Какво е хибридна кола? Видове, схеми и как работят

Хибридната кола комбинира двигател с вътрешно горене (ДВГ) с електродвигател, което води до по-ниска консумация на гориво и намалени емисии на отработени газове. Колкото по-ефективна е хибридната система, толкова по-мощни батерии изисква — и съответно, толкова по-висока е цената. Ето всичко, което трябва да знаете за това как работят хибридните автомобили и какво ги отличава.

Леки хибриди срещу пълни хибриди: каква е разликата?

В зависимост от ролята, която електродвигателят играе в задвижващата система, хибридите се делят на две основни категории: леки и пълни.

• Леките хибриди използват електродвигателя като помощник на двигателя с вътрешно горене. Добре познат пример е хечбекът Honda Insight. Електродвигателят подпомага при ускорение, но не може да задвижва автомобила самостоятелно.
• Пълните хибриди могат да изминат определено разстояние само на електрическа енергия, без ДВГ да работи изобщо. Lexus RX 400h е класически пример за този тип.

Съществува и трета, свободно дефинирана категория, понякога наричана микрохибриди — маркетингов термин, използван за описание на превозни средства със система старт/стоп. Това обаче е по същество само усъвършенстван генератор, а не истинска хибридна конфигурация, тъй като никой електродвигател не предава въртящ момент към колелата.

3-те основни схеми на хибридното задвижване

Хибридните задвижвания се предлагат в три основни конфигурации: серийна, паралелна и серийно-паралелна. Всяка има отличителни характеристики, предимства и типични приложения.

1. Серийна хибридна схема

Серийната хибридна схема е най-старата конфигурация, изобретена през 1899 г. от Фердинанд Порше. При тази схема:

• Колелата се задвижват изцяло от електродвигател.
• Малообемен ДВГ завърта генератор за производство на електричество — той никога не задвижва директно колелата.
• Не е необходима традиционна скоростна кутия или мощен бензинов двигател.
• Необходими са батерии с голям капацитет (обикновено никел-метал-хидридни).

Тази схема е по-рядко срещана при леките автомобили днес, но широко се използва в самосвали за кариери, автобуси и локомотиви.

2. Паралелна хибридна схема

Патентована през 1905 г. от германския инженер Анри Пиепер, паралелната хибридна схема е най-широко използваната конфигурация днес. Тя е в основата на почти всички леки хибридни автомобили. Основните характеристики включват:

• Мощен електродвигател (обикновено 10–15 kW) подпомага ДВГ при ускорение.
• Електродвигателят също така рекуперира и съхранява енергия чрез регенеративно спиране.
• Обикновено се използва CVT (безстепенна трансмисия) или планетарна предавка.
• Захранващите източници включват литиево-йонни или литиево-полимерни батерии.
• Необходим е по-малък капацитет на батерията в сравнение със серийните хибриди, което намалява разходите.

Honda избра уникален подход, оборудвайки своето CR-Z газово-електрическо купе с шестстепенна механична скоростна кутия. Някои автопроизводители също изследват суперкондензатори, които могат да осигурят много висока мощност за кратки периоди, като алтернатива на конвенционалните батерии.

3. Серийно-паралелна хибридна схема

Серийно-паралелната конфигурация комбинира елементи от двете схеми и е най-добре илюстрирана от Toyota Prius и моделите Lexus с обозначението „h”, всички задвижвани от патентованата система на Toyota HSD (Hybrid Synergy Drive).

Как работи:

• Планетарна трансмисия позволява на ДВГ и електродвигателя да работят заедно или независимо.
• ДВГ задвижва колелата, като едновременно захранва генератор.
• Не е необходима традиционна скоростна кутия — вместо това бордовата електроника регулира скоростта на електродвигателите и генератора.
• Резултатът е ECVT (Електро-безстепенна трансмисия), осигуряваща плавно и ефективно предаване на мощността.

Какви двигатели използват хибридните автомобили?

Огромното мнозинство от хибридните превозни средства използват бензинови двигатели, много от които работят по цикъла на Аткинсон — конструкция с по-кратък ход на сгъстяване, която подобрява топлинната ефективност и намалява емисиите. Това прави бензино-електрическите хибриди отлични изпълнители по отношение както на разхода на гориво, така и на въздействието върху околната среда.

Защо тогава дизелово-електрическите хибриди не са по-разпространени? Няколко ключови причини:

• Най-големият хибриден пазар — Северна Америка — исторически е имал ниско разпространение на дизелови леки автомобили.
• Дизеловите двигатели са по-скъпи за производство от бензиновите, което би увеличило допълнително и без това значителната ценова премия на хибридите.
• Бензиновите двигатели с цикъл на Аткинсон вече постигат отлична ефективност в комбинация с електродвигател.

Това е превод. Можете да прочетете оригинала тук: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html