Гибридные автомобили

Гибридный автомобиль - это транспортное средство, использующее для привода ведущих колес более одного источника энергии.

Наибольшее распространение в конструкции современных гибридных автомобилей получили гибридные установки, сочетающие в себе электродвигатель и ДВС.

При этом, гибридный привод объединяет в себе все положительное от двух моторов: от ДВС - длительный запас хода на одной заправке топливом, от электродвигателя - больший КПД. Использование электродвигателя эффективно при режимах разгона и ускорения, когда присутствуют большие нагрузки, рывки, скорость движения постоянно меняется; ДВС целесообразно использовать на постоянных оборотах, характерных при установившихся режимах работы, при движении автомобиля с постоянной скоростью.

Гибридный Prius


В силу особенностей своей конструкции, гибридный привод обеспечивает автомобилю экологичность, поскольку снижает количество вредных выхлопов и расход топлива.

В гибридном приводе ДВС и электромотор работают в тесной связи друг с другом: ДВС вращает вал электрогенератора и тем самым питает электроэнергией электромотор. При торможении или движении накатом, электродвигатели получают вращение от колес и начинают работать в генераторном режиме, т.е. в режиме рекуперативного торможения, при этом выработанная электроэнергия заряжает батареи аккумуляторов. При городском цикле движения (движение в режиме частых разгонов и торможений) это позволяет снизить износ и повысить экономичность и экологичность автомобиля.

Гибридные автомобили сложны в конструктивном отношении, более дорогостоящие в ремонте и техническом обслуживании.

Накопителем электрической энергии гибридных автомобилей служат как аккумуляторные батареи, так и блоки батарей конденсаторов и суперконденсаторов (ионисторов).

Следует отметить, что такие накопители электрической энергии «не любят» низких температур и мороза, подвержены самозаряду, диапазон их рабочих температур невелик. Срок службы подобных батарей невелик, по сравнению с обычными автомобильными, составляет несколько лет.

Гибридные автомобили классифицируют по раду признаков: по степени гибридизации и по принципу взаимодействия топливной и электрической составляющих.

По степени гибридизации их подразделяют на « полные гибриды», «гибриды с подзарядкой», «умеренные гибриды».

«Полный гибрид» - это гибрид, который не потребляет топлива, а движется исключительно на электричестве.

«Гибриды с подзарядкой» - автомобили этой категории подзаряжаются из электросети, подсоединением штекера к розетке электропитания. При движении автомобиля, по мере разрядки батарей, задействуется ДВС и автомобиль «становится» обычным гибридом.

«Умеренный гибридный автомобиль» - при движении использует ДВС, а электродвигатель используется в случае необходимости дополнительной мощности.

По принципу взаимодействия топливной и электрической составляющих, гибридные приводы подразделяются на: последовательные, параллельный и последовательно- параллельный.

Последовательный гибридный привод-это наиболее простая конфигурация гибрида, заключается в следующем: ДВС применяется только для привода во вращение вала электрогенератора, вырабатываемая генератором электроэнергия заряжает аккумуляторные батареи и питает электродвигатель. При режиме рекуперативного торможения также происходит подзарядка блоков батарей. При последовательной схеме происходит преобразование энергии от механической в электрическую, от электрической обратно в механическую. На каждом этапе преобразования происходит потеря энергии. В такой схеме гибрида целесообразно использовать ДВС меньшей мощности, при этом КПД будет использован максимально. При отключении ДВС мощности электромотора и заряда батареи хватит для движения. Такая схема положительно зарекомендовала себя в условиях городского движения, для которого характерны частые остановки, ускорения, торможения (движения при существенных пульсирующих нагрузках). Используется такая гибридная схема в приводах автобусов, карьерных тягачах.

Батареи гибридного автомобиля


Параллельная схема гибридного привода автомобиля. При такой схеме ведущие колеса приводятся во вращение, как электромотором, так и ДВС. Электродвигатель должен работать в реверсивном (обратном) режиме работы. Согласование работы ДВС и электродвигателя производится компьютерной системой автомобиля. Крутящий момент, поступающий от двух видов двигателей (ДВС и электродвигателя), распределяется в зависимости от режима движения: при старте и ускорении электродвигатель «помогает» ДВС, при торможении и установившемся движении – электродвигатель работает в генераторном режиме, заряжает АКБ. В параллельных схемах гибридных автомобилей электродвигатель используется как дополнительный, а ДВС - основной. В связи с этим применяют АКБ меньшей емкости и мощности по сравнению с последовательной схемой гибридов. Эти гибриды эффективнее использовать на трассах, шоссе и прямолинейных участках дороги, они не эффективны в городском режиме эксплуатации.

Последовательно- параллельная схема гибридов: в конструкцию параллельного гибридного автомобиля добавлен генератор и планетарный механизм (делитель мощности). Это дает возможность автомобилю трогаться с места и двигаться на малых скоростях исключительно на электротяге, ДВС подключается только на больших скоростях, при установившемся характере движения на постоянных оборотах двигателя. При движении под гору, ускорении (при существенных нагрузках) электромотор дополнительно подпитывается от АКБ, иными словами, начинает работать как параллельный. Электродвигатель применяется для привода колес в движение и рекуперативного торможения. Планетарный механизм передает и перераспределяет часть мощности ДВС на приводные колеса, а часть - на генератор, который или заряжает АКБ или питает электродвигатель. Компьютерная система оптимизирует и регулирует подачу мощности от ДВС и электромотора при любых режимах движения. В этом гибриде электродвигатель работает большую часть времени, а ДВС используется при наиболее нагруженных режимах эксплуатации, поэтому мощность ДВС может быть ниже, чем параллельной схеме гибрида.

Технологии по созданию гибридных автомобилей следует считать промежуточным этапом на пути к экологически чистым технологически совершенным автомобилям без загрязняющих атмосферу выхлопов. Они дают возможность к созданию и отработке ключевых компонентов - емких и долговечных накопителей энергии, новых мощных и компактных электродвигателей, новых облегченных кузовов, прочее.

Похожие статьи:

Комментарии

  • Комментарии не найдены

Оставьте свой комментарий

0 / 300 Ограничение символов
Ваш текст должен быть в пределах 8-300 символов
правилами и условиями.
Гибридные автомобили - Автомобильный журнал - Rulevo.com 5 5 1 15