Гибридный автомобиль: как работает, плюсы и минусы

Принцип работы гибридного автомобиля

Гибридный автомобиль — это машина, которая использует два источника энергии: двигатель внутреннего сгорания и электромотор с аккумуляторной батареей.

Полноценные гибриды передвигаются как с помощью первого, так и второго: система сама выбирает, какой режим использовать, чтобы снизить расход топлива и повысить эффективность.

Одна из ключевых особенностей гибридных автомобилей — рекуперация энергии. Когда авто замедляется или тормозит, электромотор работает как генератор: энергия движения превращается в электричество и заряжает аккумуляторную батарею. Благодаря этому гибриды особенно эффективны в городе, где приходится много останавливаться и часто разгоняться.

Есть и гибридные автомобили, которые заряжаются от внешней сети — подзаряжаемые или подключаемые гибриды. Они могут дольше ехать на электротяге и еще сильнее снижать расход топлива.

Однако, гибридные авто не могут заменить электромобили в полной мере: их электрический режим рассчитан на ограниченные дистанции и невысокую скорость движения.

Виды гибридных автомобилей

Есть несколько схем гибридных установок. Они отличаются принципом работы и запасом хода на одной только электротяге.

Микрогибрид

Это не «гибрид» в традиционном смысле, а обычный автомобиль с системой «старт-стоп» и усиленным генератором.

В отличие от настоящих гибридов здесь нет отдельного электромотора, поэтому, машина не может двигаться на электротяге. Электрическая часть нужна, чтобы вовремя глушить и заводить двигатель в пробках. Это немного снижает расход топлива и объем выбросов.

Мягкий гибрид (Mild Hybrid Electric Vehicle, MHEV)

В отличие от микрогибрида, здесь есть небольшой маломощный электромотор — до 30 л.с. Он помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, старте и движении в сложных условиях. Но ехать на электротяге такой автомобиль все равно не может.

Тем не менее MHEV на 10-15% экономичнее обычных автомобилей.

На рынке мягкие гибриды представляют китайские и европейские бренды: Geely (Atlas нового поколения), некоторые модели Chery, BMW, Mercedes-Benz и Audi.

Полный гибрид (Full Hybrid Electric Vehicle, FHEV)

Автомобиль, который ездит как на топливе, так и на электричестве. Система управления автоматически выбирает, какой источник энергии использовать.

Есть четыре вида полных гибридов. Они отличаются тем, как взаимодействуют двигатель и электромотор.

1. Последовательный гибрид

В этом типе автомобиля колеса вращаются с помощью электродвигателя, а у ДВС нет механической связи с трансмиссией. Топливный двигатель работает только как генератор для подзарядки батареи, поэтому коробки передач в таких машинах нет. По сути, это электромобиль со встроенным бензиновым генератором: пока в баке есть горючее машина едет.

В этом сегменте лидируют китайские бренды: Lixiang (модели L6, L7, L8, L9), Voyah, Avatr, Changan.

2. Параллельный гибрид

В этой системе у обоих двигателей есть механическая связь с колесами. Они могут работать как по очереди, так и параллельно друг другу. Например, при старте или движении на низкой скорости автомобиль использует электротягу без расхода бензина, а при разгоне подключает ДВС.

В отличие от последовательного типа, здесь двигатель внутреннего сгорания напрямую связан с колесами. Поэтому, если батарея разрядилась, автомобиль поедет как обычная бензиновая машина.

3. Система Through-the-road

В этой разновидности параллельной схемы полный привод работает без сложной механической связи между осями. В таких автомобилях ДВС приводит в движение передние колеса, а электродвигатель — задние. При этом оси автомобиля механически не связаны между собой — их объединяет только дорожное покрытие.

В обычных условиях автомобиль остается переднеприводным, а при необходимости подключается задняя ось с электромотором.

Такая схема встречается в некоторых моделях Toyota и Lexus, в линейке Volvo Recharge, а также в гибридных моделях BMW.

4. Последовательно-параллельный гибрид

Наиболее продвинутая схема, которая сочетает преимущества параллельного и последовательного гибрида. Система сама выбирает, какой режим использовать, чтобы максимально экономить топливо и сохранять плавность хода.

На малых скоростях и при старте машина едет как электромобиль. Когда нужно ускориться, подключается бензиновый двигатель. При этом он может работать в двух режимах сразу: напрямую крутить колеса и одновременно вращать генератор, чтобы подзаряжать батарею «на ходу».

При торможении электромотор работает как генератор и заряжает батарею.

Такой тип используют Toyota (модели Prius, RAV4, Camry) и Lexus. В китайском автопроме — Chery и Geely.

Подзаряжаемый гибрид (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)

Промежуточный вариант между обычным гибридом и электромобилем: его батарею можно заряжать от внешней розетки или зарядной станции.

На одном заряде такая машина проезжает в среднем 50-100 км, поэтому подходит для поездок по городу. Если регулярно заряжать аккумулятор, можно снизить потребление бензина или вовсе отказаться от него в черте города.

Когда заряд батареи заканчивается, автомобиль двигается на бензине.

Однако у подзаряжаемых гибридов есть свои минусы:

• Из-за мощного аккумулятора такие машины стоят дороже и весят больше обычных гибридов.

• ДВС придется обслуживать так же, как и на обычном автомобиле.

Лидеры сегмента: BYD Song Plus, Toyota Prius Prime и RAV4 PHEV, а также Volkswagen Tiguan PHEV.

Плюсы и минусы гибридных автомобилей

Гибридные машины выигрывают у авто с ДВС по следующим параметрам:

1. Экономия. В городе гибрид потребляет значительно меньше топлива, чем автомобиль с ДВС того же класса. Подзаряжаемые модели при коротких поездках позволяют полностью отказаться от бензина.
2. Комфорт. Благодаря электротяге разгон плавный, без рывков, а уровень шума низкий.
3. Автономность. В отличие от электромобилей, гибрид не зависит от зарядной инфраструктуры. Если батарея разряжена, машина продолжает ехать на бензине.
4. Износ тормозов. Благодаря системе рекуперации колодки и диски изнашиваются в 2–3 раза медленнее.

Но и у гибридных авто есть и минусы:

1. Высокая цена. Гибриды дороже автомобилей с ДВС такого же класса и ремонтировать их сложнее. Дополнительные расходы на обслуживание и ремонт могут превысить экономию на топливе.
2. Высокий транспортный налог. Регистрирую параллельные гибриды, ГАИ часто суммирует мощности ДВС и электромотора. На основе этих данных ФНС рассчитывает транспортный налог по повышенной ставке.
3. Нет льгот электрокаров. Бесплатная парковка, бесплатный проезд по платным трассам и программы льготного автокредитования для гибридных авто недоступны.
4. Повышенный расход топлива зимой. В холодное время года ДВС вынужден работать чаще, чтобы прогревать салон и поддерживать рабочую температуру батареи.
5. Риски на вторичном рынке. У гибрида с пробегом более 150-200 тыс. км есть риск критического износа батареи. Менять ее нецелесообразно дорого, и продать такую машину сложно.

Видео по теме