Модельный ряд гибридных автомобилей | Экологичные дизельные гибридные автомобили Peugeot

Откройте для себя новый способ вождения с заряжаемыми гибридами PEUGEOT. Гибриды – это универсальные автомобили, которые позволяют совершать поездки на дальние расстояния.

Быстрое переключение на 100% электрический режим позволит Вам проехать до 59 км по протоколу WLTP. Седан, универсал или кроссовер – наша линейка заряжаемых гибридов способна удовлетворить все ваши потребности, сочетая в себе инновационный дизайн, экологическую безопасность и самые современные технологии без компромиссов.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАРЯЖАЕМОГО ГИБРИДА

Наслаждайтесь новыми преимуществами вождения с заряжаемыми гибридами PEUGEOT

УДОВОЛЬСТВИЕ ОТ ВОЖДЕНИЯ

Получите новые ощущения от вождения благодаря 100% электрическому режиму заряжаемых гибридов PEUGEOT: 

• Плавное движение без толчков
• Резкое ускорение благодаря мгновенному крутящему моменту двигателя
• Бесшумный двигатель
• Сниженный уровень вибраций
• Свобода в поездках: благодаря заряжаемому гибридному двигателю обеспечивается дальность пробега до 59 км.

ЭКОНОМЬТЕ СВОИ ДЕНЬГИ

Приобретая заряжаемый гибрид, Вы сможете сэкономить свои деньги за счет следующих преимуществ:

• Экономия в 40 % на расходе топлива
• Использование электрического режима
• Сокращенные расходы на обслуживание

ПРОСТОТА В ИСПОЛЬЗОВАНИИ

Заряжаемые гибриды делают Вашу жизнь проще благодаря следующим возможностям:

• Быстрая и интуитивная зарядка
• Экраны в салоне, на которых выводится информация о статусе Вашего вождения в режиме реального времени
• Приложение MyPeugeot, позволяющее управлять отдельными функциями дистанционно
• Свобода в поездках: смело путешествуйте на дальние расстояния

ОТКРОЙТЕ ДЛЯ СЕБЯ НАШУ ЛИНЕЙКУ ЗАРЯЖАЕМЫХ ГИБРИДОВ

 3008 HYBRID и HYBRID4

Откройте для себя кроссовер из ассортимента заряжаемых гибридов PEUGEOT. Оригинальный модульный дизайн позволит Вам по своему усмотрению трансформировать кроссовер PEUGEOT 3008 HYBRID и отправиться в приключение. Эта гибридная модель доступна в версии с 2-х или 4-х колесным приводом, обеспечивая лучший контроль на любой дороге.

PEUGEOT 3008 HYBRID и HYBRID4

508 HYBRID

 Откройте для себя седан премиум-класса нашей линейки заряжаемых гибридов PEUGEOT. Новый спортивный седан PEUGEOT 508 HYBRID станет Вашим незаменимым союзником в каждодневных поездках. Переключитесь на 100% электрический режим для городской езды и воспользуйтесь бензиновым двигателем для длительных поездок.

508 HYBRID

508 SW HYBRID

 Откройте для себя универсал премиум-класса нашей линейки заряжаемых гибридов PEUGEOT. Новый PEUGEOT 508 SW HYBRID, сочетающий в себе спортивный дизайн с превосходным комфортом и просторным салоном, будет сопровождать Вас во всех поездках. В Вашем распоряжении большое багажное отделение и 100% электрический режим во время поездок.

508 SW HYBRID

РЕЖИМЫ ВОЖДЕНИЯ ЗАРЯЖАЕМЫХ ГИБРИДОВ

Оцените особенности вождения как с электрическими, так и с бензиновыми двигателями. Заряжаемые гибридные автомобили PEUGEOT включают около четырех эксклюзивных режимов вождения, которые могут полностью удовлетворить все Ваши потребности.
 Регенерация энергии при торможении и замедлении доступна для всех режимов вождения

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

Это стандартный режим для заряжаемых гибридов PEUGEOT. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ режим предусматривает вождение, полностью основанное на электроэнергии. Наслаждайтесь всеми преимуществами электромобиля, например, бесшумным вождением и экологически безопасным функционированием без выбросов CO2.

ГИБРИДНЫЙ РЕЖИМ

ГИБРИДНЫЙ режим позволяет Вам ездить в режиме электрического или бензинового двигателя в зависимости от выбранного Вами стиля вождения и типа дороги. Данный режим вождения дает Вашему автомобилю максимальную свободу выбора типа режима вождения. Используйте этот режим вождения, чтобы использовать преимущества как электрических, так и бензиновых двигателей, например, в целях оптимизации использования электроэнергии.

СПОРТИВНЫЙ РЕЖИМ

Воспользуйтесь всеми преимуществами крутящего момента двигателя, обеспечиваемого заряжаемыми гибридами. СПОРТИВНЫЙ режим позволяет объединить мощность обоих двигателей и получить максимальную отдачу от Вашего заряжаемого гибрида. Максимальная суммарная мощность кроссовера PEUGEOT 3008 HYBRID4 может достигать 300 л.с.

КОМФОРТНЫЙ РЕЖИМ

Этот режим сочетает ГИБРИДНЫЙ режим с активной подвеской для повышения комфорта. Активная подвеска позволяет получить лучшее сцепление с дорогой и оптимальный комфорт.

ТЕХНОЛОГИЯ

РЕКУПЕРАТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ

Заряжаемые гибриды PEUGEOT способны рекуперировать энергию во время торможения и замедления с помощью системы торможения двигателем. Благодаря рекуперативному торможению аккумуляторная батарея Вашего гибрида будет частично перезаряжена, а дальность пробега увеличена.

ВЫБРОСЫ C02

Двигатель заряжаемого гибрида снижает выбросы CO2 до уровня 29 г/км (WLTP). В электрическом режиме, выбросы CO2 не превышают уровня 29 г/км (WLTP). В электрическом режиме CO2 не выделяется во время движения.

РАСХОД ТОПЛИВА

Средний расход топлива гибрида колеблется между 1,3 л/100 км и 1,6 л/100 км (WLTP), что обеспечивает экономию в 40% по сравнению с бензиновыми двигателями.

КАК ЗАРЯДИТЬ ГИБРИД?

Дизайн заряжаемых гибридов PEUGEOT предусматривает простую и практичную зарядку. Лючок для зарядки находится в заднем левом крыле автомобиля. По завершению зарядки автомобиля Вы можете хранить зарядный кабель в специально отведенном месте под полом багажника.

Процесс зарядки Вашего заряжаемого гибрида будет сопровождаться серией световых сигналов. Время зарядки автомобиля зависит от мощности розетки или пункта зарядки.
 Для увеличения дальности пробега для заряжаемых гибридов PEUGEOT имеются различные варианты зарядки.

ЧАСТНАЯ ЗАРЯДКА

Заряжайте свой гибрид дома или на работе. 

Вы можете заряжать свой гибрид от стандартной розетки (8А). Ваша батарея будет полностью заряжена менее чем за 7 часов.
Вы можете зарядить батарею своего гибрида менее чем за 4 часа при помощи сверхмощной розетки Green’up® (14 А).

Вы также можете использовать Wallbox. Данное решение обеспечит превосходную мощность зарядки, сокращая время зарядки. С помощью специального кабеля и встроенного зарядного устройства 7,4 кВт зарядку можно выполнить за 1 час 45 минут.

ОБЩЕСТВЕННЫЕ СТАНЦИИ ЗАРЯДКИ

Вы также можете заряжать свой гибрид на общественных станциях зарядки. Сеть общественных станций зарядки продолжает расти. Сегодня в Европе насчитывается более 180 000 зарядных станций.

Найти станцию можно при помощи навигационной системы Вашего автомобиля. Также рекомендуем Вам подумать о приобретении нашего пропуска для оплаты сервисов Free2Move. С этим пропуском Вы получите доступ к крупной сети общественных зарядных станций по всей Европе.

СОВЕТЫ ПО ЭКО-ВОЖДЕНИЮ

ВОДИТЕ ПЛАВНО

Во избежание лишнего расхода энергии адаптируйте свое вождение, избегая резких движений, слишком сильного и частого ускорения, а также торможения.

На автомагистралях снижайте скорость до минимума, поскольку высокие скорости быстро уменьшают дальность пробега Вашего гибрида.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЖИМА BRAKE

 Вместо того чтобы постоянно использовать педаль тормоза, воспользуйтесь системой торможения двигателем, которая позволяет регенерировать энергию и, тем самым, зарядить батарею во время торможения и уменьшения скорости.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕРМОКОНТРОЛЯ

Во время зарядки автомобиля используйте систему термоконтроля, которая позволит ограничить энергию, используемую системами обогрева или охлаждения во время начала вождения. Обогрев или охлаждение автомобиля во время зарядки не использует текущую автономность

ОБСЛУЖИВАНИЕ ШИН

Шины требуют обслуживания независимо от типа двигателя автомобиля. Для заряжаемых гибридных автомобилей, помимо обеспечения безопасности, речь идет также о снижении энергопотребления, которое связано с неподходящими или плохо накачанными шинами.

УСЛУГИ PEUGEOT

Воспользуйтесь услугами MyPeugeot® и сервисами Free2Move и получите еще больше независимости в плане управления Вашим заряжаемым гибридом.

ЭЛЕКТРОННОЕ ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕi

Прямо со своего смартфона контролируйте и планируйте зарядку автомобиля. Вы также можете задать температуру в салоне.

ФУНКЦИЯ CHARGEMYCAR С СЕРВИСАМИ FREE2MOVEi

Спокойно планируйте свой маршрут и благополучно добирайтесь до пункта назначения благодаря сети заправок Free2Move.

MOBILITY PASS

Хотите больше автономности? Мы позволим Вам арендовать автомобиль с ДВС по более выгодной цене.

ПРИЛОЖЕНИЕ MYPEUGEOT®

Наслаждайтесь персонализированными услугами в реальном времени и синхронизируйте свою учетную запись с бесплатным приложением MyPeugeot:

•  Следите за статусом Вашего автомобиля (данные вождения, местоположение…)
• Простой и понятный доступ к службе поддержки
• Управляйте возможностями ремонта и обслуживания Вашего автомобиля

ДРУГИЕ ВОПРОСЫ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯЖАЕМЫХ ГИБРИДАХ

ЗАРЯЖАЕМЫЙ ГИБРИД ИЛИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ: ЧТО ВЫБРАТЬ?

В действительности гибридный автомобиль не лучше и не хуже электромобиля. Чтобы понять, какой малотоксичный автомобиль подойдет конкретно Вам, нужно знать Ваши привычки вождения и потребности.

Так, электромобиль подойдет людям, которые каждый день водят автомобиль в пределах города.

Если Вы привыкли регулярно ездить на дальние расстояния, советуем выбрать гибридный автомобиль. Заряжаемые гибриды позволяют Вам ездить либо в 100% электрическом режиме, либо в гибридном режиме, что позволяет переключаться между 100% электрическим или бензиновым двигателем в зависимости от типа выбранной дороги.

КАК РАБОТАЕТ ЗАРЯЖАЕМЫЙ ГИБРИД?

Заряжаемые гибридные автомобили Peugeot сочетают в себе преимущества автомобилей с бензиновыми двигателями и электромобилей.

Гибридный автомобиль использует два источника энергии: бензиновый двигатель и один или два электродвигателя с батареей и внешним зарядным портом. Разница между гибридным автомобилем и заряжаемым гибридным автомобилем заключается в том, что последний должен быть подключен для зарядки батареи. Наши заряжаемые модели Peugeot могут проехать до 50 км в электрическом режиме, а не только на 2 или 3 километра, как незаряжаемые модели.

Гибридный автомобиль позволяет переключаться между движением в 100% электрическом режиме, гибридном режиме или режиме бензинового двигателя. Вы можете адаптировать свой режим вождения в зависимости от типа выбранной вами дороги.

ВЫДЕЛЯЮТ ЛИ ЗАРЯЖАЕМЫЕ ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ МЕНЬШЕ CO2?

Благодаря своей батарее заряжаемый гибрид может проехать до 50 км в электрическом режиме без выделения CO2. Для оптимизации выбросов CO2, выбирайте вождение в 100% электрическом режиме для повседневной езды по городу. Это означает, что для использования электродвигателя Вам необходимо регулярно заряжать батарею своего гибрида.

Используя определенные техники эко-вождения во время поездок в ГИБРИДНОМ режиме, Вы можете оптимизировать дальность пробега своего автомобиля в электрическом режиме и, таким образом, снизить выбросы CO2.

Гибридные автомобили. История рождения, обслуживание, ремонт

Все виды гибридов по конструктивным реализациям можно разделить на три группы.

1. Последовательные гибриды.

2. Параллельные гибриды.

3. Последовательно-парал­лель­ные гибриды.

Теперь о каждом подробнее.

Последовательные гибриды. Принцип их работы таков: вращение колес автомобиля обеспечивается электродвигателем, который питается током электрогенератора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания. Если упрощенно: ДВС крутит генератор, который вырабатывает электричество для тягового электромотора ТС. При такой схеме двигатели внутреннего сгорания имеют небольшой объем, а генераторы обладают значительной мощностью. Явный недостаток таких конструктивных решений заключается в том, что зарядка аккумуляторов и движение автомобиля происходят только в режиме постоянной работы ДВС.

Этот принцип пока не реализован ни на одном серийно выпускаемом легковом автомобиле. При некоторых ее достоинствах минусов больше, чем плюсов. Но в грузовом автостроении такая гибридная схема иногда применяется. Это касается некоторых конструкций тяжелых карьерных самосвалов.

Параллельные гибриды. В такой схеме колеса транспортного средства получают вращение как от привода ДВС, так и от электрического мотора, питающегося от аккумулятора. Но такая схема силового агрегата уже требует наличия коробки передач. К наиболее удачному образцу данной схемы можно отнести автомобиль Honda Civic – гибрид. В нем имеется электромотор, который может приводить в движение автомобиль совместно с ДВС. Это позволяет использовать двигатель внутреннего сгорания меньшей мощности, так как в случае необходимости ему на помощь может прийти электромотор. В таком режиме суммируется мощность двух силовых установок. Основной недостаток такого решения в том, что двигатель не может одновременно вращать колеса и заряжать батарею.

Схема силовой установки последовательного гибридаСхема силовой установки параллельного гибридаСхема силовой установки последовательно-параллельного
гибрида

Последовательно-параллельная схема. Всех названных недостатков лишен гибрид, реализованный в последовательно-параллельной схеме. Здесь, в зависимости от условий движения, используется тяга либо электродвигателя, либо ДВС с возможностью подзарядки батареи. Кроме того, в сложных режимах эксплуатации силовой агрегат для обеспечения повышенного крутящего момента имеет возможность объединять усилия бензинового и электрического двигателей. Опираясь на такие экстраординарные возможности, рабочая программа ТС всякий раз для каждого режима эксплуатации автомобиля выбирает наиболее целесообразное силовое решение. Этим обеспечивается максимальная эффективность транспортного средства.

Такая схема последовательно-параллельного гибрида реализована в автомобиле Toyota Prius. В переводе с латинского рrius – «передовой» или «идущий впереди». Сегодня существует несколько модификаций Prius. Их принято идентифицировать по номеру кузова – об этом мы уже сегодня говорили. Когда станем разбирать устройство Prius подробно, будем прежде всего иметь в виду модель К20. Обращения к другим аналогам: К10, К11, К30, К35 и проч. будут сопровождаться специальными указаниями.

Теперь пора уделить особое внимание самому известному и успешному в мире образцу гибридного автомобиля – Prius от компании Toyota. Почему мы так подробно будем говорить именно о Prius и именно о модификации К20? Постараемся ответить. С точки зрения специа­лизированного авторемонтного бизнеса распространенность ТС конкретной марки в конкретном регионе (в нашем случае – РФ) является отправной точкой для специализации услуг, представляемых предприя­тием. Это накладывает на организаторов производства обязательства в специальной оснастке автосервиса, в приобретении необходимой рабочей информации и профессиональном обучении работников. Но не только.

Разрез части силового агрегата последовательно-параллельного гибрида. Можно увидеть устройство узла, в котором взаимодействуют два мотора/генератора с солнечной шестерней устройства распределения мощности (PSD)Компоновка силового агрегата. На переднем плане хорошо виден инвертор одного из электрических двигателей

Специализированный автосервис также обязан обеспечивать себя хотя бы минимумом расходных материалов и запчастей. А это – отдельная тема, к ней мы обратимся гораздо позднее. Сейчас коснулись ее в связи с особым статусом автомобиля Toyota Prius NHW20 (К20), который своим количеством на дорогах РФ многократно превосходит любое другое гибридное транспортное средство.

Соответственно знания о его особенностях наиболее полезны для работников независимых специализированных центров. Без знакомства с этим продуктом от Toyota браться за ремонт и обслуживание гибридных автомобилей не имеет смысла с точки зрения успешности автосервиса как бизнеса. Поэтому на примере именно Prius К20 мы планируем рассказывать об устройствах гибридных автомобилей и объяснять работу всех его компонентов с практическими советами по ремонту и обслуживанию.

Начнем с двигателя внутреннего сгорания. Замечание: в этой части разговора мы будем говорить лишь о тех особенностях ДВС, работающих в гибридных силовых агрегатах, которые отличают их от аналогов, реализованных в традиционных конструкциях ТС. Предполагаем, что читатели (слушатели) учебного курса хорошо знакомы с конструкциями ДВС обычных автомобилей. И еще. При разговоре о ДВС автомобиля Prius следует иметь в виду, что особенность его конструкции позволила серьезнейшим образом положительно сказаться на эффективности транспортного средства. С точки зрения ремонта такой двигатель практически ничем не отличается от своих ординарных собратьев и особого внимания к себе не требует. Но для правильного понимания гибридных технологий знания о конструкции таких моторов очень полезны. Вопросы, которые могут появиться у читателя, получат ответ в разделах, посвященных ремонту и обслуживанию конкретных моделей гибридов.

Инвертор электродвигателя с автономной системой охлажденияРазрез рядного 16-клапанного ДВС гибридного автомобиля Toyota Prius, работающего по циклу Аткинсона

Итак, ДВС. Prius К20 имеет бензиновый двигатель внутреннего сгорания, с объемом 1497 см3. В К30 и в последующих модификациях объем увеличен до 1,8 л. Toyota обозначает двигатель Prius К20 как 1NZ-FXE, который часто путают с мотором автомобиля Toyota Echo. И понять это можно. У Echo он значится как 1NZ-FE. Конструкции обоих ДВС максимально схожи. Это рядные, четырехцилиндровые, 16-клапанные моторы, у которых вращение двойных распредвалов происходит посредством цепного привода. Оба оснащены коллекторами поперечного потока и т. д. Мало того, одинаковы и размеры элементов цилиндропоршневых групп (ЦПГ). Так, диаметр цилиндров и ход поршней у обоих соответствуют 75 мм и 84,7 мм. Но двигатели эти существенно разные: ДВС Prius работает по циклу Аткинсона (Atkinson), тогда как Echo – по циклу Отто (Otto).

Очень поверхностно, возможно, кое-где не совсем корректно, пробежимся по конструкции традиционного ДВС, не отвлекаясь ни на что, кроме моментов: где и как происходят потери его эффективности. Бензиновый двигатель почти каждого автомобиля, бегущего сегодня по дорогам мира, работает по циклу Отто. Работа таких ДВС характеризуется четырьмя тактами: впуском, сжатием, сгоранием (рабочим ходом) и выпуском с открытием и закрытием клапанов близко к концам тактов.

А вот и герой сегодняшнего повествования целиком. Конструкция от Аткинсона нашла в гибридном автостроении достойное место

Достоинство двигателя Отто состоит в высокой термодинамической эффективности, заключающейся в превосходном отношении энергия/вес и в надежности конструкции агрегата в связи с ее простотой. Большинство усовершенствований, производимых в двигателях, работающих по циклу Отто, связаны с увеличением эффективности и/или сокращением выброса вредных веществ. Производитель, во имя сказанного уменьшая вес ДВС, теряет мощность и надежность. Чудес ведь не бывает?

Рассмотрим, где же и каким образом теряется эффективность. Известно, что современный ДВС, работающий по циклу Отто, обладает наибольшей эффективностью (КПД) в интервале 40–45% от максимально допустимой скорости вращения коленвала – этот режим еще называют оптимальным. А наивысший крутящий момент двигателя достигается в интервале 70–80% от тех же максимальных параметров вращения коленчатого вала.

То есть процесс достижения максимального крутящего момента всегда приводит к понижению КПД мотора. Почему? Потому, что всякое повышение скорости вращения ДВС выше оптимальных значений сопряжено с возрастанием потерь от трения. Их так и называют: потери трения. Существенное повышение скорости вращения коленчатого вала во имя достижения необходимого момента вращения обеспечивается с помощью повышенного обогащения рабочей смеси. А это – потеря эффективности. А вот при более низком, по отношению к оптимальному, режиме вращения коленчатого вала двигатель страдает от явления, которое называют насосными потерями (это мы обсудим позже).

Вернемся к автомобилю Toyota Echo. Пиковая мощность его двигателя равна 108 л. с. А самая эффективная работа им будет производиться в режиме, когда мотор развивает мощность в интервале 35–50 л. с. Казалось бы, тогда при выборе двигателя для автомобиля мы должны руководствоваться следующим. Он (мотор) для оптимального режима эксплуатации должен обеспечивать всего лишь 40% от максимальной мощности, которую может развить. А чтобы такой автомобиль двигался со скоростью 105 км/ч по горизонтальной дороге, ему хватит и 15 л.  с. При скорости ниже – и того меньше. С другой стороны, если бы мы установили на автомобиль двигатель даже в 30 л. с., ему бы потребовалось более 30 с, чтобы разогнаться до 96 км/ч.

В переводе с латинского рrius – «передовой» или «идущий впереди»

Но Echo, как мы заметили, имеет двигатель мощностью 108 л. с. и обладает приличными показателями в ускорении и в преодолении препятствий. Поэтому автомобиль с двигателем 30 л. с. не сможет ускоряться согласно нашим ожиданиям и не будет иметь хорошей динамики. А это означает, что большую часть времени и пути автомобиль эксплуатируется в режимах, когда характеристика мощности ДВС находится в точке значительно ниже «зеленой зоны» эффективности. В результате значительная часть топлива расходуется впустую. Этот негативный конструктивный дефект характерен для всех без исключения автомобильных двигателей, работающих по циклу Отто. Специалисты называют его проб­лемой частичной мощности.

Главную причину потерь эффективности в режимах эксплуатации двигателей внутреннего сгорания называют насосными потерями. Как двигатель с циклом Отто, разработанный для обеспечения максимальной мощности в 108 л. с., заставить выдавать 20 л. с.? Ответ прост – уменьшить поток воздуха в цилиндры путем прикрытия дроссельной заслонки. Отметим, между прочим, что такой режим работы вынуждает двигатель тянуть воздух через узкую щель дросселя, создавая повышенное разряжение во впускном коллекторе. Об этом чуть ниже.

Если исключить особенности топливной системы современного автомобиля, которая при этом станет компенсировать недополученную порцию топлива принудительным ее впрыском, то можно ли сказать, что задача эффективности будет решена? Поскольку воздух, попадающий в цилиндр в течение такта, получает меньший воздушно-топливный «заряд», двигатель заработает с пониженной мощностью – что вроде бы и требуется.

Согласимся, что не все так просто. Создав эффект частичного вакуума во входном коллекторе, мы совершаем работу, т. е. расходуем дополнительную энергию. Какую? Когда поршень идет вниз при такте всасывания, давление в подпоршневом пространстве и частичный вакуум в верхней части цилиндра – над поршнем, через шатунно-поршневой узел создают сопротивление вращению коленчатого вала. Это уменьшает выходную мощность двигателя, и, кажется, именно к этому мы и стремились? Но такой эффект произошел за счет потраченного впустую топлива – а мы как раз этого и хотим избежать.

Заметьте, что автомобили страдают от насосных потерь даже на высоких скоростях. Дроссель открывается полностью только при ускорении или при подъеме в гору. Известно, что дизельные двигатели лишены этой проблемы, потому что у них нет дросселя. Низкая мощность достигается простым уменьшением количества впрыскиваемого топлива. Это – одна из причин, почему дизельные двигатели обладают более высокой эффективностью. Данный способ не может быть применен впрямую на бензиновых двигателях, потому что температура горения их рабочей смеси при избытке кислорода («обеднении» смеси – об этом ниже) становится слишком высокой, что может привести к прогару поршней и клапанов.

Преобразование химической энергии в работу (механическую энергию) в поршневом двигателе сосредоточивается вокруг рабочего хода. Топливовоздушная смесь сгорает быстро и создает давление из-за взрывообразного разогрева смеси, главным образом углекислого газа и водяного пара. Это давление действует на днище поршня и с помощью кривошипно-шатунного механизма проворачивает коленчатый вал. Пропорция химической энергии, выделившейся в виде тепла, преобразованного в механическую энергию, зависит от «степени расширения» смеси газов. Этот параметр соответствует отношению между свободным объемом в цилиндре в момент поджига смеси и свободным объемом цилиндра до открытия выпускного клапана. Чем выше значение отношения, тем больше энергии тепла и давления может использоваться на вращение коленчатого вала.

К сожалению, есть предел степени сжатия, выше которого смесь не горит равномерно и вызывает детонацию. Некоторые источники приписывают это «предвоспламенению», т.е. явлению, когда смесь загорается спонтанно, до подачи искры. Здесь есть смысл отметить лишь то, что двигатель с циклом Отто конструируется таким образом, чтобы не допустить возникновения детонационных эффектов при заданных значениях октанового числа топлива. И такой агрегат не способен обес­печить больших степеней в расширении работающих газов.

Среди причин снижения эффективности двигателя специалисты не последнее место отдают «потерям трения». Не станем останавливаться на том, что и как трется в механизмах ДВС, об этом знает любой наш современник, а не только автомеханик. Здесь важнее другое. Чем больше выходная мощность и обороты двигателя, тем выше потери трения. В режимах высоких скоростей потери трения могут составить большую часть «брутто-выхода» двигателя. Вот почему эффективность двигателя падает в режимах эксплуатации, превышающих «зеленую зону».

До недавнего времени конструкторы не стремились увеличить размеры двигателей, чтобы уменьшить трение для повышения эффективности. Наоборот, трение становится большой проблемой, поскольку двигатели становятся все миниатюрнее. А это – прямой путь к увеличению потерь мощности в таких двигателях на трение.

Идем дальше. Рассмотрим сам процесс сгорания топлива. Инженеры конструируют двигатели таким образом, чтобы обеспечить мотор, работающий в оптимальном режиме, пропорцией «топливо – кислород воздуха», позволяющей сжечь все топливо, используя весь кислород. Такое идеальное соотношение называют «стехиометрической смесью». Примерно это соответствует 14,7 кг воздуха на каждый килограмм бензина.

Современные автомобили поддерживают правильную смесь, используя ДМРВ (датчик массового расхода воздуха) на входе и датчик остаточного кислорода в выхлопе. Если отношение воздух/топливо увеличивается так, что воздуха становится больше нормы, смесь, как говорят, является «бедной». Кислород в выхлопе не причиняет вреда, но скудная смесь сгорает с более высокой температурой и может повредить двигатель, не разработанный для этого.

Высокая температура может также заставить азот воздуха соединяться с избыточным кислородом и производить оксиды азота, которые вносят свой вклад в загрязнение атмосферы. Если отношение воздух/топливо уменьшается так, что в двигатель поступил избыток топлива, смесь называется «богатой». Несгоревшее топливо в выхлопе вносит вклад в загрязнение окружающей среды. А то, что оно не окислилось для получения дополнительной мощности ТС, говорит об уменьшении эффективности двигателя.

Обычные двигатели просто обогащают смесь, когда требуется развить большую мощность. Это делает возможным использование каждой порции воздуха, поступившего в двигатель, для получения максимально возможного крутящего момента. Несгоревшее топливо может быть окислено до конца каталитическим нейтрализатором – и этим понизится вред природе, но и тогда энергия топлива будет потрачена впустую и в результате эффективность снизится.

Мы рассмотрели, как впустую, т.е. неэффективно расходуется мощность ДВС. Далее рассмот­рим пути ее эффективного использования – таковых можно выделить пять. На этом сегодня остановимся. В следующий раз продолжим разговор именно с этого момента. Затем перейдем к устройству гибридных автомобилей, познакомимся с их основными компонентами. До встречи.

Редакция благодарит работников Toyota Центр Ясенево за помощь в организации фото­съемки сюжетов, использованных в статье

Тема гибридных автомобилей не сходит со страниц нашего журнала уже шестой год подряд. Поисковики Google и Яндекс начиная с 2015 года стабильно «оценивают» ее (тему) как невероятно востребованную и без какого-либо стимулирования определяют место нашим статьям на первых этажах запросов.

Когда-то это нас удивляло, но теперь нет: любой желающий, забивший поисковые слова «Ремонт и обслуживание гибридных автомобилей» – хоть в Google, хоть в Яндексе, – обязательно найдет журнал «АБС-авто» на самой верхней строке из 170 млн претендентов на это место по результатам поиска. Самой верхней! Почему? Ответ довольно прост – из-за востребованности темы и качества нашего контента.

Сегодняшняя работа открывает новый этап в развитии темы. Теперь каждая статья на гибридную тему будет состоять из двух или трех частей: история появления гибридных автомобилей, их обслуживание и ремонт. С частью материалов будущих статей читатель знаком по прошлым публикациям. Но теперь к ним добавилась историческая линия, которая, безусловно, представляет особый интерес – ведь история рождения и становления гибридных автомобилей как самостоятельного направления в автомобилестроении появилась не вчера, а гораздо раньше. Пожалуй, пора и начинать.

История гибридных автомобилей началась почти 200 лет назад. Кто-то может с этим не согласиться. Пусть так – каждый может иметь собственное мнение по любым вопросам, включая профессиональные, и спорить об этом – лишь терять драгоценное время.

Посмотрите на автомобиль Тoyota Prius 2018 модельного года. Это красивый, мощный, современный, экономичный и экологичный автомобиль.

А история его зарождения начиналась вот с такого неказистого устройства, состоящего из набора гальванических элементов, проволоки и компаса.

На иллюстрации показана реконструкция эксперимента, который провел Ханс Кристиан Эрстед (1777–1851) для обоснования своей теории: «Электрический ток может производить электромагнетизм». Произошло это в 1820 году и, можно сказать, почти случайно. Ханс Эрстед в то время был профессором физики, отменным преподавателем, умевшим рассказывать слушателям о физических процессах просто и доступно, за что его любили ученики и слушатели.

В тот день, перед занятиями, он беседовал со своим старым прия­телем-охотником. Тот похвастался новым приобретением – компасом от отличной немецкой фирмы. Заговорившись, он забыл этот самый компас на столе.

Во время проведения лекции, демонстрируя один из физических опытов, Ханс Кристиан краем глаза уловил одну странность: когда он включил электрическую нагрузку и по проводу пробежал электрический ток – стрелка компаса начала отклоняться! Не прерывая лекции, он поменял расположение компаса, вновь включил нагрузку, и стрелка компаса опять отклонилась. После занятий, забыв об обеде и ужине, Эрстед продолжал экспериментировать, пока наконец не утвердился в мысли, что все происходящее – не сон, а влияние электрического тока, который может самостоятельно воз­действовать на магнитную стрелку компаса!

Проведя десятки экспериментов, Ханс Кристиан Эрстед исследовал и обосновал теорию возникновения электромагнетизма. Свое открытие ученый совершил зимой 1819–1820 годов.

И уже в июне 1820 года он подготавливает и отдает в печать свою научную работу: «Некоторые опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку». Ханс Эрстед стал всемирно известным и признанным ученым.

Он был избран членом Лондонского Королевского общества, Парижской Академии, а в 1830 году его избрали почетным членом Петербургской академии наук. Так что и Prius, и любой другой электромобиль имеют одного родителя и одну точку отсчета: Ханс Кристиан Эрстед, зима 1820 года.

Это открытие, возможно, помогло венгерскому изобретателю Аньосу Джедлику в 1828 году собрать настольную модель первого в мире электрического двигателя (обратите внимание, насколько схожи мысли этих двух ученых – в первом случае крутится стрелка компаса, а во втором случае сила электромагнетизма вращает нечто массивное, только отдаленно похожее на стрелку компаса).

Он же построил маленькую модель самодвижущегося устройства, названного им «электрическим локомотивом», которая через вер­тикальную ось и несложную шестеренную передачу приводила в движение колеса.

В эти же годы М. Фарадей в результате опытов Аньоса Джедлика обнаружил возможность перехода электрической энергии в механическо-вращательное движение при помощи электромагнитной энергии. А в 1854 году изготовил из угольно-цинковых элементов действующую аккумуляторную батарею, в которой использовалась «чили селитра» (нитрат натрия).

В 1827 году Аньос Джедлик сконструировал первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока).

У ученых всегда мало времени. А у ученых-изобретателей его почти нет: в голове постоянно крутятся какие-то новые идеи, одна картинка накладывается на другую… Знакомые и друзья ученого говорили ему об «известности», о «мировом признании», но ему было некогда, все новые и новые идеи занимали мысли и время, и только в конце 1850-х годов он обнародовал свои изобретения, в том числе и придуманный им электрический локомотив.

Исторические факты настолько переплетены между собой, что исследователям порой бывает очень трудно установить «приоритет гениальности», т.е. кого считать «отцом-основателем» того или иного физического закона или изобретения.

В 1680 году Ньютон после проведения многочисленных опытов начал формулировать свой третий закон, который впоследствии стал звучать так: «Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению». Свои мысли он опубликовал в фолианте «Математические начала натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica).

В современных учебниках, для лучшего понимания, третий закон Ньютона демонстрируют так.

А во времена Ньютона действие этого закона изображалось так.

В своих записках к описанию третьего закона Ньютон отметил такое свое наблюдение после проведенных опытов: «Если на повозку с колесами поставить котел с кипящей водой и открыть отверстие сзади котла, то вылетающая струя пара из котла сможет толкать повозку вперед».

Отметим, что это 1680 год. И понадобилось почти 200 лет, чтобы мысли Ньютона стали осуществляться: Фердинанд Вербист (священник, фламандский иезуит, астроном), находящийся на службе у китайского императора, смог придумать вот такое устройство, которое удивительно напоминает «самодвижущуюся повозку Ньютона».

На рисунке видно не совсем отчетливо, поэтому предлагаю посмот­реть на реконструкцию этого изобретения.

Как видим, принцип Ньютона тут сохранен, однако есть много оригинальных дополнений: пар из котла «упирается» в некое зубчатое деревянное колесо с лопатками, которое соединено передачей с задними колесами тележки.

Изобретение? Несомненно! Причем оно сильно похоже на умозаключения венгерского изобретателя Аньоса Джедлика (выше по тексту), который в результате проводимых опытов обнаружил возможность перехода электрической энергии в механическо-вращательное движение при помощи электромагнитной энергии.

Следует обратить внимание, что в то время очень разные люди, обладающие глубокими познаниями в самых разных областях науки, уже начали задумываться над тем, как один вид энергии превратить в другой.

В 1769 году француз Никола Жозеф Кюньо (1725–1804) построил самодвижущееся устройство, которое было названо «паровозной кареткой». История создания этого самодвижущегося устройства весьма интересна. Кюньо был в то время капитаном французской армии. И за время военной службы вдоволь насмотрелся на беспомощность артиллерии – непроходимые дороги не позволяли лошадям вывезти орудия на позиции в заданное время. Обладая хорошим образованием и гибким умом, он засел за расчеты, и в скором времени на свет появилась вот эта «самодвижущаяся повозка», предназначенная в первую очередь для того, чтобы заменить лошадей и тянуть артиллерийские орудия.

Общий вес устройства составлял около 2,5 т, конструкция была трехколесной, и по расчетам скорость передвижения должна была достигать от 3 до 5 км/ч. Во время испытаний параметры скорости почти подтвердились: устройство везло четырех человек со скоростью 3,5 км/ч. Однако во время одной из поездок человек, управляющий устройством, не справился с управлением, и тележка врезалась в стену. Это можно смело назвать первым дорожно-транспортным происшествием с участием автомобиля.

В 1825 году британский изобретатель Голдсворти Герни построил паровой автомобиль, который через десять часов успешно совершил круговое путешествие на 85 миль. (Паровые машины доминировали на автомобильном ландшафте до конца XIX века.)

В этой повозке использовался паровой двигатель, расположенный в закрытом пространстве, количество перевозимых человек могло достигать 12.

Ну а что же с электрическими автомобилями? Или паровые самодвижущиеся устройства явились определенным (и необходимым) переходным звеном? Вполне может быть… Изобретателям электромобилей нужна была платформа, на которую они смогли бы поставить свои электрические устройства, а многочисленные опыты с паровым движителем, удачные и неудачные, только помогли создателям электромобилей выбирать для своих экспериментов наиболее надежные конструкции паровых самодвижущихся устройств, приспосабливая их под свои задумки.

Изобретатель электродвигателя постоянного тока

Давайте сравним два устройства: первое, которое на деревянной подставке – это из 1833 года.

А это электродвигатель современного гибридного автомобиля Toyota Prius из XIX века.

Согласитесь, что внешне эти конструкции мало похожи. Однако и первое, и второе в принципе есть одно и то же – это электродвигатели постоянного тока!

Заглянем в историю: 1834 год. Небольшое закопченое строение на окраине города Вермонта (сейчас США). Это кузница. Женщина помогает мужу раздувать горн. Устала. Садится и смотрит на мужа:

– Ну чего опять задумался?

– Да никак из головы не выходит… Помнишь, на прошлом празднике были на ярмарке, и там видели удивительную вещь: железо прыгало и прилипало на электромагнит?

– И что?

– А если взять не один магнит, а два, три, четыре. И…

– И что «и»?

– Так можно же двигать предметы и вещи! Понимаешь?

– Пока нет…

Кузнец (а это был Томас Девенпорт), взял в руки только что им откованную подкову и стал чертить на земле…

Мысль была такая: если взять несколько магнитов, расположить их на разном удалении друг от друга и попеременно включать-выключать один из них, то можно попробовать заставить кусок железа прилипать то к одному, то к другому магниту.

Дальше были исследования. Сначала продали все ценное в доме и Томас приобрел несколько электромагнитов. Когда что-то начало получаться, то Девенпорт продал кузницу и целиком погрузился в эксперименты с элетромагнитами и кусками железа.

А где тогда было учиться? Тем более простому кузнецу… только самообразование! Заработанные деньги Девенпорты делили на две части: меньшая часть на еду, и большую часть на покупку технических журналов. В 1883 году в одной из статей Томас обратил внимание на заметку, где рассказывалось о технологии Джозефа Генри: «О способах разделения железной руды». Описывались способы применения электромагнитов, когда при включении тока железо из руды прилипало к элетромагнитам, а пустая порода оставалась лежать.

Томас увлечен захватившей его идеей полностью, изготавливает несколько своих личных магнитов – и продолжает эксперименты. В качестве источника тока использует уже известную батарею Вольта:

Во время одного из экспериментов он задумался: а как сделать так, чтобы для вращения колеса на полный круг не приходилось бы постоянно перекидывать контакты – при работе магнитов колесо делало только половину оборота. И он придумал устройство (которое сейчас называют «щетки и коммутатор»), при помощи которого переключение полярности магнитов происходило автоматически и колесо вращалось непрерывно.

• Сергей Гордеев, директор специализированного автосервиса «Гибрид-сервис», автор профессиональной литературы по гибридам, преподаватель

гибриды

Гибридный автомобиль: определение, преимущества и типы

Гибридные автомобили — это 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 выбросов 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 чистые электромобили 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.

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 в связи с различными государственными программами поощрения продажи автомобилей с гибридным приводом растут. В то время как в ЕС было зарегистрировано более миллиона новых гибридных автомобилей в 2019 , к 2020 году это число уже превысило 1,4 миллиона, по данным поставщика услуг данных Jato Dynamic. 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.

jpg_1414829238.jpg»> 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.

Гибрид 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.

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.
• Более низкое 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 совершать длительные 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 электричества, которое используется для зарядки аккумулятора — чем больше «зеленого» электричества, тем лучше.
• В отличие от чисто электрических транспортных средств, гибриды по-прежнему зависят от ископаемого топлива и производят выбросы.

jpg_1414829238.jpg»> 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 наиболее 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.

Узнать больше

Ищете новые возможности для работы?

Познакомьтесь с нашими сотрудниками и откройте для себя целый мир карьерных возможностей в этой сфере нашей компетенции.

Учить больше

гибридных автомобилей | Свертывание проекта

Введение

Гибридные электромобили дополняют двигатель внутреннего сгорания, по крайней мере, одним электродвигателем и аккумулятором, достаточно большим, чтобы питать транспортное средство за счет вырабатываемой электроэнергии. Они отличаются от электромобилей, которые частично или полностью питаются от сети. Гибридные электромобили более экономичны, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), поскольку в них используется технология «стоп-старт», которая сокращает время простоя, и рекуперативное торможение, которое восстанавливает энергию, которая в противном случае рассеивалась бы при торможении.

Гибридные автомобили объединяют сильные стороны. Бензиновые или дизельные двигатели отлично справляются с поддержанием высоких скоростей, но им труднее преодолевать инерцию, чтобы начать движение. Электродвигатели обладают уникальной эффективностью на низких скоростях и при движении от остановки к пуску. Они также могут:

• обеспечивать работу кондиционера и аксессуаров автомобиля во время простоя на светофоре
• улавливают кинетическую энергию, которая обычно выделяется в виде тепла во время торможения, и преобразуют ее обратно в электричество
• повышают производительность двигателя, делая его меньше и эффективнее.

Гибридизация прокладывает путь к полностью электрическим транспортным средствам — только с двигателями и без двигателей — которые могут работать исключительно на экологически чистой энергии.

Project Drawdown определяет решение Hybrid Cars как более широкое использование автомобилей с ДВС без подключения к сети, которые работают на электродвигателях или приводятся в движение ими по крайней мере часть пути. Это решение заменяет использование автомобилей с ДВС.

Методология

Общий адресуемый рынок

Общий адресный рынок для этой технологии — это общий городской и негородской глобальный пассажиро-километр, прогнозируемый до 2050 года. Мы использовали данные Международного энергетического агентства (МЭА) и Международного совета по чистому транспорту (ICCT), чтобы определить городской сегмент, общий для все решения городского транспорта. Мы основывали глобальное внедрение в 2018 году на оценках исторической и прогнозируемой долей легковых автомобилей, которые являются гибридными, и на средних оценках общего пассажиро-километра легковых автомобилей (Institute for Transportation & Development Policy & UC Davis, 2014).

Сценарии внедрения

Мы рассчитали влияние увеличения внедрения автомобилей с 2020 по 2050 год, сравнив два сценария роста с эталонным сценарием, в котором доля рынка была зафиксирована на текущем уровне.

• Сценарий 1: 369 миллионов гибридов находятся в пути, исходя из среднего значения собранных консервативных прогнозов из нескольких источников; 50 процентов гибридных пассажиро-километров приходится на город. Гибриды обеспечивают 3,03 триллиона пассажиро-километров, что составляет 8 процентов от общего адресного рынка.
• Сценарий 2: 631 миллион гибридов на дорогах в 2050 г., основанный на переходе на электромобили, в котором внедрение гибридов растет в соответствии со сценарием IEA 2DS до конца 2040-х, когда внедрение снижается; 50 процентов гибридных пассажиро-километров приходится на город до 2030 года, когда внедрение снизится. Гибриды обеспечивают 7,61 триллиона пассажиро-километров, что составляет 30 процентов от общего адресного рынка.

Выбросы Модель

Мы основывали выбросы топлива на среднем глобальном уровне экономии топлива и включали косвенные выбросы от производства транспортных средств (было обнаружено, что гибриды дают немного больше косвенных выбросов на одно транспортное средство, чем автомобили с ДВС).

Финансовая модель

Мы оценили стоимость покупки гибридов и автомобилей с ДВС, используя данные о ценах, доступные в США, ЕС и Японии, а также глобальные средневзвешенные значения. Мы предположили отсутствие скорости обучения для автомобилей с ДВС или гибридными автомобилями.

Операционные расходы включали постоянные расходы, такие как страхование, а также переменные расходы на техническое обслуживание и топливо. Мы основывали затраты на топливо на средней глобальной экономии топлива, используя 23 точки данных, и на средней цене топлива за 2007–2018 годы.

Интеграция

Project Drawdown уделяет приоритетное внимание городским решениям с точки зрения энергоэффективности и рационального использования пространства, поэтому решения, поддерживающие немоторизованные виды транспорта, такие как велосипедная инфраструктура, имеют наивысший приоритет. Решение «Гибридные автомобили» оказалось последним в приоритете интеграции из-за высоких требований к энергии, выбросам и пространству, а также того факта, что гибридные автомобили являются наименее эффективными из всех рассмотренных вариантов при типичных предположениях об использовании.

Мы сохранили согласованность с другими решениями (такими как электромобили), используя согласованные входные данные для цены автомобиля с ДВС, экономии топлива и т. д. Полное внедрение ограничено рынком, поскольку решение гибридных автомобилей имело самый низкий приоритет интеграции среди всех городских режимы решения. Таким образом, сценарий 2 привел к меньшему использованию гибридных автомобилей в городских условиях, чем другие сценарии. Кроме того, поскольку мы интегрировали решение Hybrid Cars с решением Carpooling, мы исходили из того, что использование гибридных автомобилей будет увеличиваться по мере распространения решения Carpooling. Это изменило переменные расхода топлива.

Результаты

Все денежные значения представлены в долларах США за 2014 год.

Сценарий 1 привел к сокращению выбросов углекислого газа на 1,61 гигатонн (2020–2050 гг.). Чистая операционная экономия за весь срок эксплуатации составляет 1,55 триллиона долларов США, а чистая экономия от внедрения — 4,55 миллиарда долларов США.

В сценарии 2 было предотвращено 4,71 гигатонн выбросов. Чистая операционная экономия за весь срок эксплуатации составляет 4,49 триллиона долларов США, а чистая экономия от внедрения — 3,40 миллиарда долларов США.

Обсуждение

Гибридные автомобили могут быть хорошим среднесрочным решением для снижения выбросов от транспорта, потому что разница в цене с автомобилями с ДВС не так велика, как у электромобилей, но их развитие может способствовать развитию технологий электромобилей (по мере улучшения аккумуляторов). Гибриды могут отобрать долю рынка у автомобилей с ДВС, в то время как потенциальные методы транспорта с нулевым выбросом углерода, такие как электромобили, продолжают совершенствоваться. Это может потребовать увеличения инвестиций для снижения премии по сравнению с автомобилями с ДВС.