Гибрид унаа системасы деген эмне?

Жакында, электр унаалары популярдуулукка ээ болууда. Бирок, толук кандуу электр унааларында олуттуу кемчилик бар - кубаттоосуз кубаттуулуктун кичинекей запасы. Ушул себептен, көптөгөн алдыңкы автоунаа чыгаруучулар өзүлөрүнүн айрым үлгүлөрүн гибриддик агрегаттар менен жабдышууда.

Негизинен, гибриддик унаа бул негизги күйүүчү мотору ички күйүүчү кыймылдаткычы болгон унаа, бирок ал бир же бир нече электр кыймылдаткычы жана кошумча батареясы бар электр тутуму менен иштейт.

Бүгүнкү күндө гибриддердин бир нече категориялары колдонулат. Айрымдары ички күйүү кыймылдаткычына старт алганда гана жардам беришет, башкалары электр тарткычтын жардамы менен айдоого мүмкүнчүлүк алышат. Мындай электр станцияларынын өзгөчөлүктөрүн карап көрөлү: алардын айырмасы эмнеде, алар кандай иштешет, ошондой эле гибриддердин негизги оң жана терс жактары.

Гибриддик кыймылдаткычтардын тарыхы

Гибрид автоунааны (же классикалык автоунаа менен электромобилдин кесилишин) түзүү идеясы күйүүчү майдын баасынын көтөрүлүшү, унаага бөлүнүп чыккан зыяндуу газдардын стандарттарынын жогорулугу жана айдоочулук ыңгайлуулуктун таасири менен шартталган.

Аралаш электр станциясын иштеп чыгууну алгач Франциянын Parisienne de voitures electriques компаниясы колго алган. Бирок, биринчи иштей турган гибрид унаа Фердинанд Поршени жараткан. Lohner Electric Chaise электр станциясында, ички күйүүчү кыймылдаткыч электрдин генератору катары кызмат кылган, ал алдыңкы эки электр кыймылдаткычын иштеткен (түздөн-түз дөңгөлөктөргө орнотулган).

Унаа 1901-жылы коомчулукка тартууланган. Жалпысынан мындай унаалардын 300гө жакын нускасы сатылган. Модель өтө практикалык болуп чыкты, бирок аны өндүрүү кымбатка тургандыктан, мындай унаа катардагы айдоочуга жеткиликтүү боло алган жок. Анын үстүнө, ошол учурда дизайнер Генри Форд тарабынан иштелип чыккан арзан жана андан кем эмес практикалык унаа пайда болду.

Классикалык бензин энергоблоктору иштеп чыгуучуларды көптөгөн ондогон жылдар бою гибриддерди түзүү идеясынан баш тартууга аргасыз кылган. Жашыл транспортко болгон кызыгуу Америка Кошмо Штаттарынын электр транспортун илгерилетүү мыйзамынын кабыл алынышы менен көбөйдү. Ал 1960-жылы кабыл алынган.

Кокустан 1973-жылы дүйнөлүк мунай кризиси башталды. Эгерде АКШнын мыйзамдары өндүрүүчүлөрдү арзан экологиялык унааларды иштеп чыгуу жөнүндө ойлонууга үндөбөсө, анда аларды кризис аргасыз кылды.

Негизги принциби бүгүнкү күнгө чейин колдонулуп келе жаткан биринчи толук гибриддик система 1968-жылы TRW тарабынан иштелип чыккан. Концепцияга ылайык, электр кыймылдаткычы менен бирге, кичине ички күйүүчү кыймылдаткычты колдонууга мүмкүн болгон, бирок машинанын кубаты жоголбой, иш бир топ жылмакай болуп калган.

Толук кандуу гибрид унаанын мисалы GM 512 Hybrid. Аны электр кыймылдаткычы иштетип, унааны 17 км / саатка чейин ылдамдаткан. Ушул ылдамдыкта, ички күйүү кыймылдаткычы иштетилип, тутумдун өндүрүмдүүлүгүн жогорулатып, анын аркасында унаанын ылдамдыгы 21 км / саатка чейин жогорулаган. Эгер тезирээк барыш керек болсо, анда электр кыймылдаткычы өчүрүлүп, автоунаа бензин кыймылдаткычына илинип калган. Ылдамдыктын чеги 65 км / с болгон.

VW Taxi Hybrid, дагы бир ийгиликтүү гибрид унаа, 1973-жылы коомчулукка тааныштырылган.

Ушул кезге чейин автоунаа жасоочулар гибриддик жана электрдик тутумдарды классикалык ICEлерге салыштырмалуу атаандаштыкка жөндөмдүү деңгээлге жеткирүүгө аракет кылып жатышат. Али боло элек болсо дагы, көптөгөн окуялар аларды өнүктүрүүгө жумшалган миллиарддаган долларларды актаган.

Үчүнчү миң жылдыктын башталышы менен адамзат Toyota Prius аттуу жаңылыкты көрдү. Япониялык өндүрүүчүнүн ойлоп тапканы "гибрид унаа" түшүнүгүнүн синоними болуп калды. Көптөгөн заманбап өнүгүүлөр бул өнүгүүдөн алынган. Бүгүнкү күнгө чейин, сатып алуучуга өзү үчүн эң жакшы вариантты тандоого мүмкүндүк берген, курама орнотуулардын көп сандаган модификациясы түзүлдү.

Гибрид унаалар кандай иштейт

Гибриддик кыймылдаткычты толук электр унаасы менен чаташтырбаңыз. Айрым учурларда электр орнотуу иштери жүрөт. Мисалы, шаар режиминде, унаа тыгында турганда, ички күйүүчү кыймылдаткычтын колдонулушу кыймылдаткычтын ысып кетишине, ошондой эле абанын булганышынын көбөйүшүнө алып келет. Ушундай кырдаалда электр орнотуусу иштетилет.

Дизайн боюнча, гибрид төмөнкүлөрдөн турат:

• Негизги энергоблок. Бул бензин же дизель кыймылдаткычы.
• Электр кыймылдаткычы. Модификацияга жараша алардын бир нече болушу мүмкүн. Иш-аракет принциби боюнча, алар ар кандай болушу мүмкүн. Мисалы, кээ бирлери дөңгөлөктөр үчүн кошумча кыймылдаткыч катары колдонулушу мүмкүн, ал эми башкалары - машинаны бир жерден баштоодо кыймылдаткычтын жардамчысы.
• Кошумча батарея. Айрым унааларда анын кубаттуулугу аз, анын электр запасы кыска убакыттын ичинде электр орнотууну активдештирүүгө жетет. Башкаларында, бул батарейканын кубаттуулугу чоң, ошондуктан унаалар электр кубатынан эркин жылышат.
• Электрондук башкаруу тутуму. Татаал сенсорлор ички күйүүчү кыймылдаткычтын иштешин көзөмөлдөп, машинанын жүрүм-турумун талдайт, анын негизинде электр кыймылдаткычы иштетилет / өчүрүлөт.
• Inverter. Бул батареядан үч фазалуу электр кыймылдаткычына керектүү энергияны өткөргүч. Бул элемент ошондой эле орнотууну өзгөртүүгө жараша жүктү ар кандай түйүндөргө бөлүштүрөт.
• Генератор. Бул механизмсиз, негизги же кошумча батареяны кубаттоо мүмкүн эмес. Кадимки унаалардагыдай эле, генератор ички күйүүчү мотор менен иштейт.
• Жылуулукту калыбына келтирүү тутумдары. Көпчүлүк заманбап гибриддер ушундай система менен жабдылган. Ал тормоздоо тутуму жана шасси сыяктуу унаа тетиктеринен кошумча энергияны "чогултат" (унаа жээкте, мисалы, адырдан, конвертер бошотулган энергияны батареяга чогултат).

Гибриддик электр агрегаттары өзүнчө же эки-экиден иштетилиши мүмкүн.

Иштин схемалары

Бир нече ийгиликтүү гибриддер бар. Үч негизги нерсе бар:

• ырааттуу;
• параллель;
• катар-параллель.

Сериялык схема

Бул учурда, ички күйүүчү кыймылдаткыч электр кыймылдаткычтарынын иштеши үчүн электр энергиясын өндүрүүчү катары колдонулат. Чындыгында, бензин же дизель кыймылдаткычынын унаанын трансмиссиясы менен түздөн-түз байланышы жок.

Бул система кыймылдаткыч бөлүгүнө аз көлөмдөгү аз кубаттуу кыймылдаткычтарды орнотууга мүмкүндүк берет. Алардын негизги милдети - чыңалуу генераторун айдоо.

Бул унаалар көп учурда калыбына келтирүү тутуму менен жабдылган, ал аркылуу механикалык жана кинетикалык энергия батареяны кубаттоо үчүн электр тогуна айланат. Батарейканын көлөмүнө жараша, унаа белгилүү бир аралыкты электр күйгүзгүчүндө гана ички күйүүчү кыймылдаткычты колдонбостон басып өтө алат.

Бул категориядагы гибриддердин эң белгилүү мисалы - Chevrolet Volt. Бул кадимки электр машинасы сыяктуу заряддалышы мүмкүн, бирок бензин кыймылдаткычынын аркасы менен диапазон кыйла көбөйдү.

Параллель чынжыр

Параллель орнотууларда ички күйүүчү кыймылдаткыч жана электр кыймылдаткычы тандем менен иштешет. Электр кыймылдаткычынын милдети - негизги блоктун жүгүн азайтуу, бул күйүүчү майды кыйла үнөмдөөгө алып келет.

Эгерде ички күйүүчү кыймылдаткыч берүүдөн ажыратылса, унаа электр тартышынан бир аз аралыкты басып өтө алат. Бирок электр бөлүгүнүн негизги милдети - бул унаанын ылдамдашын камсыз кылуу. Мындай модификациядагы негизги кубаттуулук бензин (же дизель) кыймылдаткычы болуп саналат.

Автоунаа жайлаганда же ички күйүүчү кыймылдаткычтын кыймылынан чыкканда, электр кыймылдаткычы батарейканы кубаттоо үчүн генератордун милдетин аткарат. Күйүүчү кыймылдаткычтын жардамы менен бул унаалар жогорку чыңалуудагы батареяны талап кылбайт.

Кезектүү гибриддерден айырмаланып, бул агрегаттар күйүүчү майдын көбүрөөк керектелишине ээ, анткени электр кыймылдаткычы өзүнчө күч бирдиги катары колдонулбайт. Кээ бир моделдерде, мисалы, BMW 350E iPerformance, электр кыймылдаткычы редукторго киргизилген.

Иштин ушул схемасынын өзгөчөлүгү - ийилген валдын төмөнкү ылдамдыгындагы жогорку момент.

Сериялык-параллель чынжыр

Бул схема япон инженерлери тарабынан иштелип чыккан. Ал HSD (Hybrid Synergy Drive) деп аталат. Чындыгында, ал электр станциясынын иштешинин алгачкы эки түрүнүн функцияларын бириктирет.

Унаа тыгында бир аз жай кыймылдашы керек же кыймылдашы керек болсо, электр кыймылдаткычы иштей баштайт. Энергияны жогорку ылдамдыкта үнөмдөө үчүн бензин же дизель (унаа моделине жараша) кыймылдаткычы туташтырылат.

Эгер сиз кескин ылдамдатыңыз (мисалы, басып өткөндө) же унаа өйдөлүшкө чыгып бара жатса, анда ТЭЦ параллель режимде иштейт - электр кыймылдаткычы ички күйүүчү кыймылдаткычка жардам берет, бул ага жүктөмдү азайтып, натыйжада күйүүчү майдын чыгымдарын үнөмдөйт.

Автомобилдик ички күйүүчү кыймылдаткычтын планетардык туташуусу кубаттуулуктун бир бөлүгүн берүүнүн негизги тиштүү механизмине, ал эми бир бөлүгүн батарейканы же электр жетегин кубаттоо үчүн генераторго берет. Мындай схемада кырдаалга жараша энергияны бөлүштүрүүчү татаал электроника орнотулган.

Серия-параллель күч агрегаты бар гибриддин эң көрүнүктүү мисалы-Toyota Prius. Бирок, белгилүү япониялык моделдердин кээ бир модификациялары буга чейин мындай орнотууларды алышкан. Буга мисал Toyota Camry, Toyota Highlander Hybrid, Lexus LS 600h. Бул технологияны кээ бир америкалык концерндер дагы сатып алышкан. Мисалы, өнүгүү Ford Escape Hybrid жолун тапты.

Гибриддик агрегат түрлөрү

Бардык гибриддик электр агрегаттары үч түргө бөлүнөт:

• жумшак гибрид;
• орто гибрид;
• толук гибрид.

Алардын ар биринин өзгөчөлүктөрү менен катар өзүнүн функциялары бар.

Микро гибриддик кубаттуулук

Мындай электр станциялары көп учурда калыбына келтирүү тутуму менен жабдылгандыктан, кинетикалык энергия электр энергиясына айланып, батареяга кайтарылып берилет.

Алардагы кыймылдаткыч механизми - стартер (генератордун милдетин да аткара алат). Мындай установкаларда электр дөңгөлөгү жок. Схема ички күйүүчү кыймылдаткычтын тез-тез иштей башташында колдонулат.

Орточо гибриддик күч

Мындай унаалар дагы электр кыймылдаткычынан улам кыймылдабайт. Бул учурда электр кыймылдаткычы жүк көбөйгөндө негизги энергоблоктун жардамчысы болуп кызмат кылат.

Мындай тутумдар калыбына келтирүү тутуму менен жабдылган, аккумуляторго акысыз энергия топтойт. Орточо гибриддик блоктор жылуулук кыймылдаткычын кыйла натыйжалуу камсыз кылат.

Толугу менен гибриддик кубаттуу күч

Мындай орнотууларда, ички күйүүчү кыймылдаткычтын жардамы менен жүрүүчү, жогорку кубаттуулуктагы генератор бар. Тутум унаанын төмөн ылдамдыгында иштетилет.

Системанын эффективдүүлүгү "Старт / Стоп" функциясы болгондо, унаа тыгында жай кыймылдаганда билинет, бирок светофордо кескин ылдамдатуу керек. Толук гибриддик орнотуунун өзгөчөлүгү - ички күйүүчү кыймылдаткычты өчүрүп (муфтаны ажыратуу) жана электр кыймылдаткычын башкаруу.

Электрлештирүү даражасы боюнча классификация

Техникалык документтерде же автоунаанын моделинин атында төмөнкүдөй шарттар болушу мүмкүн:

• микрогибрид;
• жумшак гибрид;
• толук гибрид;
• плагин гибрид.

Microhybrid

Мындай унааларда кадимки кыймылдаткыч орнотулган. Алар электр менен айдалбайт. Бул тутумдар старт / токтотуу функциясы менен жабдылган, же калыбына келтирүүчү тормоз тутуму менен жабдылган (тормоздоодо, батарея заряддалат).

Айрым моделдер эки система менен тең жабдылган. Айрым адистер андай унаалар гибриддик унаа деп эсептелбейт деп эсептешет, анткени алар электр кыймылдаткыч тутумуна интеграцияланбастан бензин же дизелдик энергоблокту гана колдонушат.

Жумшак гибрид

Ошондой эле мындай унаалар электр кубатынан улам кыймылдабайт. Ошондой эле, мурунку категориядагыдай жылуулук кыймылдаткычын колдонушат. Бир гана эске албаганда, ички күйүү кыймылдаткычын электр орнотуусу колдойт.

Бул моделдерде маховик жок. Анын милдетин электр стартер-генератору аткарат. Электр тутуму катуу ылдамдануу учурунда аз кубаттуу кыймылдаткычтын чегинүүсүн көбөйтөт.

Толугу менен гибрид

Бул унаалар электр тартуу учурунда кандайдыр бир аралыкты басып өтүүгө жөндөмдүү унаалар деп түшүнүлөт. Мындай моделдерде жогоруда айтылган каалаган байланыш схемасын колдонсо болот.

Мындай гибриддер тармактан заряддалбайт. Батареяны калыбына келтирүүчү тормоздоо тутумунун жана генератордун энергиясы менен кубаттап турат. Бир жолу заряддоонун аралыгы батарейканын кубаттуулугуна жараша болот.

Гибрид плагиндер

Мындай унаалар электр унаасы катары иштей алат же ички күйүүчү кыймылдаткычта иштей алат. Эки электр станциясынын айкалышынан улам, отунду үнөмдүү пайдаланууга болот.

Көлөмдүү батарейканы орнотуу физикалык жактан мүмкүн болбогондуктан (электр унааларында ал газ куюлуучу цистернанын ордун ээлейт), мындай гибрид бир жолу заряддалып, кайра заряддалбастан 50 км аралыкты басып өтүшү мүмкүн.

Гибриддик автоунаалардын артыкчылыктары жана кемчиликтери

Учурда гибридди жылуулук кыймылдаткычынан экологиялык таза электр аналогуна өтүүчү звено деп эсептесе болот. Түпкү максатка жете элек болсок дагы, заманбап инновациялык иштеп чыгууларды киргизүүнүн аркасында электр транспортун өнүктүрүүдө оң тенденция байкалууда.

Гибриддер өткөөл вариант болгондуктан, алардын оң жана терс жактары бар. Плюс камтыйт:

• Күйүүчү майды үнөмдөө. Кубаттуулук түгөйүнүн иштешине жараша, бул көрсөткүч 30% га чейин же андан көпкө чейин өсүшү мүмкүн.
• Электр кубатын колдонбостон кубаттоо. Бул кинетикалык энергияны калыбына келтирүү тутумунун аркасында мүмкүн болду. Толугу менен кубатталбаса дагы, эгер инженерлер конверсияны жакшырта алса, анда электр унаалары розеткага таптакыр муктаж болбойт.
• Көлөмү жана кубаттуулугу аз моторду орнотуу мүмкүнчүлүгү.
• Электроника механикага караганда кыйла үнөмдүү, алар күйүүчү майды бөлүштүрүп беришет.
• Кыймылдаткыч аз ысыйт, тыгындарда айдаганда күйүүчү май сарпталат.
• Бензин / дизель жана электр кыймылдаткычтарынын айкалышы, жогорку кубаттуулуктагы батарея өчүп калса, айдоону улантууга мүмкүнчүлүк берет.
• Электр кыймылдаткычынын иштешинин натыйжасында, ички күйүүчү кыймылдаткыч туруктуу иштеп, ызы-чууну азайтат.

Гибриддик орнотууларда кемчиликтердин татыктуу тизмеси бар:

• Заряддоо / разряддоо циклдарынын көптүгүнөн (жада калса гибриддик тутумдарда) батарейка тезирээк жараксыз болуп калат;
• Батарея көбүнчө толугу менен түгөнөт;
• Мындай унаалардын тетиктери кыйла кымбат;
• Өзүн-өзү оңдоо дээрлик мүмкүн эмес, анткени бул татаал электрондук жабдууларды талап кылат;
• Гибриддер бензин же дизелдик моделдерге караганда бир нече миң долларга кымбат;
• Туруктуу тейлөө кымбатка турат;
• Комплекстүү электроника кылдаттык менен иштөөнү талап кылат жана орун алган каталар кээде узак жолду үзгүлтүккө учуратышы мүмкүн;
• Электр станцияларынын ишин туура жөнгө салган адисти табуу кыйын. Ушундан улам, сиз кымбат профессионалдык ательелердин кызматына кайрылууга аргасыз болосуз;
• Батареялар температуранын олуттуу өзгөрүшүнө жол бербейт жана өзүнөн-өзү заряддалат.
• Электр кыймылдаткычын эксплуатациялоо учурунда экологиялык тазалыкка карабастан, батарейкаларды өндүрүү жана утилдештирүү өтө булганган.

Ички күйүүчү кыймылдаткычтардын чыныгы атаандашына айлануу үчүн гибриддер жана электромобилдер үчүн электр энергиясын камсыздоону өркүндөтүү керек (алар көп энергия топтошу үчүн, бирок ошол эле учурда өтө көлөмдүү болбошу керек), ошондой эле батареяга зыян келтирбестен тез кубаттоо тутумдары.

Суроолор жана жооптор:

Гибриддик унаа деген эмне? Бул анын кыймылына бирден ашык энергоблок катышкан транспорт каражаты. Негизинен бул электромобилдин жана классикалык ички күйүүчү кыймылдаткычы бар унаанын аралашмасы.

Гибрид менен кадимки машинанын ортосунда кандай айырма бар? Гибриддик унаа электромобилдин артыкчылыктарына ээ (кыймылдаткычтын унчукпай иштөөсү жана күйүүчү май колдонбостон айдоо), бирок аккумулятордун заряды азайганда негизги энергоблок (бензин) ишке кирет.