Несколько слов о гибридах
О гибридных автомобилях опубликовано множество статей в прессе – электронной и бумажной, профессиональной и популярной, российской и зарубежной.
Казалось бы, о гибридах сказано все. Но появляются новые читатели, почему бы не повторить азы? Кто знает, тот пропустит, кто не знает – прочтет и спасибо скажет.
По конструкции гибридные автомобили можно поделить на три группы.
1.Последовательные гибриды. Здесь вращение колес автомобиля обеспечивает электродвигатель, который питается от электрогенератора. А тот приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Зарядка аккумуляторов и движение автомобиля происходят только в режиме работы ДВС. Это недостаток схемы.
2.Параллельные гибриды. В этой схеме колеса автомобиля получают вращение как от ДВС, так и от электродвигателя, питающегося от аккумулятора. К наиболее удачному образцу данной схемы относится гибрид Honda Civic. Основной недостаток такого решения в том, что двигатель не может одновременно вращать колеса и заряжать батарею.
3.Последовательно-парал¬лель¬ные гибриды. Здесь используется тяга либо электродвигателя, либо двигателя внутреннего сгорания с возможностью подзарядки батареи. Кроме того, в сложных режимах эксплуатации возможно объединение усилий бензинового и электрического двигателей. Такая схема реализована в автомобиле Toyota Prius.
Вернемся к последовательной схеме и вспомним отечественный автобус ЗИС-154. Это была необычная машина для своего времени. Автобус оснащался двумя двигателями – дизелем и электромотором. Первый вращал генератор, второй – ведущие колеса. Ни сцепления, ни каких-либо коробок передач не было. Тандем ДВС и электродвигателя обеспечивал автобусу плавное начало движения и удивительно комфортный ход. Для 1947 года – необычное и смелое решение.
Автобус ЗИС-154 был создан усилиями трех министерств – авиационной, автомобильной и электротехнической промышленности. И хотя он имел американский прототип, его можно считать первым нашим гибридом, выпускавшимся серийно. Всего было произведено 1165 таких автобусов.
Посмотрим на эту старую фотографию. Да, на ней автобус ЗИС-154. Где-то на дороге в сельской местности. Хорошо виден силовой агрегат в задней части – справа дизель, слева генератор. Судя по всему, мелкая поломка. И простые мужики-механики. Они справятся и с дизелем, и с генератором, и с электромотором. Справятся и поедут дальше.
И снова современность. Полистаем иностранную прессу. Западный мир намерен прощаться с ДВС. Путь к мобильности с нулевыми выбросами определен, пишут авторы зарубежных публикаций. Мы хотим встретить будущее в электромобилях, окруженных сетью зарядных станций, мечтают они.
Однако для приближения светлого экологичного будущего необходимо время и четкое понимание различий между гибридными и полностью электрическими системами. Электрификация требует систематизировать применяемые технологии. Только тогда можно будет представить мир бесшумных «безмоторных» (в английском оригинале – engineless) транспортных средств.
Согласно исследованию агентства Pwc, в 2030 году электромобили займут 44% европейского рынка, 20% – американского и около 50% – китайского. Это указывает на стремление азиатского гиганта стать самым большим игроком на рынке электромобильности.
Несколько автопроизводителей заявили о намерении эксклюзивно выпускать и продавать электромобили в ближайшие годы. Это утверждение можно понимать двояко. С одной стороны – как прощание с двигателями внутреннего сгорания; с другой – как запуск серии гибридных решений, в том числе и с ДВС. Чисто электрических моделей при этом будет выпущено немного.
А теперь давайте классифицировать «электрическую мобильность», предлагают авторы публикаций. Начнем с Mhev (Mild-hybrid electric vehicle). Это своеобразный пропуск в мир автомобильной электрификации. И одновременно катализатор их развития.
«Мягкие гибриды» – это меньшие размеры и относительная простота в сравнении с традиционными гибридными системами, что весьма привлекательно для потребителя. Они оснащаются ДВС, 12- или 28-вольтовыми батареями и маломощным электродвигателем, не способным самостоятельно перемещать автомобиль. Но зато Mhev обеспечивает рекуперацию и помогает ДВС при разгоне, снижая расход топлива и вредные выбросы.
Как правило, автомобили Mhev получают доступ в зоны ограниченного движения в крупных городах и освобождаются от уплаты налогов в некоторых регионах планеты.
Теперь рассмотрим гибриды Hev (Hybrid electric vehicle). Здесь электродвигатель работает совместно с ДВС, но при нажатии кнопки EV на приборной панели может крутить колеса самостоятельно, превращая гибрид в чистый электромобиль.
Электродвигатель здесь более эффективен в смысле экономичности и снижения эмиссии отработавших газов, но сама система дороже и занимает много места. Аккумуляторы подзаряжаются системами рекуперации энергии, а также ДВС.
Далее обратим взор на Phev (Plug-in hybrid electric vehicle). Это гибрид, заряжаемый, в том числе, с помощью розетки. Данный вариант означает более высокую степень электрификации, но и существенное увеличение стоимости транспортного средства. Тем не менее, десятки разных моделей Phev появляются на улицах городов.
Bev (Battery electric vehicle) – это транспортное средство без ДВС, приводимое в движение электродвигателем. Заряжается через розетки переменного тока и системой рекуперации энергии.
Нельзя не упомянуть и об Erev (Extended-range electric vehicles). Это электромобили с возможностью увеличения пробега. Они оснащаются небольшим двигателем внутреннего сгорания, который используется в качестве генератора при низком уровне заряда аккумулятора.
И, наконец, Fcev (Fuel-cell-electric vehicles), электромобили на водородных топливных элементах. Помимо отсутствия вредных выбросов, они обеспечивают больший пробег в сравнении с другими системами. Кроме того, заправка водородом происходит гораздо быстрее зарядки от розетки.
Но развитие Fcev сдерживает ограниченная сеть водородных заправок. Впрочем, вопрос этот постепенно решается.
Какая концепция победит в будущем? Время покажет.
