Шта је хибридни систем возила?

У последње време електрична возила стичу популарност. Међутим, пуноправна електрична возила имају значајан недостатак - малу резерву снаге без пуњења. Из тог разлога, многи водећи произвођачи аутомобила неке своје моделе опремају хибридним јединицама.

У основи, хибридни аутомобил је возило чији је главни погон мотор са унутрашњим сагоревањем, али га покреће електрични систем са једним или више електромотора и додатном батеријом.

Данас се користи неколико категорија хибрида. Неки помажу мотору са унутрашњим сагоревањем само у старту, други омогућавају вожњу електричном вучом. Размотрите карактеристике таквих електрана: која је њихова разлика, како раде, као и главне предности и недостатке хибрида.

Историја хибридних мотора

Идеја о стварању хибридног аутомобила (или мешавине између класичног аутомобила и електричног аутомобила) настала је због пораста цена горива, строжих стандарда за емисију штетних гасова и обезбеђивања веће удобности у вожњи возила.

Развој мешовите електране први је предузела француска компанија Парисиенне де воитурес елецтрикуес. Међутим, први изводљиви хибридни аутомобил било је стварање Фердинанда Порсцхеа. У електрани Лохнер Елецтриц Цхаисе, мотор са унутрашњим сагоревањем служио је као генератор електричне енергије, који је напајао предња два електромотора (постављена директно на точкове).

Возило је јавности представљено 1901. године. Укупно је продато око 300 примерака таквих аутомобила. Показало се да је модел врло практичан, али скуп за производњу, па такво возило не може бити приступачно за обичног аутомобилисту. Штавише, у то време се појавио јефтинији и не мање практичан аутомобил који је развио дизајнер Хенри Форд.

Класични бензински погони приморали су програмере да напусте идеју стварања хибрида током многих деценија. Интерес за зелени превоз је порастао усвајањем америчког Закона о промоцији електричних возила. Усвојен је 1960.

Случајно је 1973. године избила светска нафтна криза. Ако амерички закони нису подстакли произвођаче да размишљају о развоју приступачних еколошких аутомобила, онда их је криза на то натерала.

Први потпуно хибридни систем, чији се основни принцип и данас користи, ТРВ је развио 1968. године. Према концепту, заједно са електромотором, било је могуће користити мањи мотор са унутрашњим сагоревањем, али истовремено снага машине није изгубљена, а рад је постао много глађи.

Пример пуноправног хибридног возила је ГМ 512 Хибрид. Покретао га је електрични мотор који је убрзавао возило до 17 км / х. При овој брзини активирао се мотор са унутрашњим сагоревањем, побољшавајући перформансе система, због чега се брзина аутомобила повећала на 21 км / х. Ако је било потребе да се иде брже, електромотор се искључио, а аутомобил је убрзао већ на бензинском мотору. Ограничење брзине је било 65 км / х.

ВВ Таки Хибрид, још један успешан хибридни аутомобил, представљен је јавности 1973. године.

До сада произвођачи аутомобила покушавају хибридне и потпуно електричне системе довести на ниво који би их учинио конкурентним у поређењу са класичним ИЦЕ-има. Иако се то још није догодило, многи догађаји су оправдали милијарде долара потрошене на њихов развој.

Почетком трећег миленијума човечанство је угледало новину која се зове Тоиота Приус. Идеја јапанског произвођача постала је синоним за концепт "хибридног аутомобила". Многа савремена достигнућа су позајмљена из овог развоја. До данас је направљен велики број модификација комбинираних инсталација, што омогућава купцу да одабере најбољу опцију за себе.

Како функционишу хибридна возила

Не бркајте хибридни мотор са потпуно електричним возилом. У неким случајевима је укључена електрична инсталација. На пример, у урбаном режиму, када је аутомобил у гужви, употреба мотора са унутрашњим сагоревањем доводи до прегревања мотора, као и до повећаног загађења ваздуха. У таквим ситуацијама се активира електрична инсталација.

Дизајн, хибрид се састоји од:

• Главна јединица напајања. То је бензински или дизел мотор.
• Електрични мотор. Може их бити неколико, у зависности од модификације. По принципу деловања они такође могу бити различити. На пример, неки се могу користити као додатни погон за точкове, а други као помоћник мотору приликом покретања аутомобила са места.
• Додатна батерија. У неким аутомобилима има мали капацитет чија је енергетска резерва довољна за краткотрајно активирање електричне инсталације. У другима, ова батерија има велики капацитет тако да се возила могу слободно кретати од електричне енергије.
• Електронски систем управљања. Софистицирани сензори надгледају рад мотора са унутрашњим сагоревањем и анализирају понашање машине, на основу чега се електромотор активира / деактивира.
• Инвертер. Ово је претварач потребне енергије која долази из батерије у трофазни електромотор. Овај елемент такође дистрибуира оптерећење на различите чворове, у зависности од модификације инсталације.
• Генератор. Без овог механизма немогуће је напунити главну или додатну батерију. Као и у конвенционалним аутомобилима, генератор се напаја мотором са унутрашњим сагоревањем.
• Системи рекуперације топлоте. Већина модерних хибрида опремљена је таквим системом. Додатну енергију „сакупља“ од таквих компоненти аутомобила као што су кочиони систем и шасија (када се аутомобил вози, на пример, са брда, претварач сакупља ослобођену енергију у батерију).

Хибридним погонима се може управљати појединачно или у паровима.

Шеме рада

Постоји неколико успешних хибрида. Три су главна:

• доследан;
• паралелно;
• серијско-паралелни.

Серијски круг

У овом случају, мотор са унутрашњим сагоревањем користи се као генератор електричне енергије за рад електромотора. У ствари, бензински или дизел мотор нема директну везу са мењачем аутомобила.

Овај систем омогућава уградњу мотора мале снаге са малом запремином у моторни простор. Њихов главни задатак је погон генератора напона.

Ова возила су често опремљена системом за рекуперацију, помоћу којег се механичка и кинетичка енергија претвара у електричну струју ради пуњења батерије. У зависности од величине батерије, аутомобил може прећи одређено растојање искључиво на електричну вучу без употребе мотора са унутрашњим сагоревањем.

Најпознатији пример ове категорије хибрида је Цхевролет Волт. Може се пунити као обичан електрични аутомобил, али захваљујући бензинском мотору, домет се значајно повећава.

Паралелни круг

У паралелним инсталацијама, мотор са унутрашњим сагоревањем и електромотор раде заједно. Задатак електромотора је да смањи оптерећење главне јединице, што доводи до значајне уштеде горива.

Ако је мотор са унутрашњим сагоревањем одспојен од мењача, аутомобил је у стању да пређе одређено растојање од електричне вуче. Али главни задатак електричног дела је да обезбеди несметано убрзање возила. Главна погонска јединица у таквим модификацијама је бензински (или дизел) мотор.

Када аутомобил успори или се помери из рада мотора са унутрашњим сагоревањем, електромотор делује као генератор за пуњење батерије. Захваљујући мотору са унутрашњим сагоревањем, за ова возила није потребна високонапонска батерија.

За разлику од секвенцијалних хибрида, ове јединице имају већу потрошњу горива, јер се електромотор не користи као засебна погонска јединица. У неким моделима, као што је БМВ 350Е иПерформанце, електромотор је интегрисан у мењач.

Карактеристика ове шеме рада је велики обртни моменат при малим брзинама радилице.

Серијско-паралелни круг

Ово коло су развили јапански инжењери. Зове се ХСД (Хибрид Синерги Дриве). У ствари, он комбинује функције прва два типа рада електране.

Када аутомобил треба да се покрене или полако креће у гужви, електромотор се активира. Да би се уштедела енергија при великим брзинама, повезан је бензински или дизел (у зависности од модела возила) мотор.

Ако требате нагло да убрзате (на пример, при претицању) или се аутомобил вози узбрдо, електрана ради паралелно - електромотор помаже мотору са унутрашњим сагоревањем, што смањује оптерећење на њему и, као резултат тога, штеди потрошњу горива.

Планетарна веза аутомобилског мотора са унутрашњим сагоревањем преноси део снаге на главни преносник, а делимично на генератор за пуњење батерије или електричног погона. У таквој шеми уграђена је сложена електроника која дистрибуира енергију у складу са ситуацијом.

Најистакнутији пример хибрида са серијским паралелним погоном је Тоиота Приус. Међутим, неке модификације познатих модела јапанске производње већ су добиле такве инсталације. Пример за то су Тоиота Цамри, Тоиота Хигхландер Хибрид, Лекус ЛС 600х. Ову технологију су купили и неки амерички концерни. На пример, развој је пронашао свој пут до Форд Есцапе Хибрид.

Хибридни типови агрегата

Сви хибридни погонски системи су класификовани у три врсте:

• мекани хибрид;
• средњи хибрид;
• пуни хибрид.

Свака од њих има своју функцију, као и јединствене карактеристике.

Микро хибридни погонски систем

Такве електране су често опремљене системом за рекуперацију тако да се кинетичка енергија претвара у електричну енергију и враћа у батерију.

Погонски механизам у њима је покретач (може да делује и као генератор). У таквим инсталацијама нема електричног погона на точкове. Шема се користи код честих покретања мотора са унутрашњим сагоревањем.

Средње хибридни погонски склоп

Такви аутомобили се такође не крећу због електромотора. Електрични мотор у овом случају служи као помоћник главној погонској јединици када се оптерећење повећава.

Такви системи су такође опремљени системом за рекуперацију, сакупљајући слободну енергију назад у батерију. Средње хибридне јединице пружају ефикасније грејање.

Потпуно хибридни погонски систем

У таквим инсталацијама постоји генератор велике снаге који покреће мотор са унутрашњим сагоревањем. Систем се активира при малим брзинама возила.

Ефикасност система се манифестује у присуству функције "Старт / Стоп", када се аутомобил споро креће у гужви, али на семафорима треба нагло убрзати. Карактеристика потпуне хибридне инсталације је могућност искључивања мотора са унутрашњим сагоревањем (квачило је искључено) и управљања електричним мотором.

Класификација по степену електрификације

У техничкој документацији или на име модела аутомобила могу бити присутни следећи изрази:

• микрохибрид;
• благи хибрид;
• комплетан хибрид;
• плуг-ин хибрид.

Микрохибрид

У таквим аутомобилима уграђен је конвенционални мотор. Нису на електрични погон. Ови системи су или опремљени функцијом старт / стоп или су опремљени системом регенеративног кочења (при кочењу се батерија поново пуни).

Неки модели су опремљени са оба система. Неки стручњаци верују да се таква возила не сматрају хибридним возилима, јер користе само бензинске или дизел агрегате без интеграције у систем електричног погона.

Благи хибрид

Такви аутомобили се такође не крећу због струје. Такође користе топлотни мотор, као у претходној категорији. Са једним изузетком - мотор са унутрашњим сагоревањем подржан је електричном инсталацијом.

Ови модели немају замајац. Његову функцију врши електрични покретач-генератор. Електрични систем повећава одбој мотора мале снаге током наглог убрзања.

Комплетан хибрид

Ова возила се схватају као возила способна да пређу одређену удаљеност на електричној вучи. У таквим моделима може се користити било која горе наведена шема повезивања.

Такви хибриди се не наплаћују из мреже. Батерија се пуни енергијом из регенеративног кочног система и генератора. Удаљеност коју можете прећи једним пуњењем зависи од капацитета батерије.

Хибридни додаци

Такви аутомобили могу функционисати као електрично возило или радити на мотору са унутрашњим сагоревањем. Захваљујући комбинацији две електране, обезбеђена је пристојна економичност горива.

Будући да је физички немогуће инсталирати обимну батерију (у електричним возилима она заузима место резервоара за бензин), такав хибрид може прећи до 50 км једним пуњењем без поновног пуњења.

Предности и недостаци хибридних аутомобила

Тренутно се хибрид може сматрати прелазном везом од топлотног мотора до еколошког електричног аналога. Иако крајњи циљ још није постигнут, захваљујући увођењу модерних иновативних достигнућа, постоји позитиван тренд у развоју електричног транспорта.

Пошто су хибриди прелазна опција, они имају и позитивне и негативне поене. Плусеви укључују:

• Економија заснована на гориву. У зависности од рада енергетског пара, овај индикатор може да се повећа и до 30% или више.
• Пуњење без употребе мреже. То је постало могуће захваљујући систему рекуперације кинетичке енергије. Иако се потпуно пуњење не догађа, ако инжењери могу побољшати конверзију, електричним возилима уопште неће требати утичница.
• Могућност уградње мотора мање запремине и снаге.
• Електроника је много економичнија од механике, она дистрибуира гориво.
• Мотор се мање прегрева, а гориво се троши током вожње у гужви.
• Комбинација бензинских / дизел и електричних мотора омогућава вам да наставите да возите ако је батерија велике снаге празна.
• Захваљујући раду електричног мотора, мотор са унутрашњим сагоревањем може радити стабилније и мање буке.

Хибридне инсталације такође имају пристојну листу недостатака:

• Батерија постаје брже неупотребљива због великог броја циклуса пуњења / пражњења (чак и у благим хибридним системима);
• Батерија се често потпуно испразни;
• Делови за такве аутомобиле су прилично скупи;
• Самопоправка је готово немогућа, јер је за то потребна софистицирана електронска опрема;
• У поређењу са бензинским или дизел моделима, хибриди коштају неколико хиљада долара више;
• Редовно одржавање је скупље;
• Сложена електроника захтева пажљиво руковање, а грешке које се појаве понекад могу прекинути дуго путовање;
• Тешко је пронаћи стручњака који би могао правилно да прилагоди рад електрана. Због тога морате да прибегнете услугама скупих професионалних атељеа;
• Батерије не подносе значајна колебања температуре и саме се празне.
• Упркос еколошкој прихватљивости током рада електричног мотора, производња и одлагање батерија веома загађује.

Да би хибриди и електрична возила постали прави конкурент моторима са унутрашњим сагоревањем, потребно је побољшати напајање (тако да складиште више енергије, али истовремено нису превише обимни), као и системе за брзо пуњење без оштећења батерије.

Питања и одговори:

Шта је хибридно возило? Ово је возило у коме је више од једне погонске јединице укључено у његово кретање. У основи је мешавина електричног аутомобила и аутомобила са класичним мотором са унутрашњим сагоревањем.

Koja je razlika između hibridnog i konvencionalnog automobila? Хибридни аутомобил има предности електричног аутомобила (тихи рад мотора и вожња без употребе горива), али када се батерија опадне, активира се главни агрегат (бензин).