Что такое гибрид в авто
Перейти к содержимому

Что такое гибрид в авто

  • автор:

Гибриды: какими они бывают и зачем нужны

Гибридные авто, как следует из их названия, представляют собой симбиоз машины с двигателем внутреннего сгорания и электромобиля. Мода на такие автомобили пришла в девяностые годы — производители боролись за экономию топлива и экологическую чистоту транспортных средств. Но на самом деле гибрид изобретен очень давно.

Немного истории

Первые гибридные машины появились на заре автомобилизации, в конце девятнадцатого — начале двадцатого веков. Тогда они распространения не получили. Позднее по такой схеме строились (и строятся) тяжелые карьерные самосвалы. Представьте себе, какого размера должна быть коробка передач на мощном многотонном монстре? А кардан? А редуктор моста? Поэтому на таких машинах применяется схема дизель — электрохода. ДВС крутит генератор, тот, в свою очередь, питает тяговые электрические двигатели, на каждое ведущее колесо — свой. Это не что иное, как последовательный гибрид. Что такое «последовательный» и какие бывают еще гибриды — сейчас расскажем.

Как работает гибридный автомобиль

Гибридные машины можно разделить по принципам взаимодействия электродвигателя и бензинового мотора. Кстати, на подавляющем большинстве гибридов используется именно бензиновый агрегат.
Последовательным называется гибрид, где ДВС механически не связан с ведущими колесами, а лишь вращает генератор. На легковых машинах такая схема применяется достаточно редко. Большие потери энергии и низкий КПД силовой установки делает ее неэффективной. Если же использовать маломощный ДВС для подзарядки тяговой батареи, которую изначально зарядили «от розетки», то можно увеличить пробег автомобиля на одной зарядке. И такие типы гибридов существуют.
Другая система взаимодействия моторов разных типов называется параллельной. Здесь с ведущими колесами связаны оба двигателя. Часто электромотор (он же — генератор) встроен в маховик бензинового мотора. При необходимости, при интенсивном разгоне, например, работают оба двигателя. А когда мощность ДВС используется не полностью, можно часть ее использовать для зарядки аккумулятора. В процессе торможения гибрида происходит подзарядка батарей за счет рекуперации.
На современных гибридных транспортных средствах используют и более сложные, смешанные схемы. У полноприводных гибридов колеса одной оси могут приводиться двигателем внутреннего сгорания, а другой — электромотором. Другой вариант: ДВС, электродвигатель и генератор связаны через планетарный редуктор. За их совместную работу отвечают электронные «мозги». Электроника решает, кому и когда крутить колеса, когда и сколько времени заряжать батарею. Водителя все это не касается. Он управляет обычным автомобилем: газ, тормоз, коробка — автомат.

Классификация гибридов

Мы добрались до самой главной классификации современных гибридных транспортных средств — по доле участия электромотора в движении автомобиля.

Микрогибрид

Настолько «микро», что и не гибрид вовсе. Но упомянем, для порядка. В таких машинах есть система рекуперации, которая при торможении заряжает аккумулятор. Причем обычный, не тяговый. Тягового просто нет, как и электродвигателя. Зато не тратится лишняя мощность мотора и топливо на зарядку батареи. Машина немножко «позеленела», но все же не стала гибридом.

Мягкий гибрид

Все как положено: ДВС, электродвигатель, тяговый аккумулятор. Только батарея скромная, а электромотор маломощный. Помочь бензиновому собрату, когда тому трудно, он может. А вот самостоятельно двигать авто электрическому двигателю не по силам. Это уже настоящий гибрид. Но первую скрипку по-прежнему играет двигатель внутреннего сгорания.

Полный гибрид

Схема та же, но электромотор мощнее, а тяговая батарея более емкая. Такие машины позволяют проехать несколько километров с небольшой скоростью на электрической тяге. Если нужно дальше или быстрее — подключается ДВС. Роль электричества еще выросла, но пока не стала главной.

Гибрид — плагин

Как работает гибридный автомобиль плагин (plug-in)? В чем его принципиальное отличие от других гибридов? В розетке! Аккумуляторы таких машин заряжаются от сети. Они имеют большую емкость и питают достаточно мощный электромотор. Такие гибриды позволяют совершать короткие поездки (несколько десятков километров) на электрической тяге. Дальше — опять бензин! Казалось бы, ДВС в любом типе гибрида остается главным двигателем, но. Существуют последовательные плагин — гибриды. По сути это электромобили, которые везут зарядную станцию на базе небольшого ДВС. Они могут проехать пару — тройку сотен километров на заряде от розетки, а бензиновый мотор, подпитывая аккумулятор, позволяет увеличить этот пробег вдвое. Здесь то точно доминирует электрический двигатель.

Особенности устройства гибрида

Рассмотрим некоторые особенности гибридных автомобилей. Микрогибриды не в счет. Они, как мы решили, и не гибриды вовсе. Не станем касаться конструктивных схем и компоновок — их множество и о некоторых мы уже сказали выше.
У всех гибридов два двигателя — бензиновый и электрический. Дизельные моторы на легковых гибридах почти не применяются. Дизель дороже бензинового мотора, требует более сложной системы нейтрализации выхлопных газов. Дизельный гибрид, и так не дешевый, еще вырастет в цене. Гибридные машины популярны в Соединенных Штатах, где дизель — удел тяжелых грузовиков. Принципиальных проблем в создании дизельного гибрида нет. Только рынку этого не надо. А если нет спроса, нет и предложения.
У гибридов два аккумулятора — тяговый и обычный, для питания бортовой сети. Все гибридные машины оснащены достаточно сложной электронной системой управления.
Подавляющее большинство таких автомобилей имеют автоматическую трансмиссию — планетарную или вариатор. С «автоматом» проще совмещать работу двух моторов. Существуют гибриды «на ручке», но это редкость.
Получается, что в любой гибрид инженеры должны «упаковать» два автомобиля — бензиновый и электрический. Два мотора со всеми сопутствующими системами, бензиновый бак и батарею. Причем чем гибрид более «электрический» тем он сложнее, тяжелее и дороже.

Преимущества и недостатки гибридных авто

В чем основные плюсы гибридных автомобилей? Прежде всего они экономичны и экологически более чисты. Для того и создавались. Чем меньше топлива сгорает в цилиндрах ДВС — тем меньше вредных выбросов попадает в атмосферу. Чем больше гибрид может проехать на электрической тяге — тем они экономичней и чище.
Из этих преимуществ и вырастают основные недостатки таких машин. Это вес и цена. Хотите экономить топливо — платите за емкую и дорогую батарею. Проблема высокой цены, характерная для электромобилей, естественно, коснулась гибридных машин.

Перспективы автомобилей — гибридов

Сегодня производятся все перечисленные выше типы гибридных машин, от мягких до плагинов. Это говорит о том, что ни производители, ни потребители еще не знают, какой вид гибрида нужен рынку. И нужен ли?
Конечно, развитие автомобилей такого типа будет продолжено. Двигатели внутреннего сгорания станут более экономичными и «зелеными» — гибриды их получат. Будет совершенствоваться электроника и алгоритмы управления гибридной силовой установкой. Обязательно появятся новинки в электрической части. Это позволит двухмоторным машинам становиться все более продвинутыми. Но это малые шаги.
Реальный прорыв даст только создание новых типов аккумуляторов. Электромобили сегодня в тренде. Лучшие умы, большие деньги и основные силы брошены на их совершенствование и продвижение. Если, в итоге, удастся создать аккумуляторную батарею, которая обеспечит гарантированный длительный пробег, быструю зарядку, стабильность работы при любой температуре, кому будет нужен более сложный и менее «зеленый» гибрид?
Случится это завтра или через много лет — неизвестно. А пока гибридные автомобили заняли рыночную нишу, уверенно там себя чувствуют, развиваются и совершенствуются.

Что такое автомобили-гибриды? Какие бывают и зачем они нужны?

Первый массовый гибридный автомобиль — Toyota Prius первого поколения — появился в конце 1990-х годов. И тогда слово «гибрид» означало
нечто столь же загадочное и сложное, как «атомная физика» или «генная инженерия».
Кстати, логика создания автомобилей-гибридов была похожа: взять лучшие качества от традиционного ДВС (двигателя внутреннего сгорания) и электромотора, при этом постараться избавиться от них недостатков. Главная задача гибридных автомобилей заключается в том, чтобы уменьшить расход топлива и уровень выбросов выхлопных газов. Параллельно можно увеличить суммарную мощность (все-таки два мотора, а бывает и три), реализовать дополнительные возможности и прочее.
Но какие конструкции гибридов бывают? Какие преимущества они обещают? И за счет чего все это достигается?

За счет сочетания мощности / момента традиционного ДВС и мощности / момента электромотора. Конструкция и особенности работы любого ДВС (и бензинового и дизельного) такие, что максимальная мощность и крутящий момент достигаются в зоне средних или высоких оборотов. Вот именно «на низах» ему может помочь электромотор: прежде всего, с разгоном. Учитывая снижение нагрузки на ДВС, последний требует меньше топлива при разгоне. Кроме того, некоторые гибриды обеспечивают также возможность езды на электротяге — то есть в пробках можно ездить вообще без включения ДВС, достигая лучшей топливной экономичности и экологической чистоты. Ведь часто именно там (в пробках и при стартах с места) мы получаем максимальную мгновенный расход топлива при самом факте минимального передвижения автомобиля.
Вот электромотор и помогает в таких режимах. Тем более, что электромотор способен развивать максимальный крутящий момент уже с первого оборота ротора. В то же время при движении на высокой скорости по трассе традиционный двигатель внутреннего сгорания выходит в оптимальный режим работы, набирает средние обороты, тратит минимум горючего и развивает максимум мощности / момента. Там, где заканчиваются возможности электромотора (все-таки количество его оборотов ограничено), флаг подхватывает ДВС — и активно включается в работу, проявляя себя с лучшей стороны.

Любой автомобиль-гибрид, исходя из определения, предусматривает сочетание двух типов двигателей: традиционного ДВС и электромотора. Плюс добавьте аккумулятор для питания электромотора и видоизмененную трансмиссию: время, вместо традиционной КПП относится сложная планетарная передача. Логика работы гибрида в том, что каждый из двигателей перекрывает определенный диапазон работы (разгон с места, ускорения на ходу, скоростная езда) и вместе они пытаются компенсировать слабые стороны друг друга. Плюс есть еще один важный нюанс, который часто упускают из виду при обсуждении гибридов: торможение. В обычном автомобиле торможения означает трения и нагрев тормозных механизмов — то есть кинетическая энергия движения преобразуется в тепловую энергию и рассеивается в окружающей среде. Максимум, что можно сделать полезного, так это применить метод торможения двигателем и продуть камеру сгорания.
В случае с гибридным автомобилем, каждое его торможения является процессом преобразования кинетической энергии в электрическую энергию, с последующим ее накоплением в аккумуляторе: это называется «рекуперация». Далее полученную энергию можно использовать или для питания электромотора и его помощи в разгоне / движении (как правило), или для питания бортовых систем автомобиля (реже, но случается). В любом случае: каждое торможение теперь означает не бесцельное рассеивания тепла, а более эффективное использование энергии.

За последние годы и десятилетия гибриды продвинулись очень далеко в своем развитии, появились распределение по типам — например, «последовательный гибрид» или «параллельный гибрид». У каждого из производителей гибридная система фирменное обозначение и может отличаться конструктивно. Поэтому ниже по тексту будут приведены конкретные примеры со ссылками на статьи-обзоры автомобилей, где используются различные гибридные системы. Однако все-таки можно представить общую классификацию гибридов — в зависимости от их конструктивных особенностей, достигаемого эффекта, стоимости системы. Итак.

Гибрид MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle) или «мягкий гибрид»

Фактически MHEV-гибриды выросли из системы «стоп / старт», которая должна глушить двигатель при остановках на светофорах и запускать его при начале движения. Обычно для данной системы используется усиленный стартер и специальный AGM-аккумулятор. Но что, если пойти дальше? Например, дать возможность стартеру (фактически — электромотору) покрутиться еще немного, помогая ДВС в первые секунды начала движения. Попутно можно использовать общий узел «стартер-генератор»: ведь генератор представляет собой электромотор наоборот. Для соединения стартер-генератор и основного двигателя внутреннего сгорания можно использовать зубчатые Шестерни передачу, а мягкий и тихий ремень. Наконец, в дополнение к обычному аккумулятору можно установить еще один — именно как накопитель для MHEV-системы: подойдет АКБ «литий-ион», хотя встречался и накопитель-конденсатор.

Подобные «мягкие гибриды» сегодня используются часто. Один из первых примеров использования подобных систем — дизельные автомобили Peugeot и Citroen с технологией e-HDi. Похожий МНЕV-гибрид, но уже с отдельной мощной бортовой сетью на 48 вольт используется во многих автомобилях Volkswagen — например, новый Volkswagen Golf 8. Также «мягкие гибриды» случаются на японских моделях: например, новый кроссовер Mazda CX-30 или даже недорогой автомобиль Suzuki Ignis. Данная система в силу конструктивных особенностей не позволяет ездить только на электротяге: мощности недостаточно! Однако все же «мягкий гибрид» позволяет немного снизить расход топлива (обычно производители заявляют экономию 5-10%), а также уменьшить уровень выбросов выхлопных газов. Плюс «продвинутые» MHEV-гибриды помогают в первые секунды при начале движения. При этом системы компактные, легкие, простые — они не требуют дополнительного места в салоне, огромной доплаты, какого-либо специфического обслуживания. Они просто работают и экономят 5-10% топлива.

Плюсы: компактность, простота, небольшая стоимость системы; Легкая интеграция практически для любого мотора / автомобиля.

Минусы: Незначительное улучшение топливной экономичности; Невозможность движения на электротяге.

Но если вы хотите получить больше, то выбирайте .

Гибрид HEV (Hybrid Electric Vehicle) или «классический гибрид»

Да-да, именно тот гибрид, с которого мы начинали — Toyota. Вот именно так: просто Toyota. Потому что сегодня подобная гибридная система устанавливается на большинство моделей Toyota RAV4, Toyota Camry, Toyota C-HR, Toyota Corolla. В подобных гибридах электромотор с мощностью практически можно сравнить с традиционным бензиновым ДВС. Пусть их мощности нельзя суммировать непосредственно (поскольку каждый из двигателей достигает своей максимальной мощности в различных режимах работы), но все равно общая мощность гибридной системы оказывается достаточно высокой. При этом благодаря работе электромотора на низкой скорости — начало движения, заторы, неторопливая езда — часть пути можно проезжать исключительно на электротяге (1-1,5-2 км): вообще без включения бензинового двигателя. Вот вам снижения расхода и выбросов выхлопных газов. Причем очень заметное снижение: примерно в 1,5 раза относительно аналогичного автомобиля схожей мощности, но с обычным бензиновым мотором.

Кроме массы гибридных автомобилей Toyota, встречаются и другие интересные примеры — например, KIA Niro. Но особо стоит выделить еще одну японскую компанию, а именно — Honda с ее гибридными версиями моделей CR-V и Jazz. В случае с гибридами Honda, электромотор оказывается даже более мощный, чем бензиновый двигатель — автомобиль практически всегда едет за счет тяги от электродвигателя. В таком случае бензиновый ДВС чаще всего используется как генератор для выработки энергии он «замыкается» непосредственно на колеса только при движении с высокими скоростями. Кроме заметного снижения расхода топлива, подобная конструкция гибрида также позволяет достичь быстрой реакции на нажатие педали акселератора, ведь электромоторы «не задушены» никакими экологическими нормами.
Так, конструкция получается сложнее: большой электромотор и блок управляющей электроники, аккумулятор под задним сиденьем или в багажнике, достаточно сложная трансмиссия вместо любой обычной КПП — например, Toyota использует редуктор на основе планетарной передачи. И ценник немаленький: доплата за гибрид в «японцев» примерно сопоставимо с доплатой за дизель в «немцев». Но, как показывают продажи, постоянно растут, оно того стоит. Расход меньше, мощности и динамики больше, можно ездить на электротяге — пусть и немного. Плюсы: Заметное снижение расхода, время в 1,5-2 раза; Возможность непродолжительного движения на электротяге; Достаточно заметное повышение мощности, улучшение динамики. Минусы: Заметное повышение цены — переплата как за «дизель»; Требует адаптации двигателя и внутренних компонентов автомобиля. А вот если хотите ездить на электротяге много, то обращайте внимание на .

Гибрид PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle) или «гибрид который подзаряжается»

Главное отличие уже указана во фразе выше: это гибрид с возможностью подзарядки от внешней сети. Идея заключается в том, чтобы объединить два в одном: традиционный ДВС-автомобиль и электромобиль. От первого — двигатель внутреннего сгорания, традиционная коробка передач, возможность поездок на дальние дистанции. От второго — электромотор (или электромоторы), тяговый аккумулятор емкостью 8-13 кВт ч, блок управляющей электроники, возможность передвижения в городе на электротяге (20-50 км). Причем попадаются гибриды, которые позволяют на электричестве проехать даже 80-100 км — например, Chevrolet Volt. Кажется, идея всем хороша. На работу или за ребенком в школу можно ездить без затраты топлива (экономия) и без выхлопных газов (экология) — как на электромобили. По трассам можно ездить, не думая о подзарядки — как на обычном ДВС автомобили. Плюс такие гибриды отличаются высокой мощностью, а порой даже появляется возможность реализовать дополнительные функции: например, полный привод для Peugeot 3008 Hybrid4.

В Украине уже представлено довольно много заряжают гибридов: Mitsubishi Outlander PHEV, BMW 530e, Volvo XC90 Т8, Honda Clarity Plug-In. Даже несмотря на ряд специфических особенностей . Во-первых, сложность конструкции. Вы получаете два в одном по возможностям — но также и «два в одном» с точки зрения техники: ДВС-автомобиль и электромобиль. Во-вторых, сложность конструкции приводит к увеличению массы. Гибриды тяжелые — снова потому что «два в одном»: к традиционному ДВС, коробки передач, топливного бака, системы охлаждения здесь добавляется тяговый аккумулятор, электромоторы, блоки управляющей электроники. В-третьих, сложность конструкции приводит к увеличению цены — снова потому что «два в одном»: платите и за ДВС-автомобиль, и за электромобиль.
В результате гибрид, подзаряжается кажется идеальным решением всех вопросов только на первый взгляд. Его преимущества напрямую зависят от наличия розетки, понимание возможностей техники и готовности за это платить. Плюсы: Существенное повышение мощности (время в 1,5-2 раза), лучшая динамика; Возможность ежедневных поездок (20-50 км) на электротяге; Реализация полного привода для ряда моделей, где он ранее отсутствовал. Минусы: Очень высокая цена — самая переплата за гибридную технику; Требует сильно «перекроить» автомобиль, сложность конструкции; Зависимость от зарядки, иначе идея PHEV-гибрида теряет смысл.

Стоит ли покупать гибридный автомобиль в России

В чем отличие гибридного автомобиля от обычного, стоит ли его покупать, плюсы и минусы таких машин — в материале «Ъ».

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Фото: Francois Lenoir / Reuters

Гибрид — это автомобиль, в котором кроме двигателя внутреннего сгорания используется еще и электродвигатель. Впервые такую машину разработал Фердинанд Порше в 1900–1901 годах. Армейские машины фирмы Porshe времен Первой мировой уже были оснащены гибридной силовой установкой. Как правило, гибриды динамичнее и экономичнее аналогичных по габаритам бензиновых или дизельных автомобилей. Однако они больше стоят и дороже в эксплуатации.

В городской черте, где движение часто бывает замедлено заторами и требует меньших скоростей, можно использовать только электродвигатель, что позволяет экономить на топливе. Двигателем внутреннего сгорания в таких машинах стоит пользоваться, когда требуется вся мощность автомобиля. В современных реалиях гибридные силовые установки используются не только в персональных автомобилях, но и в грузовиках, автобусах и спортивных гоночных машинах.

В чем отличие гибридного автомобиля от обычного

В гибридах двигателю внутреннего сгорания ездить помогает электродвигатель. Кроме того, существуют схемы, в которых колеса вращает электромотор, а двигатель внутреннего сгорания питает его как генератор. Такие машины называют автомобилями с гибридной силовой установкой.

Виды гибридных автомобилей

Последовательные — в такой машине электромотор вращает колеса, а двигатель внутреннего сгорания используется как генератор для подзарядки батарей. С колесами он никак не связан.

Параллельные — в данной схеме электромотор не участвует во вращении колес. Он соединен с трансмиссией и помогает двигателю внутреннего сгорания дополнительной мощностью в наиболее тяжелых ситуациях.

Последовательно-параллельные — в таких машинах электромотор и двигатель внутреннего сгорания могут работать как вместе, так и по отдельности. Автомобиль может двигаться на чистом электричестве, но большие расстояния преодолевает на бензине.

Подзаряжаемые — в этой схеме все работает как и в последовательно-параллельных гибридах, однако есть возможность заряжать батарею от розетки или зарядной станции.

Плюсы и минусы гибридных автомобилей

Основное преимущество гибридного автомобиля — это экономия топлива. Обычно такие машины потребляют примерно на 25% меньше горючего.

Второй плюс гибрида — это более низкий уровень токсичности. Когда двигатель внутреннего сгорания не работает, то вредных выбросов в окружающую среду не происходит.

Благодаря перераспределению мощности гибридный автомобиль быстрее разгоняется и может набирать более высокую скорость.

Еще одним достоинством таких машин является то, что когда автомобиль стоит на месте, внутри отсутствует какой-либо шум.

Каждое из четырех колес гибридного автомобиля может иметь свой электродвигатель и поворотный механизм. Это позволяет улучшить проходимость транспортного средства на бездорожье.

Один из главных минусов гибридов — дорогое обслуживание и ремонт. Причина заключается в более сложной конструкции самих автомобилей.

Второй недостаток гибридов — это высокая стоимость. Как правило, гибриды стоят дороже аналогичных по размерам машинам с бензиновым или дизельным двигателем без электромотора.

Третий минус — это малое количество специалистов в России, умеющих работать с такими транспортными средствами.

Еще одним недостатком является необходимость замены аккумулятора даже при идеальных условиях эксплуатации.

Телеведущий программы «Минтранс» на РенТВ Вячеслав Субботин:

«Топливо дорогое, и гибриды в ходу по всему миру. В США много этих машин такси — это очень выгодно. На сегодняшний день такие автомобили — оптимальный вариант с точки зрения эксплуатационных затрат. Конечно, нужны расходы на обслуживание и на частую замену литий-ионных батарей, но они несоизмеримы с экономией на топливе».

Стоит ли покупать гибридный автомобиль в России

В первую очередь гибриды выгодны для людей, которые много ездят. Если человек пользуется машиной редко, то обычный автомобиль будет предпочтительнее. Причина в том, что гибриды не любят долгих простоев, так как батарея разряжается.

При покупке подержанного гибридного автомобиля в первую очередь необходимо проверить остаточную емкость аккумулятора в специализированном сервисном центре.

Телеведущий программы «Минтранс» на РенТВ Вячеслав Субботин:

«Покупать нужно, их сейчас раскупают с удовольствием от Дальнего Востока до Урала, чуть меньше в европейской части, но с оговорками. В основном подходят гибриды с огромной батареей, мощным электромотором, когда расход топлива получается 4–4,5 л на 100 км при обычной городской эксплуатации».

Василий Кузнецов; группа «Прямая речь»

  • Василий Кузнецов подписаться отписаться

Все, что нужно знать о гибридных машинах: типы, нюансы, характеристики

Фото: Toyota

Если максимально кратко, то гибрид — это автомобиль, в котором одновременно используются двигатель внутреннего сгорания и электромотор.

Во многом такое решение можно рассматривать как переходный этап между двумя мирами — машинами, которые сжигают топливо, и стопроцентными электрокарами.

Трудно сказать, когда состоится окончательный переход из одной эры в другую (и состоится ли он вообще), но прямо сейчас производители заявляют, что через 5-10 лет все выпускаемые модели будут в той или иной степени электрифицированы. Это не значит, что ДВС исчезнет как класс, но с высокой долей вероятности можно говорить, что гибриды станут повсеместной нормой. Правда, решать они будут очень разные задачи — в зависимости от конструкции и общей философии.

Типы гибридных автомобилей

Первое и главное, зачем делаются такие машины, — экономия топлива и необходимость вписываться во все более жесткие экологические нормы. Помимо прочего, оценивается средний уровень вредных выбросов по всей модельной линейке каждого производителя, поэтому компании идут на некоторые ухищрения.

Фото: АвтоВАЗ

Все 14 гибридов, которые есть у России

«Мягкие» гибриды (mild hybrid)

Самая простая и доступная технология, позволяющая не сильно перекраивать конструкцию автомобиля и при этом демонстрировать нужные показатели по выбросам. В большинстве случаев все сводится к установке мощного стартер-генератора — электромотора, который может как запасать энергию, так и расходовать ее.

Например, в пробках это позволяет расширить функционал системы старт-стоп: двигатель глушится еще до полной остановки автомобиля (в это время как раз накапливается заряд), а при трогании стартер-генератор запускает его и помогает разгоняться в первые несколько секунд. Еще не полноценная езда на электротяге, но уже небольшие ее отголоски.

Помимо некоторой экономии топлива, такая система позволяет сгладить переходные процессы — ведь традиционная схема старт-стоп зачастую работает с рывками, например, когда мотор приходится запускать через секунду после того, как он был заглушен. Кроме того, «мягкому» гибриду не требуется большая батарея, которая увеличивала бы массу и отбирала пространство у пассажиров или багажа. Наконец, большинство подобных автомобилей вместо стандартной 12-вольтовой бортовой сети использует 48-вольтовую, от которой, помимо стартер-генератора, питаются современные технические решения вроде электрических турбонагнетателей и активных стабилизаторов поперечной устойчивости — особенно любят такие решения в немецком премиуме.

В пробках двигатель глушится еще до полной остановки автомобиля (в это время как раз накапливается заряд), а при трогании стартер-генератор запускает его и помогает разгоняться в первые несколько секунд.

В пробках двигатель глушится еще до полной остановки автомобиля (в это время как раз накапливается заряд), а при трогании стартер-генератор запускает его и помогает разгоняться в первые несколько секунд. (Фото: Марина Лысцева / ТАСС)

При этом традиционная 12-вольтовая сеть в «мягких» гибридах (как, впрочем, и полноценных электромобилях вплоть до Tesla) сохранена: гораздо проще питать фары, мультимедийку, дворники и прочие вспомогательные устройства от традиционного аккумулятора, чем заново изобретать все процессы.

Параллельные гибриды (parallel hybrid)

Именно такие машины можно называть обычными, самыми распространенными гибридами. Емкость батарей здесь уже выше, а электромотор обычно располагается между ДВС и трансмиссией, причем элементы этой цепочки могут работать и сообща, и отдельно друг от друга.

Это позволяет автомобилю перемещаться как на чистой электротяге — когда ДВС заглушен и отсоединен от колес — так и в настоящем гибридном режиме, когда на разгон работают и топливо, и электричество. Кроме того, аккумуляторы можно заряжать на торможениях за счет рекуперации, а также от обычного двигателя, который в этом случае выполняет роль генератора.

Получается своеобразная игра: во дворах и в пробках параллельный гибрид вполне может ездить, не загрязняя атмосферу, а если вам потребуется больше динамики — на помощь придут оба типа энергии и позволят разгоняться активнее, чем на одном только ископаемом топливе. И пусть запас хода на чистой электротяге чаще всего составляет всего несколько километров, при городских режимах эксплуатации экономия топлива оказывается уже ощутимой.

Последовательные гибриды (series hybrid)

В этой схеме вообще не предусмотрена механическая связь двигателя внутреннего сгорания и колес — он только производит энергию для электромоторов. Теоретические плюсы понятны: водитель получает «электрическое» удобство управления тягой без пауз и задержек, ДВС работает в оптимальном режиме и не крутится в отсечку, а машина превращается в милое и почти экологичное привидение с моторчиком.

BMW i3 отметилась опцией под названием range extender, то есть увеличитель запаса хода — ДВС в большинстве случаев бездействует, но готов прийти на помощь, если у вас закончилось электричество.

BMW i3 отметилась опцией под названием range extender, то есть увеличитель запаса хода — ДВС в большинстве случаев бездействует, но готов прийти на помощь, если у вас закончилось электричество. (Фото: BMW)

Но в реальности этот метод приводит к двойным потерям энергии: сначала на преобразование топлива в электричество, а потом на передачу его к колесам. Поэтому в чистом виде такая схема не используется, зато отдельные модели вроде BMW i3 или Chevrolet Volt отметились опциями под названием range extender, то есть увеличитель запаса хода — ДВС в большинстве случаев бездействует, но готов прийти на помощь, если у вас закончилось электричество. Считайте, просто генератор, который всегда с собой.

Последовательно-параллельные гибриды (parallel-series-hybrid)

Особая категория, представленная, по сути, только запатентованными изобретениями компании Toyota и отдельными силовыми установками, сделанными по лицензии. Здесь ДВС и электричество работают как единое целое, постоянно и бесшовно распределяя энергию туда, где она нужна. Самое массовое применение технология нашла на Toyota Prius, где без особых изменений используется уже почти 15 лет.

Называется этот уникальный привод Hybrid Synergy Drive, а примечателен он в первую очередь тем, что лишен обычной трансмиссии — в то время как в большинстве гибридов используются вариаторы, «роботы» или классические «автоматы». Здесь же два электромотора объединены с ДВС через хитрую планетарную передачу, которая вообще стирает границу между двумя мирами для конечного пользователя. Самый яркий пример — бензиновый двигатель здесь может одновременно работать на разгон и заряжать батареи, если вы не требуете от машины максимальной динамики.

Подключаемые гибриды (plug-in hybrid, PHEV)

Главный принцип здесь один: наличие отдельного разъема для зарядки аккумуляторов. При этом сам гибрид может быть как последовательным (тот же BMW i3 или Fisker Karma), так и параллельным (Porsche Cayenne e-Hybrid или Volvo XC60 Recharge). И если с первым случаем все понятно (по сути это электромобили с бензиновыми генераторами), то параллельные подключаемые гибриды интереснее. Идея заключается в том, что емкость батарей у таких автомобилей уже действительно солидная — например, у современного «Кайена» это 18 кВтч, то есть примерно треть от того, что можно найти в среднем электромобиле. Да и электромотор вполне самостоятелен: на многих подключаемых гибридах его мощность превышает 100 лошадиных сил.

Иными словами, при определенных сценариях вы можете ездить на такой машине, как на настоящем электрокаре: запас хода составляет несколько десятков километров, разгоняться можно до сотни с лишним километров в час — но делать надо все плавно. Прикатили по пробкам в центр на работу, вечером вернулись домой, подзарядились от розетки — и никаких выбросов. При этом в вашем распоряжении остается и настоящий бензиновый двигатель — со всей своей мощностью, универсальностью и возможностью заправляться когда угодно и сколько угодно. Нажимаете акселератор посильнее, и он включается в работу.

У современного «Кайена» емкость батарей — это 18 кВтч, то есть примерно треть от того, что можно найти в среднем электромобиле.

У современного «Кайена» емкость батарей — это 18 кВтч, то есть примерно треть от того, что можно найти в среднем электромобиле. (Фото: Porsche)

Никто не отменял и дополнительной помощи от электромотора: в спортивном режиме бензоэлектрическая силовая установка даст динамику, на которую традиционный ДВС в одиночку будет не способен. Но надо понимать, что без питания от розетки подключаемые гибриды мало чем отличаются от обычных параллельных: да, запас электричества можно принудительно пополнять от бензинового мотора, но эффективности, экологичности и смысла в этом откровенно мало.

Экзотические разновидности

Не во всех случаях гибридная тяга применяется исключительно ради экономии топлива. Например, французы из Peugeot и Citroen при помощи электричества компенсируют отсутствие полноценных полноприводных машин: задние колеса вращаются при помощи электромотора. Для тяжелого бездорожья такая схема подходит слабо, но задачу всепогодного вождения решает довольно успешно.

А производители спорткаров уже давно используют гибридные технологии для того, чтобы их машины ехали быстрее — ведь максимум тяги электромотора доступен всегда и везде, и это здорово помогает на разгонах, когда бензиновый двигатель еще не вышел на пиковую отдачу. Среди ранних образцов подобных машин можно вспомнить Porsche 918 Spyder, а среди современных Koenigsegg Regera или Aston Martin Valkyrie— одни из самых быстрых гиперкаров планеты.

Гибридные автомобили в России

В наших широтах официальные продажи гибридов невелики, причем часть ранее представленных вариантов выкосило кризисом — например, Nissan Murano, Mitsubishi Outlander и даже Toyota Prius. В строю пока остаются кроссоверы Lexus NX и RX, Porsche Cayenne и Panamera, несколько моделей Mercedes-Benz, «подключаемый» Volvo XC90 и россыпь Audi — но там речь идет о «мягком» гибриде.

Впрочем, есть и пополнения: внезапно на российский рынок вышел «мягкий» Geely Atlas Pro, а плюс к тому недавно началось серийное производство отечественного седана Aurus Senat, который по конструкции является самым настоящим параллельным гибридом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *