Какие бывают гибридные автомобили

Какие бывают гибридные автомобили

Аватар автора

Бензиновую или дизельную машину можно легко и быстро заправить, но топливо дорогое и его требуется много. С электромобилями все наоборот: зарядить батарею можно намного дешевле или даже бесплатно, но это занимает много времени. У гибридного автомобиля есть и двигатель внутреннего сгорания, и электромотор. Такая комбинация компенсирует недостатки каждого из них. Но гибриды устроены более сложно, чем автомобили с ДВС или электромобили.

Расскажем, какие бывают типы гибридных автомобилей, чем они друг от друга отличаются, какие у них преимущества и недостатки.

Рассылка Т—Ж для автомобилистов

Советы, как не переплатить за машину, в вашей почте дважды в месяц. Бесплатно
Подписаться
Подписываясь, вы принимаете условия передачи данных и политику конфиденциальности

Принцип работы гибридного автомобиля

У гибридного авто есть и ДВС, и электропривод. В городских условиях машину часто разгоняют и часто останавливают — в таком режиме ДВС не слишком эффективен. При разгоне автомобиль потребляет много топлива, а при остановке вся кинетическая энергия переходит в тепловую — нагреваются тормозные колодки и диски. Электропривод у гибридов частично компенсирует этот недостаток. Он помогает разгонять машину и уменьшает расход топлива, а при торможении энергия движения переходит в электрическую и заряжает аккумуляторные батареи.

Вместе с тем гибриды тяжелее и дороже автомобилей с ДВС такого же класса. Ремонтировать их тоже сложнее. Дополнительные расходы на обслуживание и ремонт гибрида могут превысить экономию на топливе — особенно если речь о варианте с большим пробегом.

Обложка статьи

Какие бывают типы гибридных автомобилей

Гибриды могут быть совершенно разными по конструкции. Общая черта — два тяговых двигателя, электрический и внутреннего сгорания. Трансмиссия и логика работы двигателей определяют тип гибридного автомобиля.

Микрогибрид

Это обычный автомобиль с ДВС, у которого нет электропривода на колеса. Получается, что это не настоящий гибрид. Но он может экономить топливо за счет систем «старт-стоп» , управления процессом заряда аккумулятора и рекуперации энергии при торможении.

Система «старт-стоп» есть у многих современных машин. Обычно она работает только когда автомобиль останавливается, например на светофоре. У микрогибридов, таких как Audi A6 55 TFSI quattro , электроника может заглушить двигатель и при движении накатом.

Генератор преобразует энергию вращения в электрическую. В обычных автомобилях двигатель вращает генератор, который постоянно питает электрические системы и подзаряжает аккумулятор. На это уходит 2—5% мощности двигателя. У микрогибридов при разгоне или обычном движении система управления отключает генератор от бортовой электросети. В это время все системы питает только аккумулятор. В таких машинах используют свинцово-кислотные батареи с напряжением от 12 до 48 В повышенной емкости и самых современных типов — EFB или AGM, которые нормально работают в этих режимах.

Обложка статьи

Когда автомобиль тормозит, вся его кинетическая энергия безвозвратно теряется — переходит в тепло нагретых тормозных дисков и колодок. Некоторые микрогибриды используют рекуперацию: при торможении преобразуют кинетическую энергию машины в электрическую и заряжают ею аккумулятор. Но так умеют делать не все модели: у большинства система управления просто отключает генератор во время разгона и вновь подключает, когда автомобиль тормозит.

Такие системы не позволяют значительно сэкономить на топливе или снизить вредные выбросы. По различным оценкам, все это сокращает расход топлива на 5—8% в идеальных условиях.

Обложка статьи

Мягкие гибриды — Mild Hybrid Electric Vehicle, MHEV

У каждого автомобиля есть стартер для запуска ДВС и генератор для зарядки аккумулятора. В мягких гибридах вместо них устанавливают стартер-генератор — небольшой электромотор, который заменяет оба этих устройства.

Читать статью  Метод дублирования. 11 примеров из конструкции ДВС

Кроме этих двух задач стартер-генератор помогает ДВС разгонять автомобиль, а при торможении преобразует кинетическую энергию в электрическую и заряжает аккумулятор. Но прямой связи с колесами у стартер-генератора нет, поэтому мягкий гибрид не может ехать только на электротяге без использования ДВС. Стартер-генератор работает от дополнительного литийионного аккумулятора небольшой емкости, 3—5 кВт·ч , и напряжением 48 В или выше. За счет этого можно сделать меньше сечение проводов, увеличить передаваемую мощность и уменьшить электрические потери.

В таких машинах часто ставят ДВС меньшего объема и мощности, но сохраняют динамику разгона благодаря электрической поддержке стартер-генератором. Общая экономия топлива за счет системы «старт-стоп» , рекуперативного торможения и ДВС меньшего объема может достигать 20%. Такие системы можно встретить у всех новых Volvo, у ряда моделей Geely, у Land Rover , а также у многих других.

Обложка статьи

Полный гибрид — Full Hybrid Electric Vehicle, FHEV

Машины этого класса уже могут двигаться на электротяге. Они экономичнее бензиновых аналогов на 30—50% . Есть три основных вида полных гибридов: параллельные, последовательные и параллельно-последовательные.

Параллельный гибрид — машина, в которой есть и электромотор, и ДВС, причем оба привода могут работать совершенно независимо друг от друга. Конструктивно такие гибриды похожи на мягкие, но электродвигатель большей мощности дает возможность в некоторых режимах ехать на электротяге. Специальная муфта при этом отсоединяет ДВС от трансмиссии. Коробка передач в таких машинах — обычно классический автомат или вариатор.

Электрическая автономность у параллельных гибридов небольшая: высоковольтная никель-металлгидридная или литийионная батарея емкостью до 15 кВт·ч обеспечивает запас хода до 100 км. Не слишком мощный электродвигатель и небольшая батарея не позволяют резко разгоняться на электротяге. При недостатке мощности управляющая электроника запустит ДВС, чтобы подзарядить аккумуляторы и запитать электромотор.

Обложка статьи

Достаточно интересный подвид параллельных гибридов — машины с приводом одной оси от ДВС, а второй — от электромотора. Электромотор может работать в режиме генератора и заряжать тяговую батарею, когда автомобиль тормозит или когда едет по дороге на ДВС. Прямой механической связи между ДВС и электромотором внутри автомобиля нет. Они связаны лишь «внешней трансмиссией», в роли которой выступает дорожное покрытие. Такие гибриды по-английски называются through the road — «с помощью дороги».

Это достаточно простой способ превратить обычный автомобиль в полноприводный гибрид, поэтому некоторые производители широко используют такую схему в своих линейках гибридов. Например, у всех новых гибридных седанов, универсалов и внедорожников Volvo Recharge, а также седанов и внедорожников BMW — привод на переднюю ось от ДВС и на заднюю от электромотора.

Последовательный гибрид ближе к электромобилям, чем к автомобилям с ДВС. Один или несколько электромоторов вращают колеса, а ДВС вращает только генератор, который подзаряжает высоковольтные аккумуляторные батареи — никель-металлгидридные или литийионные. Прямой механической связи между ДВС и колесами в последовательных гибридах нет. Привод на колеса чисто электрический, поэтому нет и коробки передач.

В обычном автомобиле ДВС значительно меняет скорость вращения, если водитель нажимает на педаль газа или отпускает ее. В последовательном гибриде педаль управляет только электроприводом, а ДВС вращает генератор в небольшом оптимальном диапазоне скоростей. В таком режиме КПД двигателя выше, а расход топлива и вредные выбросы — ниже.

Когда машина тормозит, тяговые электромоторы работают в режиме генераторов и возвращают часть энергии движения в батареи. В среднем в городском режиме такой автомобиль потребляет 1—3 литра на 100 км пути. Это на 40—60% меньше, чем у обычной машины такого же класса. Сейчас эту схему применяют нечасто. Примеры моделей такого типа на рынке — BMW i3 REX или серия Nissan e-Power.

Обложка статьи

Параллельно-последовательный гибрид — автомобиль, у которого ДВС и электромотор могут работать одновременно. В движении планетарная трансмиссия постоянно плавно и бесступенчато регулирует подачу крутящего момента на колеса от бензинового и электрического двигателей. Электромотор разгоняет машину, а ДВС поддерживает постоянную скорость. А когда гибрид тормозит, электромотор работает как генератор и заряжает высоковольтную никель-металлгидридную или литийионную аккумуляторную батарею. У некоторых таких гибридов задний ход возможен только на электротяге. Самая известная модель параллельно-последовательного гибрида — Toyota Prius.

Читать статью  Как сделать дровокол своими руками — схемы, чертежи с размерами, инструкции изготовления в домашних условиях

Гибридные модели Ford — это параллельно-последовательные гибриды. Их планетарная бесступенчатая трансмиссия похожа на ту, что использует в своих гибридах Toyota, но это собственная разработка Ford. Источник: ютуб⁠-⁠канал Ford News Europe

Гибридные модели Ford — это параллельно-последовательные гибриды. Их планетарная бесступенчатая трансмиссия похожа на ту, что использует в своих гибридах Toyota, но это собственная разработка Ford. Источник: ютуб⁠-⁠канал Ford News Europe

Подзаряжаемый гибрид — Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV

Самый совершенный вариант. Это не отдельный тип гибрида. Такая машина может быть любым полным гибридом — последовательным, параллельным или параллельно-последовательным, — но еще и способна заряжать емкие тяговые аккумуляторные батареи от внешней сети. Чтобы сократить время зарядки, в подзаряжаемые гибриды ставят только литийионные аккумуляторы: их можно заряжать большими токами. Такой гибрид можно использовать как электромобиль, хотя и с малым запасом хода — обычно 70—100 км. Разместить в автомобиле емкую батарею, бензиновый двигатель и электромотор достаточно сложно.

Если ездить на короткие расстояния, особенно по городу, и подзаряжать батарею от электросети, можно вообще обойтись без бензина. А если поехать в длительное путешествие, то расход топлива будет примерно на 70% меньше, чем у машины такого же класса с ДВС.

Один из популярных представителей подзаряжаемых гибридов — MINI Countryman с кузовом F60. Фотография: Trygve Finkelsen / Shutterstock

Один из популярных представителей подзаряжаемых гибридов — MINI Countryman с кузовом F60. Фотография: Trygve Finkelsen / Shutterstock

Преимущества и недостатки гибридных авто

Гибрид разгоняется быстрее бензинового автомобиля и потребляет меньше топлива. На гибриде больше запас хода и не нужно постоянно заряжать аккумуляторы — и это его преимущество перед электромобилем.

Но при покупке подержанного гибрида минусы могут перевесить плюсы. Гибриды дороже и сложнее в ремонте. Они не настолько массовые, как обычные автомобили, и запчасти гибридных силовых установок стоят дорого. Ремонтируют такие машины обычно в специализированных сервисах. Например, стартер-генератор для плагин-гибрида BMW 7 G11/G12 обойдется примерно в миллион рублей при рыночной цене автомобиля около четырех миллионов. Поэтому экономия на топливе у гибридных машин обычно не оправдывает разницу в цене и стоимости ремонта.

Цены на стартер-генератор для BMW 7 G11/G12. В автосервисах и у дилеров на 20⁠—⁠40% дороже. Источник: zzap.ru

Цены на стартер-генератор для BMW 7 G11/G12. В автосервисах и у дилеров на 20⁠—⁠40% дороже. Источник: zzap.ru

Запомнить

  1. Гибридный автомобиль экономичнее, чем машина того же класса с ДВС, особенно в городских условиях. Расход топлива у дизельного авто может быть таким же .
  2. Хороший гибридный автомобиль — новый или почти новый. Ремонтировать гибрид дорого, экономия на топливе не окупит крупный ремонт.
  3. При коротких поездках заряжаемый гибрид можно использовать как электромобиль, расхода топлива не будет.

Константин Ищенко
Купили бы гибридный автомобиль? Расскажите какой:

Загрузка

А Вы точно «автоэксперт»? Почитал статью. Осталось впечатление, что Вы про гибриды информацию от бабушек на лавочке у подъезда узнавали (правда, надо отдать должное, что у одной из бабушек внучок на гибриде-то ездит).. После прочтения таких вот статеек у нас народ и шарахается от гибридов как чёрт от ладана, хотя в текущей ситуации как раз массовый переход на гибриды мог бы помочь многим людям сохранить свой кошелёк и сэкономить и на топливе и не обслуживании, но они этого не понимают. И после чтения вот таких вот «опусов» не поймут и дальше.

«Вместе с тем гибриды тяжелее и дороже автомобилей с ДВС такого же класса» вот прям «дороже»? А на сколько? Реальная разница в цене гибрид/негибрид одной и той же модели на первичке порядка 10%, иногда в цене автомобиля это набор каких-нибудь опций, или чуть более мощный двигатель. И это — оправдано, потому что гибрид реально динамичнее едет, т.е. покупатель не только экономить бензин будет, но и получать кайф от езды. Но читатель такой вот статьи сразу пугается «уууу, дорого, не буду брать». А то, что он «тяжелее» — это вообще не показатель, у гибрида мощности больше и везёт он веселее, как я уже сказал.

Читать статью  Избегаем ошибок: как правильно долить масло в автомобильный двигатель

«Но гибриды устроены более сложно, чем автомобили с ДВС или электромобили.»
«Ремонтировать их тоже сложнее.» и опять автор пугает читателя: «бубубу, страшный и ужасный гибрид», читатель: «уговорил, брать не буду». А можно спросить: в ЧЁМ конкретно устройства гибрида сложнее, чем классического авто с ДВС? И ЧТО конкретно там сложно ремонтировать? И когда оно нужно? Например, на заре автомобилестроения, кузова автомобилей производились в каретных мастерских, из дерева, и в случае ремонта их можно было починить в любом сарае с помощью молотка, гвоздей и досок, а ремонт был необходим, даже без ДТП, в силу ненадёжной конструкции. А сейчас кузов надёжный, прочный, ходит многие годы и ремонта никакого не требует, сваривается на заводе, из металлов разных марок, оснащается подушками безопасности, но в случае серьезного ДТП его часто проще сдать в утиль, чем ремонтировать. Сложно? Да! Дорого? Да! Хотим мы кузов из каретной мастерской? НЕТ! Так и гибрид: он имеет много сложной и дорогой электрики и электроники, но фокус в том, что она НЕ ЛОМАЕТСЯ! А вот МЕХАНИЧЕСКИ гибрид устроен ПРОЩЕ, чем автомобиль с ДВС, поэтому он НАДЁЖНЕЕ и требует меньше ремонта и обслуживания! (тут я не имею в виду параллельные гибриды)

«Дополнительные расходы на обслуживание и ремонт гибрида могут превысить экономию на топливе» ну и в продолжение темы: никаких «дополнительных расходов на обслуживание» у гибридов — НЕТ! Более того, гибриды имеют МЕНЬШЕ узлов и агрегатов, которые требуют обслуживания и ремонта, чем обычный авто на ДВС, например: ДВС в гибриде не имеет навесного оборудования (стартер, генератор, ГУР), соответственно, нет приводного ремня и роликов, свечи ходят дольше, масло можно менять реже, КПП — отсутствует, в полноприводных автомобилях нет муфты межосевого дифференциала и кардана, не забываем и колодки, как пишет автор — они практически не используются, значит, менять их надо реже. (тут я опять не имею в виду параллельные гибриды).

«особенно если речь о варианте с большим пробегом» а это — вообще ШЕДЕВР. Это современные автомобили ДВС на турбомоторе и с роботом можно выкидывать на пробеге 150+, потому что стоимость надвигающегося капитального ремонта этих агрегатов может повергнуть в шок и ужас и реально съесть всю экономию на топливе от «современных технологий» (вот только сэкономил эти деньги кто-то другой, кто ездил на этой машине до вас), а то и залезть в карман ещё глубже а вот гибрид — он наоборот, ездит 500-600тыкм и дальше, экономит и есть не просит.

Типология гибридов.
Гибриды бывают ТРЁХ типов: последовательный, параллельный и последовательно-параллельный. «Мягкий» гибрид — это разновидность параллельного, просто очень «дохлого», а «микрогибрид» — это и не гибрид вовсе, но если впихивать его в классификацию, то тоже можно отнести к параллельным, только уже не «дохлым», а уж совсем «немощным».
PHEV — это не тип гибрида ! Это большая батарейка и розетка.

«Электрическая автономность у параллельных гибридов небольшая: высоковольтная никель-металлгидридная или литийионная батарея емкостью до 15 кВт·ч обеспечивает запас хода до 100 км.» У любого гибрида «электрическая автономность» ограничивается возможностями батарейки, и если это не PHEV гибрид, то будет от силы 2-3 км, зачем тут это вообще упоминать? Не надо путать читателя, он и так запутался!

«Не слишком мощный электродвигатель и небольшая батарея не позволяют резко разгоняться. » Вот бы посмеялись с этого конструкторы BMW, а так же конструкторы всяческих гиперкаров, они-то делают параллельные гибриды именно для того, чтобы их автомобили резко разгонялись, а то им мощности ДВС не хватает и приходится добавлять электромоторами.

оказывается, закончились буквы
продолжу в следующем комментарии

https://journal.tinkoff.ru/guide/gibrid/

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх