Што е хибриден систем на возила?

Неодамна, електричните возила добиваат популарност. Сепак, полноправните електрични возила имаат значителен недостаток - мала резерва на енергија без полнење. Поради оваа причина, многу од водечките производители на автомобили опремуваат некои од нивните модели со хибридни единици.

Во основа, хибриден автомобил е возило чиј главен погонски систем е мотор со внатрешно согорување, но се напојува од електричен систем со еден или повеќе електрични мотори и дополнителна батерија.

Денес се користат неколку категории хибриди. Некои помагаат само на моторот со внатрешно согорување, други ви дозволуваат да возите користејќи електрично влечење. Размислете за карактеристиките на таквите електрани: каква е нивната разлика, како тие работат, како и главните добрите и лошите страни на хибридите.

Историја на хибридни мотори

Идејата за создавање хибриден автомобил (или вкрстување помеѓу класичен автомобил и електричен автомобил) е водена од зголемувањето на цените на горивата, построгите стандарди за емисија на возила и поголема удобност при возење.

Развојот на мешовитата централа прво беше преземен од француската компанија „Паризиен де воуитор електротик“. Сепак, првиот изводлив хибриден автомобил беше создавањето на Фердинанд Порше. Во централата Лохнер електрична кочија, мотор со внатрешно согорување служеше како генератор за електрична енергија, кој ги напојуваше предните два електромотори (монтирани директно на тркалата).

Возилото беше претставено на јавноста во 1901 година. Вкупно, продадени се околу 300 примероци од вакви автомобили. Моделот се покажа како многу практичен, но скап за производство, па обичен возач не може да си дозволи такво возило. Покрај тоа, во тоа време се појави поевтин и не помалку практичен автомобил, развиен од дизајнерот Хенри Форд.

Класичните погонски погони на бензин ги принудија програмерите да се откажат од идејата за создавање хибриди за многу децении. Интересот за зелен превоз се зголеми со усвојувањето на нацрт-законот за промоција на електричен транспорт на Соединетите држави. Донесен е во 1960 година.

Случајно, во 1973 година избувна светската нафтена криза. Ако американските закони не ги охрабруваа производителите да размислуваат за развој на поволни, одржливи автомобили, тогаш кризата ги принуди да го сторат тоа.

Првиот целосен хибриден систем, чиј основен принцип се користи и денес, беше развиен од TRW во 1968 година. Според концептот, заедно со електромоторот, беше можно да се користи помал мотор со внатрешно согорување, но моќноста на машината не беше изгубена, а работата стана многу помазна.

Пример за полноправно хибридно возило е GM 512 Hybrid. Го напојуваше електричен мотор, кој го забрза возилото до 17 км на час. Со оваа брзина, моторот со внатрешно согорување беше активиран, што ги подобрува перформансите на системот, поради што брзината на автомобилот се зголеми на 21 км на час. Ако имаше потреба да се оди побрзо, електричниот мотор беше исклучен, а автомобилот беше забрзан веќе на бензински мотор. Ограничувањето на брзината беше 65 км / ч.

VW Taxi Hybrid, уште еден успешен хибриден автомобил, беше претставен на јавноста во 1973 година.

Досега, производителите на автомобили се обидуваат да ги донесат хибридните и целосно електричните системи на ниво што би ги направило конкурентни во споредба со класичните мотори со внатрешно согорување. Иако тоа сè уште не се случило, многу случувања ги оправдаа милијардите долари потрошени за нивниот развој.

Со почетокот на третиот милениум, човештвото виде новост наречено Тојота Приус. Замислата на јапонскиот производител стана синоним за концептот на "хибриден автомобил". Многу модерни случувања се позајмени од овој развој. До денес, создадени се голем број модификации на комбинирани инсталации, што му овозможува на купувачот да ја избере најдобрата опција за себе.

Како работат хибридните автомобили

Не мешајте хибриден мотор со целосно електрично возило. Електричната инсталација е вклучена во некои случаи. На пример, во урбан режим, кога автомобилот е во сообраќаен метеж, употребата на мотор со внатрешно согорување доведува до прегревање на моторот, како и до зголемено загадување на воздухот. За такви ситуации, електричната инсталација е активирана.

По дизајн, хибрид се состои од:

• Главната енергетска единица. Тоа е бензински или дизел мотор.
• Електричен мотор. Може да има неколку од нив во зависност од модификацијата. Според принципот на дејствување, тие исто така можат да бидат различни. На пример, некои може да се користат како дополнителен погон за тркалата, додека други - како асистент на моторот при стартување на автомобилот од некое место.
• Дополнителна батерија. Кај некои автомобили, тој има мал капацитет, чија енергетска резерва е доволна за активирање на електричната инсталација за краток период. Во други, оваа батерија има голем капацитет, така што возилата можат слободно да се движат од електрична енергија.
• Електронски систем за контрола. Софистицираните сензори ја следат работата на моторот со внатрешно согорување и го анализираат однесувањето на машината, врз основа на што се активира / деактивира електричниот мотор.
• Инвертер. Ова е конвертор на потребната енергија што доаѓа од батеријата во трифазен електричен мотор. Овој елемент исто така го дистрибуира товарот на различни јазли, во зависност од модификацијата на инсталацијата.
• Генератор. Без овој механизам, невозможно е да се наполни главната или дополнителната батерија. Како и кај конвенционалните автомобили, генераторот се напојува од моторот со внатрешно согорување.
• Системи за обновување на топлината. Повеќето современи хибриди се опремени со таков систем. „Собира“ дополнителна енергија од таквите компоненти на автомобилот како што се системот за сопирање и шасијата (кога автомобилот се движи, на пример, од рид, конверторот ја собира ослободената енергија во батеријата).

Со хибридните погонски единици може да се работи индивидуално или во парови.

Шеми на работа

Постојат неколку успешни хибриди. Постојат три главни:

• доследен;
• паралелно;
• сериско-паралелно.

Сериско коло

Во овој случај, моторот со внатрешно согорување се користи како генератор на електрична енергија за работа на електрични мотори. Всушност, бензинскиот или дизел моторот нема директна врска со преносот на автомобилот.

Овој систем овозможува инсталирање на мотори со мала моќност со мал волумен во моторниот простор. Нивната главна задача е да го возат генераторот на напон.

Овие возила често се опремени со систем за обновување, преку кој механичката и кинетичката енергија се претвораат во електрична струја за полнење на батеријата. Во зависност од големината на батеријата, автомобилот може да помине одредено растојание исклучиво на влечење на струја без употреба на мотор со внатрешно согорување.

Најпознатиот пример за оваа категорија хибриди е Шевролет Волт. Може да се полни како обичен електричен автомобил, но благодарение на бензинскиот мотор, опсегот е значително зголемен.

Паралелно коло

Во паралелни инсталации, моторот со внатрешно согорување и електричниот мотор работат во тандем. Задачата на електричниот мотор е да го намали товарот на главната единица, што доведува до значителни заштеди на гориво.

Ако моторот со внатрешно согорување е исклучен од менувачот, автомобилот е во состојба да помине одредено растојание од електричното влечење. Но, главната задача на електричниот дел е да обезбеди непречено забрзување на возилото. Главната енергетска единица во ваквите модификации е бензински (или дизел) мотор.

Кога автомобилот забавува или се движи од работата на моторот со внатрешно согорување, електричниот мотор делува како генератор за полнење на батеријата. Благодарение на моторот со согорување, на овие возила не им е потребна високонапонска батерија.

За разлика од секвенцијалните хибриди, овие единици имаат поголема потрошувачка на гориво, бидејќи електричниот мотор не се користи како посебна енергетска единица. Во некои модели, како што е BMW 350E iPerformance, електричниот мотор е интегриран во менувачот.

Карактеристика на оваа шема на работа е висок вртежен момент при ниски брзини на коленестото вратило.

Сериско-паралелно коло

Оваа шема е развиена од јапонски инженери. Се нарекува HSD (Hybrid Synergy Drive). Всушност, тој ги комбинира функциите на првите два вида на работа на електраната.

Кога автомобилот треба да започне или да вози полека во сообраќаен метеж, електричниот мотор се активира. За да заштедите енергија при голема брзина, поврзан е бензинец или дизел (во зависност од моделот на возилото).

Ако треба нагло да забрзате (на пример, кога престигнувате) или автомобилот вози по угорница, електраната работи во паралелен режим - електричниот мотор му помага на моторот со внатрешно согорување, што го намалува товарот на него, и, како резултат, ја заштедува потрошувачката на гориво.

Планетарното поврзување на мотор со внатрешно согорување на автомобил пренесува дел од моќноста на главниот пренос на менувачот, а делумно и на генераторот за полнење на батеријата или електричниот погон. Во таква шема, инсталирана е комплексна електроника што дистрибуира енергија според ситуацијата.

Најистакнатиот пример за хибрид со сериски паралелен погон е Тојота Приус. Сепак, некои модификации на познати модели од јапонско производство веќе добија такви инсталации. Пример за ова е Тојота Камри, Тојота Хајлендер Хибрид, Лексус ЛС 600ч. Оваа технологија беше купена и од некои американски концерни. На пример, развојот го најде својот пат во Ford Escape Hybrid.

Видови на хибридни агрегати

Сите хибридни погонски единици се класифицирани во три вида:

• мек хибрид;
• среден хибрид;
• полн хибрид.

Секој од нив има своја функција, како и уникатни карактеристики.

Микро хибриден погонски агрегат

Таквите електрани често се опремени со систем за обновување така што кинетичката енергија се претвора во електрична енергија и се враќа во батеријата.

Погонскиот механизам во нив е стартер (може да дејствува и како генератор). Нема електричен погон на тркала во такви инсталации. Шемата се користи со чести палења на моторот со внатрешно согорување.

Средно хибриден погонски агрегат

Таквите автомобили, исто така, не се движат поради електричниот мотор. Електричниот мотор во овој случај служи како асистент на главната енергетска единица кога товарот се зголемува.

Таквите системи се опремени и со систем за обновување, собирајќи бесплатна енергија назад во батеријата. Средните хибридни единици обезбедуваат поефикасен топлински мотор.

Целосен хибриден погонски агрегат

Во такви инсталации, постои генератор на висока моќност, кој го управува мотор со внатрешно согорување. Системот се активира при мали брзини на возило.

Ефективноста на системот се манифестира во присуство на функцијата "Start / Stop", кога автомобилот се движи бавно во сообраќаен метеж, но треба нагло да забрзате на семафорите. Карактеристика на целосната хибридна инсталација е можноста да се исклучи моторот со внатрешно согорување (спојката е исклучена) и да се вози електричен мотор.

Класификација по степен на електрификација

Во техничка документација или во име на модел на автомобил, може да бидат присутни следниве термини:

• микрохибрид;
• благ хибрид;
• целосен хибрид;
• хибриден приклучок.

Микрохибрид

Во такви автомобили, инсталиран е конвенционален мотор. Тие не се електрично управувани. Овие системи се опремени со функција за старт / стоп, или се опремени со регенеративен систем за сопирање (при сопирање, батеријата се полни).

Некои модели се опремени со двата система. Некои експерти веруваат дека ваквите возила не се сметаат за хибридни возила затоа што користат само бензинска или дизелска единица без интеграција во системот за електричен погон.

Благ хибрид

Таквите автомобили исто така не се движат поради електрична енергија. Тие исто така користат топлински мотор, како и во претходната категорија. Со еден исклучок - моторот со внатрешно согорување е поддржан од електрична инсталација.

Овие модели немаат замаец. Неговата функција ја извршува електричен стартер-генератор. Електричниот систем го зголемува повлекувањето на моторот со мала моќност при напорно забрзување.

Комплетен хибрид

Овие возила се возила што можат да поминат одредено растојание при влечење на струја. Во такви модели, може да се користи која било шема за поврзување споменати погоре.

Таквите хибриди не се полнат од електричната мрежа. Батеријата се полни со енергија од регенеративниот систем за сопирање и генераторот. Растојанието што може да се помине со едно полнење зависи од капацитетот на батеријата.

Хибридни додатоци

Таквите автомобили можат да функционираат како електрично возило или да работат од мотор со внатрешно согорување. Благодарение на комбинацијата на двете централи, се обезбедува пристојна потрошувачка на гориво.

Бидејќи е физички невозможно да се инсталира обемна батерија (во електрични возила го зазема местото на резервоарот за бензин), таков хибрид може да помине до 50 км со едно полнење без повторно полнење.

Предности и недостатоци на хибридните автомобили

Во моментов, хибридот може да се смета за преодна врска од топлински мотор до еколошки електричен аналог. Иако крајната цел сè уште не е постигната, благодарение на воведувањето на современи иновативни случувања, постои позитивен тренд во развојот на електричниот транспорт.

Бидејќи хибридите се преодна опција, тие имаат и позитивни и негативни поени. Плусите вклучуваат:

• Економија на гориво. Во зависност од работата на парот на напојување, овој индикатор може да се зголеми до 30% или повеќе.
• Полнење без употреба на електрична мрежа. Ова стана можно благодарение на системот за обновување на кинетичката енергија. Иако, целосно полнење не се случува, доколку инженерите можат да ја подобрат конверзијата, тогаш на електричните возила воопшто нема да им треба излез.
• Способност да се инсталира мотор со помал волумен и моќност.
• Електрониката е многу поекономична од механиката, тие дистрибуираат гориво.
• Моторот се прегрева помалку, а горивото се троши при возење во сообраќаен метеж.
• Комбинацијата на бензински / дизел и електрични мотори ви овозможува да продолжите да возите доколку батеријата со голема моќност е испразнета.
• Благодарение на работата на електромоторот, моторот со внатрешно согорување може да работи постабилно и помалку бучава.

Хибридните инсталации исто така имаат пристоен список на недостатоци:

• Батеријата станува неупотреблива побрзо поради големиот број циклуси на полнење / празнење (дури и во благи хибридни системи);
• Батеријата честопати е целосно испразнета;
• Делови за такви автомобили се прилично скапи;
• Само-поправка е скоро невозможна, бидејќи за ова е потребна софистицирана електронска опрема;
• Во споредба со моделите на бензин или дизел, хибридите чинат неколку илјади долари повеќе;
• Редовното одржување е поскапо;
• Комплексната електроника бара внимателно ракување, а грешките што се случуваат понекогаш можат да го прекинат долгото патување;
• Тешко е да се најде специјалист кој би можел правилно да ја прилагоди работата на електраните. Поради ова, мора да се прибегнете кон услугите на скапи професионални ателјеа;
• Батериите не толерираат значителни температурни флуктуации и самите се испразнуваат.
• И покрај еколошката пријатност при работа на електричен мотор, производството и отстранувањето на батериите е многу загадувачко.

За хибридите и електричните возила да станат вистински конкурент на моторите со внатрешно согорување, потребно е да се подобрат напојувањата (така што тие складираат повеќе енергија, но во исто време не се многу обемни), како и системите за брзо полнење без да им наштети на батеријата.

Прашања и одговори:

Што е хибридно возило? Ова е возило во кое повеќе од една енергетска единица се вклучени во неговото движење. Во основа, тоа е мешавина од електричен автомобил и автомобил со класичен мотор со внатрешно согорување.

Која е разликата помеѓу хибриден и конвенционален автомобил? Хибридниот автомобил ги има предностите на електричен автомобил (тивка работа на моторот и возење без користење гориво), но кога полнењето на батеријата паѓа, главната единица за напојување (бензин) се активира.