций, это может измениться в течение следующих нескольких лет.

Рекомендации редакции

• Демонстрационный образец Chrysler Synthesis предлагает больше экранов и программного обеспечения в кабинах автомобилей

• Tesla Roadster 2023 года: дата выпуска, характеристики, слухи и новости

• Концепт Ram Revolution, представленный на выставке CES 2023, представляет электрический пикап

• Илон Маск представил первый полностью электрический грузовик Tesla Semi.

• Сообщается, что Tesla Model 3 готовится к редизайну

Гибридный автомобиль: определение, преимущества и типы

Гибридные автомобили — ступенька в будущее: чтобы сделать мобильность максимально нейтральной с точки зрения выбросов углерода, автомобильная промышленность все больше обращается к электромобилям. Тем не менее, есть еще ряд проблем, связанных с чисто электрическими автомобилями. Гибридная технология сочетает в себе преимущества двух разных систем привода — электродвигателя и обычного двигателя внутреннего сгорания.

Изменение климата, повышение уровня выбросов: согласно исследованию Межправительственной группы экспертов по изменению климата, на транспорт приходится 24% всех выбросов CO ₂ выбросы по всему миру. Вот почему мобильность должна стать углеродно-нейтральной — не в отдаленном будущем, а как можно скорее. Необходимо уменьшить зависимость от бензиновых и дизельных двигателей, чтобы можно было заменить ископаемое топливо. Их все чаще заменяют электрифицированными приводными системами.

Однако во многих случаях чисто электрические автомобили не могут конкурировать с обычными транспортными средствами: у них меньший запас хода, дорогие аккумуляторы, что приводит к более высоким ценам на автомобили, и во многих регионах сеть зарядных станций является неадекватным. Гибридные автомобили предлагают решение: они сочетают в себе систему электропривода и двигатель внутреннего сгорания. Это означает, что автомобили могут проехать дальше, чем чистые электромобили, и они потребляют меньше бензина или дизельного топлива, чем автомобили, работающие исключительно с двигателем внутреннего сгорания.

Они также могут соответствовать все более строгим ограничениям для легковых автомобилей, установленным, например, ЕС. С 2021 года средний целевой показатель выбросов новых автомобилей для всего парка автомобилей в ЕС составит 95 г CO ₂ на километр. А к 2030 году этот показатель должен снизиться еще на 37,5%. Многие другие страны также установили строгие ограничения.

jpg_1414829238.jpg»> Гибридные автомобили: обзор основных фактов

Что такое гибридный автомобиль?

Слово «гибрид» имеет греческие корни и означает «из двух источников». Соответственно, гибридное транспортное средство получает энергию из двух разных источников и, следовательно, имеет более одной системы привода: как правило, электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания — обычно с бензином в качестве топлива; дизель встречается реже. Цель гибридного привода состоит в том, чтобы объединить преимущества обеих систем привода и сбалансировать их недостатки:

• В настоящее время основным преимуществом автомобиля с бензиновым или дизельным двигателем по сравнению с системой электрического привода является запас хода. Это не из-за самого двигателя, а из-за накопителя энергии: аккумулятора. По мере того, как батареи становятся более эффективными, радиус действия будет увеличиваться. Еще одним преимуществом автомобилей с двигателями внутреннего сгорания является то, что они все еще дешевле, чем электромобили. Но с другой стороны, они потребляют топливо, вызывают выбросы и шумные. Значительная часть энергии топлива тратится впустую.
• Автомобиль с электродвигателем не производит местных выхлопных газов и шума, не использует ископаемое топливо при условии, что электроэнергия поступает из возобновляемых источников. С электродвигателями ускорение также быстрее и динамичнее. Однако из-за батареи электромобили имеют меньший запас хода, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания. И им нужна большая и, следовательно, более дорогая батарея.

Синтез обеих систем привода позволяет снизить расход топлива и выбросы при приемлемых дополнительных затратах на покупку, динамичную управляемость и большой запас хода. Электродвигатель либо поддерживает, либо заменяет двигатель внутреннего сгорания, особенно там, где он неэффективен, и в определенных ситуациях повышает производительность.

По этой причине, а также благодаря различным правительственным программам поощрения продажи гибридных автомобилей растут. В то время как в ЕС было зарегистрировано более миллиона новых гибридных автомобилей в 2019 , по данным поставщика услуг данных Jato Dynamic, к 2020 году это число уже превысило 1,4 миллиона. Это означает увеличение на 47 процентов по сравнению с 2019 годом.

Знаете ли вы?

Знаете ли вы?

Toyota Prius был первым серийным гибридным автомобилем еще в 1997. Но системы гибридного привода на самом деле намного старше: первым автомобилем с комбинацией бензинового и электрического привода был «Mixte Hybrid», который Фердинанд Порше построил для K. u. K. Hof-Wagen und Automobil-Fabrik Jacob Lohner u. Co. – венская компания по производству роскошных кузовов. В этом транспортном средстве 16-сильный бензиновый двигатель работал вместе с генератором, который давал электричество для зарядки аккумулятора, который, в свою очередь, приводил в движение колеса.

Как работает гибридный автомобиль?

Электроэнергия для гибридных автомобилей обеспечивается, с одной стороны, за счет ископаемого топлива, а с другой — за счет электроэнергии. Следовательно, гибридное транспортное средство имеет как минимум две системы накопления энергии — топливный бак и аккумулятор — и как минимум два преобразователя энергии, электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания. Другими важными компонентами гибридной системы привода являются электронное устройство управления, которое решает, когда переключаться между двумя системами привода, и инвертор, который преобразует постоянный ток от батареи в переменный ток и управляет электродвигателем.

Отдельные компоненты гибридного привода

Как и многие другие компоненты, следующие детали играют важную роль в гибридном автомобиле:

• Электродвигатель образует ядро. Он выполняет две функции: с одной стороны, в определенных дорожных ситуациях он приводит автомобиль в движение электрически. В качестве генератора он преобразует кинетическую энергию торможения в электрическую энергию и возвращает эту энергию аккумулятору через инвертор. Это известно как выздоровление.
• Двигатель внутреннего сгорания представляет собой обычную систему привода, которая получает энергию в основном от бензина или, иногда, дизельного топлива. Двигатель внутреннего сгорания особенно эффективен, когда он работает с постоянной скоростью в оптимальной рабочей точке.
• Электрическое устройство управления соединяет электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания и автоматически переключается на оптимальный привод, в зависимости от того, какой из них наиболее эффективен в данный момент. Электронное управление потоком энергии обеспечивает эффективную работу автомобиля.
• Инвертор соединяет аккумулятор с электродвигателем. Силовая электроника преобразует постоянное напряжение батареи в высокочастотное переменное напряжение, которое формирует электромагнитное поле для выработки электроэнергии в электродвигателе.
• Аккумулятор обеспечивает питание электродвигателя. В гибридном автомобиле литий-ионный аккумулятор работает с системой управления батареями. За исключением мягких гибридов (аккумулятор 48 В), используются высоковольтные аккумуляторы.
• Топливный бак хранит ископаемое топливо, другими словами, бензин или дизельное топливо. Дальность действия машины зависит от размера танка.

Как заряжается аккумулятор в гибридном автомобиле

Гибридные автомобили обычно вырабатывают электроэнергию для зарядки аккумулятора во время движения. Как и в чисто электрической системе привода, электродвигатель в гибридном автомобиле также действует как генератор. Другими словами, во время торможения или движения накатом, когда транспортное средство движется без использования энергии, оно преобразует кинетическую энергию обратно в электричество — это называется рекуперацией. Если автомобиль представляет собой серийный гибрид (см. ниже), двигатель внутреннего сгорания также действует как генератор для выработки энергии. Только подключаемые гибриды также могут питаться электричеством от зарядной станции.

Когда в гибридном автомобиле активны разные системы привода

Большинство гибридных автомобилей автоматически переключаются между двумя системами привода или позволяют им работать вместе. Это зависит от реальной ситуации вождения. Например, электронный блок управления переходит в режим IC, когда автомобиль движется с постоянной высокой скоростью. В это время двигатель внутреннего сгорания работает особенно эффективно.

Комбинация этих двух систем может быть полезна, например, на подъемах или при обгоне. В этих ситуациях на короткое время требуется усилитель энергии, а электродвигатель дополняет мощность двигателя внутреннего сгорания.

Во многих гибридных автомобилях электродвигатель также может самостоятельно двигать автомобиль. В этом случае топливо не расходуется. Поскольку электродвигатель имеет высокий КПД даже при низких скоростях, он особенно подходит для пуска и для низких скоростей.

Типичная ситуация вождения автомобиля с параллельной гибридной конфигурацией (см. ниже) выглядит следующим образом: при запуске автомобиля работает только электродвигатель. Когда автомобиль набирает скорость, включается двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания обычно используется на автомагистралях. Если водитель тормозит или позволяет автомобилю двигаться по инерции, энергия захватывается и сохраняется в аккумуляторе, а затем используется электродвигателем по мере необходимости.

Какие существуют типы гибридных автомобилей?

Две системы привода в гибридном автомобиле могут работать вместе по-разному, и типы привода могут иметь разный вес.

Микрогибрид, мягкий гибрид и полный гибрид

Гибриды различаются по уровню электрификации. По данным немецкой автомобильной ассоциации ADAC, возможна экономия топлива от 15 до 25% по сравнению с автомобилем с ДВС и даже больше с подключаемым гибридом.

Микрогибрид
Микрогибрид использует автоматическую систему старт-стоп для рекуперации энергии торможения и хранения ее в классической 12-вольтовой стартерной батарее. Однако транспортное средство приводится в движение исключительно двигателем внутреннего сгорания, что объясняет, почему микрогибриды не указаны в качестве гибридной концепции во многих классификациях приводов. Другими словами, микрогибриды — это автомобили с системой привода ДВС и хорошо спроектированной электроникой привода. Уровень экономии топлива низкий.

Мягкий гибрид
В отличие от микрогибридов, мягкие гибриды (Mild Hybrid Electric Vehicle, MHEV) имеют в системе привода электродвигатель, но он никогда не работает сам по себе и используется только для поддержки двигателя внутреннего сгорания. Например, он увеличивает мощность двигателя при ускорении. В дополнение к обычному аккумулятору на 12 В в «мягких» гибридах используется еще и аккумулятор на 48 В. Из-за более высокого напряжения мягкий гибрид может рекуперировать больше энергии торможения, чем микрогибрид. Автоматическая система старт-стоп также более эффективна, так как двигатель можно останавливать чаще и дольше. Автомобили с мягким гибридом потребляют до 15% меньше топлива, чем автомобили с обычными двигателями внутреннего сгорания.

Полный гибрид
В полном гибриде (Full Hybrid Electric Vehicle, FHEV) электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания работают вместе интеллектуально и гибко. Чисто электрическое вождение также возможно, но обычно только при коротких поездках на несколько миль. В отличие от мягких гибридов, полные гибриды не имеют дополнительной батареи на 48 В, но имеют высоковольтную тяговую батарею на несколько сотен вольт. Мощность электродвигателя также выше, чем у мягкого гибрида. Федеральное агентство по охране окружающей среды Германии заявляет, что возможна экономия топлива более чем на 20% по сравнению с автомобилем с чистым ДВС.

Подключаемый гибрид

Подключаемые гибриды

(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV) являются дальнейшим развитием полных гибридов. Что отличает их от всех других гибридов, так это то, что в дополнение к рекуперации батарея также может заряжаться от зарядной станции или сетевой розетки, что объясняет название «подключаемый гибрид».

Как и полные гибриды, подключаемые гибриды имеют высоковольтную батарею, хотя она намного больше и эффективнее. Например, в зависимости от модели возможна дальность до 100 километров (около 62 миль) и более в чисто электрическом режиме. Это позволяет, например, многим пассажирам совершать ежедневные поездки из дома на работу и обратно без каких-либо выбросов. Стандартный расход топлива подключаемого гибрида до 35% меньше, чем у сопоставимого автомобиля с ДВС. Однако то, будет ли это достигнуто в реальных дорожных условиях, во многом зависит от того, регулярно ли водитель заряжает аккумулятор и действительно использует потенциал экономии топлива. Также необходимо учитывать сезонные колебания, так как низкие зимние температуры сокращают запас хода батареи.

Параллельный и последовательный гибрид

В дополнение к уровню электрификации гибридные автомобили также различаются по конструкции. В настоящее время наиболее распространены параллельные гибриды, к которым относятся упомянутые выше мягкие, полные и подключаемые гибриды. Также доступны серийные гибриды, а гибриды с разделением мощности представляют собой комбинацию обеих концепций.

Параллельный гибрид
Эти типы транспортных средств имеют две системы привода – электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания. Оба могут двигать автомобиль вперед и соединены с ведущим мостом. Они развертываются по мере необходимости: транспортное средство может приводиться в движение исключительно электрически, только с двигателем внутреннего сгорания или с их комбинацией. В этом типе системы привода мощность электродвигателя и ДВС суммируется, образуя общую мощность.

Гибриды серии
Гибриды серии имеют электродвигатель и ДВС, но только одну систему привода. Источники питания соединены последовательно: как правило, электродвигатель двигает транспортное средство вперед, а двигатель внутреннего сгорания вырабатывает электричество для аккумуляторной батареи. Источники питания механически не связаны.

Концепции расширения диапазона также относятся к этой категории. Проще говоря, двигатель внутреннего сгорания действует только как генератор для подзарядки батареи, когда она разряжена, пока транспортное средство не достигнет следующей зарядной станции.

Гибриды Power Split
Последовательные и параллельные гибридные приводы также можно комбинировать в одном автомобиле. В гибридах с разделением мощности или последовательно-параллельных, как их еще называют, водитель выбирает один из двух приводов.

jpg_1414829238.jpg»> Гибридные автомобили: преимущества и недостатки

Каковы преимущества гибридного автомобиля?

По сравнению с автомобилями, оснащенными только двигателем внутреннего сгорания, гибридные системы привода или полностью электрические двигатели имеют много преимуществ:

• В зависимости от ситуации и типа вождения гибридный автомобиль может использовать оптимальный режим движения, например, в городе и на загородных дорогах.
• Расход топлива снижается на 15–50 % в зависимости от типа автомобиля. Особенно это касается вождения в городском потоке с частыми остановками.
• Меньшее потребление и, в некоторых случаях, чисто электрический режим приводят к меньшему количеству выбросов.
• Транспортное средство движется более эффективно. Потери энергии меньше, чем при использовании бензина или дизельного топлива, поскольку энергия от торможения и движения накатом улавливается и используется.
• Также можно отправляться в дальние поездки, так как запас хода больше, чем у чисто электрического автомобиля.
• По сравнению с обычной системой привода ускорение увеличивается на 10–20 %. Двигателю внутреннего сгорания нужны более высокие обороты для большего крутящего момента. С электродвигателем это высоко с самого начала.
• Помимо подключаемых гибридов, транспортные средства не нужно заряжать электричеством – следовательно, водителям не нужно искать зарядную станцию.

Каковы недостатки гибридного автомобиля?

Гибридные автомобили также имеют несколько недостатков по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания или только с электродвигателями:

• Их покупка дороже, чем автомобилей с ДВС, поскольку конструкция технологии двойного привода более сложна. Однако этот недостаток со временем компенсируется меньшим расходом топлива.
• Автомобиль тяжелее из-за двух источников питания и дополнительной батареи. В некоторых моделях расход топлива может быть выше в определенных ситуациях, когда работает только двигатель внутреннего сгорания.
• Дополнительная батарея занимает место. Это может означать, что багажник меньше, чем в обычном автомобиле.
• У подключаемых гибридов общий углеродный след зависит от электроэнергии, которая используется для зарядки аккумулятора — чем больше «зеленой» электроэнергии, тем лучше.
• В отличие от чисто электрических транспортных средств, гибриды по-прежнему зависят от ископаемого топлива и производят выбросы.

Вклад Infineon в гибридные диски

Как обычно, при производстве, хранении или преобразовании электроэнергии микроэлектроника также играет важную роль в электрических и гибридных транспортных средствах. Датчики измеряют различные параметры; микроконтроллеры принимают решения, например, когда ток должен течь в определенной части системы, а когда нет. И силовые полупроводниковые приборы реализуют эти решения. Степень, в которой электроника работает разумно и эффективно, оказывает большое влияние на запас хода, производительность и стоимость, а для подключаемых гибридов и полностью электрических транспортных средств также на время зарядки аккумулятора.

Infineon очень рано начала разрабатывать полупроводники специально для электрических и гибридных автомобилей. В настоящее время компания является ведущим поставщиком чипов для электромобилей. Infineon ожидает дальнейшего роста. «В этом столетии мы достигнем точки, когда большинство всех новых автомобилей в мире будут полу- или полностью электрическими», — говорит Стефан Зизала, вице-президент и генеральный директор подразделения Automotive High Power компании Infineon. Соответственно, Infineon инвестирует в увеличение производственных мощностей. Например, в Филлахе в Австрии. Здесь строится новый завод стоимостью 1,6 миллиарда евро для производства силовой электроники для гибридных и электрических транспортных средств, а также для других целей.

Infineon также работает над технологическими инновациями, чтобы сделать электронику еще более мощной и эффективной. Примером этого является использование новых полупроводниковых материалов, таких как карбид кремния. В некоторых приложениях чипы из карбида кремния обеспечивают большую мощность и более высокую энергоэффективность, чем традиционные кремниевые чипы. Например, это снижает потери энергии при зарядке подключаемого гибрида и увеличивает запас хода электромобилей.

Обзор самых важных вопросов и ответов

Что такое подключаемый гибрид?

Подключаемый гибрид — это транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем. В отличие от других гибридных моделей, его аккумулятор заряжается не только за счет рекуперации при торможении и движении накатом; при необходимости подключаемый гибрид также может питаться от зарядной станции или настенной розетки, что объясняет название «подключаемый» гибрид. Аккумулятор подключаемого гибрида больше, чем у других гибридных автомобилей, поэтому на одном электричестве можно проехать дольше — в среднем 50 километров, а в некоторых автомобилях даже до 100 километров.

Что лучше: гибрид или подключаемый гибрид?

Какой тип мягкого, полного или подключаемого гибрида лучше всего подходит водителю, зависит от реальной ситуации. С подключаемым гибридом водители могут рассчитывать на более длительное вождение, используя только электричество. Аккумулятор также можно заряжать на зарядной станции или через настенную розетку. Это невозможно с другими типами гибридов: электроэнергия вырабатывается исключительно за счет рекуперации и с помощью двигателя внутреннего сгорания. Другие гибриды могут ездить исключительно на электричестве только на короткие расстояния, если вообще могут. Кроме того, электродвигатель увеличивает КПД двигателя внутреннего сгорания.

Как заряжается гибридный автомобиль?

Все гибридные автомобили получают электроэнергию за счет рекуперации: кинетическая энергия при торможении и движении накатом не теряется полностью; вместо этого часть его преобразуется в электричество и сохраняется в аккумуляторе. Это большое преимущество по сравнению с автомобилями с обычными двигателями внутреннего сгорания. Мощность бензинового или дизельного двигателя также может быть использована для выработки электроэнергии. Подключаемые гибриды также можно заряжать дома или на зарядной станции.

Подходят ли гибридные автомобили для чисто дальних поездок?

На гибридных автомобилях также можно ездить на большие расстояния. Однако преимущества системы комбинированного привода не столь ярко выражены, так как электроэнергия вырабатывается в основном за счет частых торможений при движении по городу. Кроме того, электродвигатель особенно поддерживает двигатель внутреннего сгорания при запуске автомобиля. На более низких скоростях некоторые гибриды также могут двигаться исключительно на электричестве. Как правило, из-за дополнительного электродвигателя топливный бак гибрида меньше, чем в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Следовательно, он содержит меньше топлива, что может уменьшить дальность полета на большие расстояния.

Насколько практичны гибриды только для коротких расстояний?

В зависимости от типа транспортного средства гибриды могут ездить на короткие расстояния, например, по городу, используя только электричество. Тогда ископаемое топливо не потребляется. Однако, если водитель не тормозит часто, не так много энергии может быть рекуперировано, и двигатель внутреннего сгорания должен вступить во владение. Если преодолеваются в основном короткие расстояния, чисто электрический автомобиль может быть более подходящим, поскольку его можно подзарядить на зарядной станции. Подключаемый гибрид является альтернативой, если транспортному средству также необходимо проехать на большие расстояния.

Последнее обновление: июль 2021 г.

Короткое время зарядки, большой радиус действия

В настоящее время мало кто готов водить электромобиль. Но это быстро изменится — с развитием зарядных станций большой мощности.

Узнать больше

Путь к устойчивой мобильности

Узнайте больше о том, как Infineon ускоряет внедрение xEV на массовом рынке и помогает автомобильной промышленности достичь своих амбициозных целей по выбросам CO2.