Как работят хибридните автомобили
Има и три основни схеми за устройство на хибридни електроцентрали: последователни, паралелни и смесени. Последователната хибридна схема се появява първа (изобретена е от самия Фердинанд Порше през 1899 г.), но е по-рядко срещана при леките автомобили. По него са построени например силовите агрегати на минни самосвали, някои автобуси и локомотиви. При последователна схема колелата се задвижват от електродвигател, а двигател с вътрешно горене с малък обем завърта генератор, който генерира електричество. Няма нужда от скоростна кутия и мощен двигател с вътрешно горене. Но са необходими батерии, обикновено никел-метал хидрид, с голям капацитет.
Chevrolet Volt се произвежда серийно. Нарича се още електрическо превозно средство с разширен пробег. На електрическа тяга колата прави хвърляне с дължина 64 км. А при използване на допълнителен турбо двигател, който зарежда батериите, пробегът на една бензиностанция може да надхвърли 1024 км.
Най-често срещаната схема сега е паралелната. Патентован е през 1905 г. от германеца Хенри Пипер. Почти всички умерени хибриди отговарят на него. Те са оборудвани с мощен електродвигател (10–15 kW), който подпомага двигателя с вътрешно горене при ускорение и съхранява регенеративна енергия при спиране. Като трансмисия, като правило, се използва вариатор или планетарна предавка.
Хибридно задвижване на Honda IMA (интегрираноMotor Assist) е пример за паралелна верига: вместо маховик на коляновия вал на двигателя е поставен компактен електродвигател-генератор.
Паралелните хибриди могат да бъдат не само умерени, но и пълни, като Audi Duo (1998). Този модел можеше да измине 50 км само с електрически мотор, задвижващ задните колела.
Но Honda намери за възможно да оборудва своето газово-електрическо купе CR-Z с шестстепенна „механика“. Като източник на енергия се използват литиево-йонни или литиево-полимерни батерии. Умерените хибриди не изискват батерии с голям капацитет на борда, което ги прави достъпни. Въпреки това, някои автомобилни производители гледат на скъпи суперкондензатори, които могат да доставят много висок ток за кратко време.
Смесените или, както ги наричат още, серийно-паралелни хибриди също са често срещани. Класическите представители на това семейство са хечбекът Toyota Prius и Lexuse с индекс h, оборудвани със собствено "синергично" задвижване HSD (Hybrid Synergy Drive). За да обясним как работи, предоставяме визуална демонстрация по-долу.
Благодарение на планетарната предавка възниква синергия - взаимодействието на двигател с вътрешно горене и електрически двигател. Тук двигателят с вътрешно горене завърта колелата, сдвоени с електрически мотор, като същевременно върти генератора. Няма нужда от традиционна скоростна кутия: електрониката регулира скоростта на двигателите и генератора, превръщайки такава система в ECVT безстепенна трансмисия.
BMW Active Hybrid X6 с ECVT безстепенна трансмисия с множество планетарни предавки разполага с два електрически мотора. Едната работи на ниски обороти. А другият стартира двигателя с вътрешно горене и след това служи като генератор. Запазва се трансмисията на всички колела xDrive.
Но хибридният кросоувър Lexus RX 450h зазадвижването на задните колела се отговаря от допълнителен електрически мотор.
Новото поколение на Toyota Prius се е научило да работи на една електрическа тяга, но не е далеч - само два километра. Освен това компанията работи върху акумулаторна plug-in версия на хибрида с литиево-йонни батерии вместо никел-метал хидридни и увеличен пробег до 20 км на батерии.
Повечето двигатели, монтирани на хибриди, са бензинови. Много работят по цикъла на Аткинсън, с по-къс компресионен ход и по-ефективен работен процес. Това гарантира по-добри екологични и икономически резултати. Разпространението на привидно по-икономичните дизелово-електрически централи се възпрепятства преди всичко от факта, че повечето хибриди се продават в Америка, която не е запозната с дизела. Освен това дизеловият двигател е по-скъп от бензиновия и това само увеличава значително цената на хибрида.