Τι Είναι το Υβριδικό Αυτοκίνητο; Τύποι, Σχήματα και Πώς Λειτουργεί

Το υβριδικό αυτοκίνητο συνδυάζει έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICE) με έναν ηλεκτρικό κινητήρα, με αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και μειωμένες εκπομπές ρύπων. Όσο πιο αποτελεσματικό είναι το υβριδικό σύστημα, τόσο πιο ισχυρές μπαταρίες απαιτεί — και, κατά συνέπεια, τόσο υψηλότερη η τιμή. Να όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το πώς λειτουργούν τα υβριδικά αυτοκίνητα και τι τα ξεχωρίζει.

Ήπια Υβριδικά vs. Πλήρη Υβριδικά: Ποια είναι η Διαφορά;

Ανάλογα με τον ρόλο που διαδραματίζει ο ηλεκτρικός κινητήρας στο σύστημα μεταφοράς ισχύος, τα υβριδικά χωρίζονται σε δύο κύριες κατηγορίες: ήπια και πλήρη.

• Τα ήπια υβριδικά χρησιμοποιούν τον ηλεκτρικό κινητήρα ως βοηθό του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ένα γνωστό παράδειγμα είναι το hatchback Honda Insight. Ο ηλεκτρικός κινητήρας βοηθά κατά την επιτάχυνση, αλλά δεν μπορεί να κινήσει το αυτοκίνητο μόνος του.
• Τα πλήρη υβριδικά μπορούν να διανύσουν μια συγκεκριμένη απόσταση αποκλειστικά με ηλεκτρική ενέργεια, χωρίς να λειτουργεί καθόλου ο κινητήρας εσωτερικής καύσης. Το Lexus RX 400h είναι ένα κλασικό παράδειγμα αυτού του τύπου.

Υπάρχει επίσης μια τρίτη, χαλαρά ορισμένη κατηγορία που ονομάζεται μερικές φορές μικρο-υβριδικά — ένας όρος μάρκετινγκ για οχήματα με σύστημα εκκίνησης/στάσης. Ωστόσο, πρόκειται ουσιαστικά για έναν προηγμένο γεννήτρια, όχι για αληθινή υβριδική διάταξη, καθώς κανένας ηλεκτρικός κινητήρας δεν μεταδίδει ροπή στους τροχούς.

Τα 3 Κύρια Σχήματα Υβριδικού Συστήματος Μεταφοράς Ισχύος

Τα υβριδικά συστήματα μεταφοράς ισχύος έρχονται σε τρεις βασικές διαμορφώσεις: σειριακή, παράλληλη και σειριακή-παράλληλη. Κάθε μία έχει διακριτά χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και τυπικές χρήσεις.

1. Σειριακό Υβριδικό

Το σειριακό υβριδικό είναι η παλαιότερη διαμόρφωση, που εφευρέθηκε το 1899 από τον Ferdinand Porsche. Σε αυτό το σχήμα:

• Οι τροχοί κινούνται αποκλειστικά από έναν ηλεκτρικό κινητήρα.
• Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης μικρής κυβικής περιστρέφει έναν γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρισμού — δεν κινεί ποτέ απευθείας τους τροχούς.
• Δεν απαιτείται παραδοσιακό κιβώτιο ταχυτήτων ή κινητήρας καύσης υψηλής απόδοσης.
• Απαιτούνται μπαταρίες μεγάλης χωρητικότητας (συνήθως νικελίου-μετάλλου υδριδίου).

Αυτό το σχήμα είναι λιγότερο συνηθισμένο στα επιβατικά αυτοκίνητα σήμερα, αλλά χρησιμοποιείται ευρέως σε φορτηγά λατομείων, λεωφορεία και ατμομηχανές.

2. Παράλληλο Υβριδικό

Κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1905 από τον Γερμανό μηχανικό Henri Pieper, το παράλληλο υβριδικό είναι μακράν η πιο διαδεδομένη διαμόρφωση σήμερα. Αποτελεί τη βάση σχεδόν όλων των ήπιων υβριδικών οχημάτων. Τα κύρια χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• Ένας ισχυρός ηλεκτρικός κινητήρας (συνήθως 10–15 kW) βοηθά τον κινητήρα εσωτερικής καύσης κατά την επιτάχυνση.
• Ο ηλεκτρικός κινητήρας ανακτά και αποθηκεύει επίσης ενέργεια μέσω της παλινδρομικής πέδησης.
• Χρησιμοποιείται συνήθως ένα CVT (Συνεχώς Μεταβλητή Μετάδοση) ή πλανητικό γρανάζι.
• Οι πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν μπαταρίες λιθίου-ιόντων ή λιθίου-πολυμερούς.
• Απαιτείται μικρότερη χωρητικότητα μπαταρίας σε σύγκριση με τα σειριακά υβριδικά, διατηρώντας χαμηλότερο κόστος.

Η Honda ακολούθησε μια μοναδική προσέγγιση εξοπλίζοντας το CR-Z gas-electric coupe της με ένα μηχανικό κιβώτιο έξι ταχυτήτων. Ορισμένοι κατασκευαστές αυτοκινήτων εξερευνούν επίσης υπερπυκνωτές, που μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλή παραγωγή ισχύος για σύντομα χρονικά διαστήματα, ως εναλλακτική στις συμβατικές μπαταρίες.

3. Σειριακό-Παράλληλο Υβριδικό

Η σειριακή-παράλληλη διαμόρφωση συνδυάζει στοιχεία και των δύο σχημάτων και αντιπροσωπεύεται καλύτερα από το Toyota Prius και τα μοντέλα Lexus με την ένδειξη «h», που λειτουργούν όλα με το ιδιόκτητο σύστημα HSD (Hybrid Synergy Drive) της Toyota.

Πώς λειτουργεί:

• Μια πλανητική μετάδοση επιτρέπει στον κινητήρα εσωτερικής καύσης και στον ηλεκτρικό κινητήρα να λειτουργούν μαζί ή ανεξάρτητα.
• Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης κινεί τους τροχούς ενώ ταυτόχρονα τροφοδοτεί έναν γεννήτρια.
• Δεν απαιτείται παραδοσιακό κιβώτιο ταχυτήτων — αντίθετα, τα ηλεκτρονικά του οχήματος ρυθμίζουν την ταχύτητα των κινητήρων και του γεννήτρια.
• Το αποτέλεσμα είναι ένα ECVT (Ηλεκτρονικά Συνεχώς Μεταβλητή Μετάδοση), που προσφέρει ομαλή και αποτελεσματική παροχή ισχύος.

Τι Είδους Κινητήρες Χρησιμοποιούν τα Υβριδικά Αυτοκίνητα;

Η συντριπτική πλειονότητα των υβριδικών οχημάτων χρησιμοποιεί κινητήρες βενζίνης, πολλοί από τους οποίους λειτουργούν στον κύκλο Atkinson — μια σχεδίαση με βραχύτερη διαδρομή συμπίεσης που βελτιώνει τη θερμική απόδοση και μειώνει τις εκπομπές. Αυτό κάνει τα υβριδικά βενζίνης-ηλεκτρισμού εξαιρετικά σε όρους οικονομίας καυσίμου και περιβαλλοντικής επίδρασης.

Γιατί λοιπόν τα ντίζελ-ηλεκτρικά υβριδικά δεν είναι πιο συνηθισμένα; Μερικοί βασικοί λόγοι:

• Η μεγαλύτερη αγορά υβριδικών — η Βόρεια Αμερική — είχε ιστορικά χαμηλή υιοθέτηση επιβατικών οχημάτων ντίζελ.
• Οι κινητήρες ντίζελ είναι πιο ακριβοί στην παραγωγή από τους κινητήρες βενζίνης, κάτι που θα ωθούσε ακόμη υψηλότερα το ήδη σημαντικό πριμ τιμής των υβριδικών.
• Οι κινητήρες βενζίνης-κύκλου Atkinson επιτυγχάνουν ήδη εξαιρετική απόδοση όταν συνδυάζονται με ηλεκτρικό κινητήρα.

Αυτό είναι μια μετάφραση. Μπορείτε να διαβάσετε το πρωτότυπο εδώ: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html