Последовательные гибриды на каких авто

Всё о гибридах: как они устроены и какими бывают

Гибридные автомобили уже перестали вызывать удивление на улицах, но их конструкция до сих пор является для многих загадкой

Ответить на вопрос об устройстве современного гибрида одновременно и просто, и сложно. В общем понимании, это автомобиль, силовая установка которого состоит из электромотора и двигателя внутреннего сгорания, которые так или иначе совместными усилиями вращают колёса. Этого достаточно, чтобы объяснить любому непосвящённому, что значит загадочное слово Hybrid на кузове обычной с виду машины. Но стоит копнуть глубже — и голова идёт кругом от того, какое количество технических решений и вариантов компоновок наворотили создатели современных гибридов! Запутаться в обилии терминов и инженерных решений проще простого, но в нашем материале мы разобрались, какими вообще бывают гибриды и как они все устроены. Первый критерий, по которому можно разделить все гибридные автомобили, — насколько развита их способность двигаться на электротяге.

Микрогибриды — простейшая форма гибридной жизни

Самая примитивная форма гибридизации — это продвинутая версия системы «старт-стоп». Здесь никакие электромоторы не толкают автомобиль вперёд, и гибридной такая технология является достаточно условно, поэтому сразу выделим микрогибриды в особую категорию вне всяких классификаций. В таких автомобилях специальный мощный стартер способен не только раскручивать двигатель для запуска, но и работать как генератор при рекуперативном торможении. Собираем «бесплатное» электричество — экономим на паразитной нагрузке ДВС (у которого нет необходимости вырабатывать бортовое электричество в дополнение к основным тяговым обязанностям), а значит и расходе топлива. Подобранная буквально с дороги и сохранённая в усиленной батарее и/или специальном накопителе электроэнергия идёт потом на перезапуск двигателя внутреннего сгорания при работе системы «старт-стоп», питание климатической установки, электроприводов, светотехники и других бортовых устройств, а сэкономленное на этом топливо — на дополнительные километры пробега. Подобные технологии используют многие производители: это i-ELOOP от Mazda, e-HDI от Peugeot, Blue Drive от Hyundai и другие.
Производители заявляют, что микрогибридная технология позволяет экономить до 10-15% топлива

Высшая степень электрификации: гибриды типа plug-in

Но настоящие, полноценные гибриды всё-таки способны на большее, как с точки зрения экономии топлива, так и в плане тяговых возможностей. Всё потому, что их электродвигатели не только собирают электроэнергию в роли генераторов для зарядки батарей, но и вращают колёса совместно с двигателем внутреннего сгорания. Только делают это по-разному. Самые совершенные конструкции обеспечивают возможность двигаться как с помощью совместных усилий ДВС и электромотора, так и на чистой электротяге, причём достаточно продолжительное время. Для этого их батарея имеет увеличенный объём, электромотор — высокую мощность (70-100 л.с. и выше), а наряду с лючком бензобака в кузове имеется и порт для подключения электрического шнура для зарядки от обычной розетки. Это решение получило общераспространённое обозначение plug-in (плаг-ин) и по своей сути представляет собой промежуточное звено между традиционными автомобилями и электрическими

Всё потому, что благодаря в разы более объёмной, чем у обычных гибридов, батарее «плагины» могут преодолевать на электротяге без единой вспышки в цилиндрах ДВС до 50 километров. Это вполне приличная по городским меркам дистанция, безвредно для окружающей среды повторять которую можно снова и снова при условии регулярной «дозаправки» батарей из розетки. Но усреднённый показатель с учётом условий движения и разницы в технических характеристиках — около 25-30 км. Что тоже, впрочем, немало. Ведь способность полноценно передвигаться на электричестве в коротких городских поездках является серьёзным конкурентным преимуществом перед другими, более простыми гибридами, которые едва ли доедут на электротяге до следующего светофора!

Меньшая степень электрификации: полные и умеренные гибриды

Гибридные автомобили, которые не умеют заряжаться от розетки, также делятся на подвиды: это полные и так называемые умеренные (mild в англоязычных источниках). Первые благодаря большему объёму батарей, большей мощности электромотора способны двигаться исключительно на электротяге обычно в пределах 2-4 километров, а вторые используют слабенький электромотор только в качестве помощника для ДВС и «на батарейках» (ввиду их скромного объёма и общей примитивной конструкции системы) не способны проехать и метра. При этом умеренные гибриды запасают энергию только посредством рекуперативного торможения, а полные ещё и с помощью двигателя внутреннего сгорания, соединённого, как правило, с отдельным генератором.
Типичный представитель класса умеренных гибридов — Honda Civic Hybrid, CR-Z и все остальные «Хонды», использующие фирменную технологию IMA (Integrated Motor Assist). Умеренными гибридами также являются американцы Buick LaCrosse, Chevrolet Malibu и Impala, BMW ActiveHybrid 7. А ещё умеренным гибридом является… гиперкар Ferrari LaFerrari! Ему ни к чему чистая электрическая тяга, а вот дополнительная мощность в 163 л.с. в дополнение к бензиновым 800 будет очень кстати!
Идеологически умеренные гибриды ближе к классу микрогибридов и часто понимаются как единое целое. Хотя различие между ними всё же есть: в отличие от умеренных, микрогибриды неспособны поддержать бензиновый двигатель своей тягой. Полные же гибриды концептуально стремятся к классу «плагинов» и кратковременно способны произвести на неподготовленного человека примерно такое же впечатление — могут ведь ехать бесшумно! Однако реальное использование чётко обозначает пропасть между потребительскими качествами первых и вторых, если, конечно, использовать преимущество зарядки от розетки гибрида типа plug-in.
Все гибриды также делятся на подвиды в зависимости от того, какой двигатель непосредственно вращает колёса. Здесь мы переходим ко второму основному критерию классификации гибридных машин — компоновке.
Умеренные гибриды ещё и едут более чем умеренно, так как электродвигатели там применяются слабые (10-20 кВт), максимальный запас электроэнергии ничтожен, а масса выше, чем у не гибридных версий той же модели. Впрочем, то же самое, только в чуть меньшей степени, можно сказать и про большинство полных гибридов. Взять хотя бы наши впечатления от теста гибридного Nissan Pathfinder нового поколения

Компоновка: последовательные гибриды

В случае, когда двигатель внутреннего сгорания в принципе не вращает колёса механическим способом, гибрид представляет собой по сути электромобиль с бортовым генератором электричества, роль которого и исполняет ДВС. Такие гибриды принято именовать последовательными. Эта схема отличается простотой, так как нет необходимости сооружать сложную трансмиссию — электромоторы вращают колёса через единственную главную передачу, которая служит для формирования нужного крутящего момента. Но класс последовательных гибридов сегодня представлен единичными моделями, так как эффективность подобного решения неоднозначна. Ведь энергию сгорания топлива приходится преобразовывать сначала в механическую, потом механическую в электрическую, а в конце электрическую — в работу непосредственно на колёсах
Поэтому функционирующий по такой схеме гибрид должен обязательно иметь хорошо развитые электрические способности. Ярким представителем этого класса электромобилей-гибридов был более не выпускаемый седан Fisker Karma, а из современников упомянем, прежде всего, Chevrolet Volt и BMW i3. Volt способен проезжать на электротяге 80 километров (благодаря тому, что он относится к категории подзаряжаемых гибридов plug-in), а если систему будет подпитывать генерирующий электричество 1,5-литровый ДВС, то непрерывный пробег увеличится до 676 км. Для электромобиля BMW i3 бензиновый двигатель — вообще опция, с которой чисто электрический запас хода в 160 км превращается в гибридный 300-километровый.

Компоновка: параллельные гибриды с электромотором между ДВС и трансмиссией

Но если вышеупомянутая схема по своей сути ближе к электромобилю, то такие автомобили, как Porsche Panamera S E-Hybrid и Cayenne S E-Hybrid, Volkswagen Golf GTE и Passat GTE, Mercedes-Benz S 500 e и С 350 e, BMW X5 xDrive40e и другие сочетают в себе привычные нам свойства бензиновых машин и способность проехать получасовой маршрут на электричестве. Для того, чтобы сохранить все «бензиновые» преимущества, мощные моторы таких машин имеют жёсткую связь с колёсами. Электродвигатель не нарушает привычную компоновку этих моделей, потому как встроен в коробку передач, и при необходимости мощности ДВС и электромотора суммируются. Эта схема называется параллельной, так как моторы обоих типов работают одновременно. В зависимости от выбранного водителем режима, бензиновый мотор может либо вращать колёса совместно с электродвигателем, либо последний будет работать в качестве генератора и запасать электричество в батарее на будущее. Чисто электрический режим реализован посредством сцепления между трансмиссией и ДВС: если оно разомкнуто, то электромотор вращает колёса в одиночку.

Компоновка: параллельные гибриды с электромотором отдельно от ДВС и трансмиссии

Отдельно стоит достаточно обширная и одновременно разношёрстная группа гибридных автомобилей, у которых один или несколько электромоторов не сблокированы с коробкой передач и двигателем, а вынесены на периферию. Первопроходцем в таких решениях стала компания Toyota со своей технологией HSD (Hybrid Synergy Drive), которая лежит в основе подавляющего большинства бензиново-электрических Toyota и Lexus. Это очень сложная и достаточно эффективная конструкция: помимо батареи и обслуживающей систему электрики, она состоит из двигателя внутреннего сгорания и двух электромоторов, объединённых посредством планетарной передачи. Планетарная передача — это механическая конструкция из нескольких шестерён и осей, которая объединяет, разделяет и преобразует крутящий момент от нескольких источников.

Один из электромоторов системы служит стартером и генератором, а второй является тяговым и рекуперирующим электричество при замедлении. Благодаря особенностям планетарного механизма, ДВС не связан напрямую с колёсами, и часть его энергии всегда отдаётся на вращение заряжающего батареи и питающего тяговый электродвигатель генератора. Для подробного разбора устройства гибридной установки Toyota потребуется отдельный большой материал, а в рамках этого общего нужно понимать главное: традиционная трансмиссия здесь заменяется планетарной передачей и контролирующей силовые модули (ДВС и два электромотора-генератора) электроникой — в зависимости от потребностей водителя, тяговый электромотор выдаёт определённую мощность отдельно или совместно с двигателем внутреннего сгорания, а избыточная тяга последнего средствами планетарного механизма идёт на вращение второго мотора-генератора и, соответственно, зарядку основной батареи.

Однако не одна только Toyota решилась на инженерные извращения в области гибридов. Несколько более простую схему разнесённых ДВС и электромоторов используют Volvo и Peugeot для создания гибридных полноприводников. Идея проста и одновременно красива: переднюю ось пусть приводит турбодизель (ещё одно экзотическое решение в мире питающихся обычно бензином гибридов), а заднюю — электродвигатель. При необходимости (или по принуждению водителя) включения полного привода гибрид начинает работать как последовательно-параллельный: ДВС одновременно вращает через обычную автоматическую коробку передач переднюю ось и питает через генератор электромотор, который крутит колёса задней оси. В чистом же электрорежиме автомобиль является заднеприводным. Volvo V60 Plug-In Hybrid ещё и оказалась самой дальнобойной в электрическом плане за всю историю наших тестов гибридов — за счёт ёмкой батареи и хорошо отлаженных алгоритмов универсал покрыл на электротяге 46 километров!

Нечто подобное, только наоборот, изобрели в BMW, когда проектировали футуристичный суперкар i8. У него бензиновая установка с автоматической коробкой передач и электромотором-генератором находится сзади, а тяговый электродвигатель — на передней оси. Система работает таким образом, что гибридное купе может быть либо переднеприводно-электрическим, либо полноприводно-гибридным. Переход на задний привод невозможен по той причине, что в случае опустошения батареи ДВС, по задумке инженеров, начинает работать одновременно в режиме вращения колёс задней оси и питания переднего электродвигателя через второй мотор-генератор — это всё та же последовательно-параллельная схема. Интересной особенностью BMW i8 является то, что передний электродвигатель вращает «ось» через двухступенчатую коробку передач, что позволяет достигать на одной только электрической тяге скорости 120 км/ч.

Гибридное будущее однозначно за конструкциями типа plug-in, потому что именно они дают реальную экономию топлива. К тому же, большинство «плагинов» — это два автомобиля в одном: бесшумный и плавный электрический плюс бензиновый со взрывной динамикой, которую обеспечивает увесистый электрический «буст». Однако для полноценного использования такого автомобиля владелец должен иметь возможность обеспечить его зарядной инфраструктурой. В противном случае проще остановиться на обычном полном гибриде, не имеющем функционала подключения к розетке — пусть его пробег на электричестве и ничтожен в сравнении с «плагинами», но и весит вся конструкция меньше, и стоит дешевле. Смысл в вымирающих умеренных гибридах, которые неспособны двигаться без участия ДВС, практически отсутствует — эффект от применения электротяги здесь едва ли оправдывает лишнюю массу и более высокую стоимость в сравнении с негибридными версиями. Есть будущее и у микрогибридов: отношение затрат к достигаемому с помощью этой технологии эффекту выглядит выгодным. Что касается механической схемы, то это больше вопрос настройки: конечного пользователя не должно волновать как и с помощью чего распределяются потоки мощности и энергии в недрах автомобиля — индустрия знает примеры как отличной, так и не слишком идеальной работы любой из известных схем.

Источник

Рейтинг 20 гибридных автомобилей в России с ценами в 2020-2021 году

Популярные и экологически чистые гибридные автомобили востребованы благодаря универсальности и ряду удобных конструктивных решений. Такие машины помимо обычных бензиновых или дизельных двигателей имеет альтернативный источник – усовершенствованный электродвигатель.

Рост продаж гибридных автомобилей в России обусловлен экономичностью моделей, заметным уменьшением расходов горючего, низким уровнем токсичности. Принцип работы гибридного автомобиля основан на синхронных усилиях двигателей. Основную работу при создании вращательного момента выполняет топливный двигатель, тогда как электрический функционирует как вспомогательный элемент.

Работа гибридного автомобиля заключена в сохранении энергии после сгорания топлива, за счет которой включается и электродвигатель. Новые гибридные автомобили в России выгодно выделяются бесшумным движением, длительным сроком службы тормозной системы, экономией топлива, простотой обслуживания гибридов.

Рейтинг гибридных автомобилей в России

1. Chevrolet Volt Hybrid

Востребованный переднеприводный плагин-гибрид с мощным электромотором, электрическим усилителем руля. В четырехместном хетчбэке установлены дисковые тормоза, независимая подвеска, система подушек безопасности, круиз-контроль, прочие опциональные элементы. Предусмотрены мониторинг слепых зон, датчик автопарковки, комфортный салон с подогревом и климат-контролем.

2. Toyota Camry Hybrid

Экономит топливо, отличается высоким уровнем безопасности и привлекательным дизайном. Гибридное авто Toyota оснащено высокими технологиями, а для отделки комфортного салона производитель применил качественные материалы. Как и другие гибридные автомобили из Японии на российском рынке, машина сочетает аристократичность представительного седана с достоинствами гибридных технологий.

Помимо превосходной динамики заряжаемый гибридный автомобиль Тойота выделяется экологической чистотой работы двигателей и незначительным расходом топлива.

3. Ford Fusion Hybrid

Ford Fusion Hybrid отмечен лаконичностью спортивного дизайна и просторного салона.

Этот среднеразмерный семейный седан отличается мощным гибридным двигателем. Модель обладает стабильностью управления, за счет стабилизаторов поперечной устойчивости хорошо держится на заносах, многорычажная подвеска легко смягчает удары.

Элегантный гибрид оснащен сенсорным дисплеем, электрическим усилителем руля, многофункциональной приборной панелью, которая управляет мультимeдийным устройством и климат-контролем.

4. Honda Clarity

Honda Clarity – востребованный плагин-гибрид, высокотехнологичный седан с хорошим запасом хода предназначен для передвижения по трассе. Это минимальное потребление топлива, низкий уровень выбросов, высокая экологичность. За счет электрической тормозной системы гибрид с передним приводом обеспечит рекуперативное торможение.

Honda hybrid полностью заряжается за 6 часов от сети. Авто оборудовано многослойным ветровым стеклом и усиленной шумоизоляцией. Вместительный салон гибрида позволяет комфортно разместиться пассажирам и багажу.

5. Chevrolet Malibu Hybrid

В седане Chevrolet Malibu Hybrid помимо выразительного дизайна автолюбителей привлекает облегченный вариант в плане веса и высокая технологичность, безупречное качество обновленного салона.

В переднеприводном седане класса «D» благодаря адаптивному круиз-контролю, автоматическому торможению и парковке, системе мониторинга мертвых зон созданы безопасные условия для путешествий.

Экономичный расход топлива, хорошая управляемость автомобиля дополняют системы рекуперации торможения.

6. Volvo XC90

В рестайлинговой версии кроссовера Volvo XC90 заметно изменился дизайн. Среди гибридных автомобилей 2020 года модель выделяют инновационные материалы отделки салона, обновленная решетка радиатора и графика колесных дисков. Просторный пятиместный салон дополнен двухзонным климат-контролем, электроприводом водительского кресла и задней двери, подогревом сидений, графической панелью приборов.

Бензиновые двигатели с рекуперацией энергии сокращают расход топлива, а гибридная подзарядка имеет мощность в 420 л.с. Доступна также дизельная модификация автомобиля. Помимо передовых функций безопасности модель оснащена системой защиты при сходе авто с трассы.

7. KIA Niro

Высокое качество сборки отличает компактный корейский кроссовер KIA Niro, который идеально зарекомендовал себя на городских трассах. Такие модели гибридных автомобилей отличаются хорошей сборкой, удачными дизайнерскими решениями и уникальностью интерьера. Кроме 4-цилиндрового двигателя авто гибрид оснащен электромотором, оба двигателя в итоге выдают не меньше 146 л.с.

Модель выгодна для покупки в России по причине экономичного расхода топлива, быстрой зарядке электродвигателя при спуске или торможении.

С декабря 2018 года покупателям доступен электромобиль Kia Niro 64 kWh (204 лс) Electric.

8. Lexus RX 450h

В надежном кроссовере Lexus RX 450h с качественной сборкой потребителей привлекают светодиодная оптика, спортивный обвес, обновленный дизайнерский салон. Агрессивный по внешнему виду гибридный автомобиль оснащен 4-цилиндровым двигателем объемом 2.5 л. Итоговая отдача рестайлингового гибрида оценивается в 313 л.с.

Автомобиль признан одним из лучших японских гибридов-внедорожников на российском рынке.

9. Hyundai Ioniq Hybrid

Корейский хэтчбек Hyundai Ioniq Hybrid оснащен светодиодной оптикой, 17-дюймовыми колесными дисками, декором радиаторной решетки, оригинальным дизайном.

При полностью зараженных батареях модель гибрида рассчитана на 250 км пути и максимальное ускорение до 165 км/ч.

Доступны несколько режимов передвижения, быстрая заправка гибридных аккумуляторов (25 минут).

10. Honda Insight III

В переднеприводном гибридном седане Honda Insight III органично сочетаются высокотехнологичный дизайн и богатство оснащения. Японский гибрид, который можно недорого купить в России, оснащен 1,5-литровым бензиновым двигателем и двумя электромоторами.

Один из двигателей выступает в качестве генератора, функция второго заключается во вращении колес оси на незначительных скоростях. При движении на высокой скорости в дело вступает бензиновый двигатель. Большую часть времени гибрид передвигается за счет мощных электромоторов.

11. Toyota Prius

Хэтчбек Toyota Prius гибрид выделяется из аналогов повышенным спросом. Этот сравнительно недорогой и экономичный гибридный автомобиль с бензиновым мотором и двумя мощными электромоторами дает в итоге 134 л.с.

Достоинством авто считают многофункциональный бортовой компьютер с возможностью контроля работы гибридного двигателя и оптимального заряда батареи. Среди плюсов модели Тойота Приус – доступная цена японского гибрида в России, возможность езды в электрическом либо смешанном режимах.

12. Honda Accord

Honda Accord представлен переднеприводным седанам класса «D». Гибридная силовая установка с двумя электромоторами. Первый позволяет стартовать, второй выступает в роли генератора. Тяговую батарею разработчики расположили под полом багажника.

Обновился внутренний дизайн, добавлен пакет электронных помощников с множеством удобных функций, а также сенсорный мультимедийный экран, светодиодная подсветка салона, системы предупреждения об опасностях на дороге.

13. Toyota Highlander III

Переработанная внешность гибрида Toyota Highlander III с модернизированным перечнем оборудования и новой восьмидиапазонной коробкой передач привлекает покупателей комфортом и легкой ездой на любой трассе.

Благодаря грамотной настройке ESP можно добиться идеального распределения крутящего момента на колеса. За счет полного привода Dynamic Torque Vectoring водитель управляет вектором тяги и переключает режимы работы.

14. Audi A6

В плагин-гибридной модификации популярного седана Audi A6 удачно сочетаются топливный и электрический двигатель. Авто стало более экологичным, экономно расходует бензин. В полноприводном A6 55 TFSI e quattro установлены четырехцилиндровый бензиновый мотор с двигателем 2.0 TFSI и электромотором. Литий-ионный гибридный аккумулятор размещен в задней части автомобиля.

Конструкция разработана с расчетом на эргономичное обустройство салона и совершенные системы безопасности.

Дополняют спортивный дизайн матричные фары, система четырехзонного климат-контроля, виртуальная приборная панель.

15. Toyota Corolla Fielder

В 2015 году увидел свет универсал Corolla Fielder, выполненный в фирменном стиле концерна Toyota. Визуальные изменения коснулись дизайна передней части, фар и решетки, укрупнен воздухозаборник, установлены круглые противотуманные фары. Помимо обновления задней оптики эту рестайлинговую модель отличает усовершенствованный комплекс систем безопасности. Главным техническим новшеством стал бензиновый двигатель 2NR-FKE.

16. BMW i3

Модель представлена серийным электромобилем с компактными габаритами. В основе создания лежат требования к экологичности, экономии ресурсов.

Особенность электромобиля – возможность управлению скоростью посредством педали. При отпускании педали «газа» электромотор работает в режиме рекуперации, создание тормозящего момента заряжает аккумулятор.

Авто оснащено встроенной SIM-картой, встроенными датчиками контроля и синхронным электродвигателем.

17. BMW 5

Подзаряжаемый hybrid BMW 5 получил обновление салона в фирменном стиле, кнопку eDrive, выбирающую режим работы гибридного двигателя.

Предусмотрены также автоматическое переключение и эконом-режим Eco Pro, направленный на экономию бензина и заряда батарей.

Тяговый аккумулятор занял место под задним сиденьем. В режиме AUTO eDRIVE органично работают оба двигателя, тогда как в режиме MAX eDRIVE предполагается максимальная мощность ресурсов электромотора.

18. Volkswagen Passat B8

В гибридной силовой установке Volkswagen Passat B8 установлен мощный бензиновый турбомотор, его работу дополняет электродвигатель на литий-ионных батареях. Тягу моторов передает шестиступенчатая DSG.

Обновленный автомобиль выделяется быстрой зарядкой от сети (2,5 часа), впечатляющей максимальной скоростью (до 220 км/ч) и огромной выносливостью. Наполнив бензином 50-литровый бак и зарядив батарею до отказа, можно проехать до тысячи километров.

Модель оснащена новым бампером и решеткой радиатора, светодиодной оптикой, богатым декором салона и мультимедийным комплексом.

19. Nissan Pathfinder

Nissan Pathfinder с усовершенствованной колесной базой и вместительным салоном обновлен 3,5-литровым V6 двигателем и гибридной силовой установкой. Есть электропривод регулировки кресел, кнопочное включение зажигания.

Привлекает покупателей наличие трехзонного климат-контроля, дисплея с маршрутным компьютером. Несущий кузов и многорычажная подвеска способствуют высокому уровню комфорта при передвижении по твердому дорожному покрытию.

20. Lexus NX

Преимущества и особенности моделей

Источник