Різновиди та особливості гібридних автомобілів

Виробники гібридних автомобілів позиціонують свою продукцію як певний баланс між економічністю і продуктивністю. Це немов проміжний клас між «чистими» електромобілями і машинами з двигунами внутрішнього згоряння, що покликаний нівелювати недоліки і тих, і інших. У бензинових-дизельних це викиди шкідливих речовин, в електричних – відносно невисокий запас ходу і час, необхідний для зарядки батарей. Існує кілька типів гібридів, кожен зі своїми плюсами і мінусами. Спробуємо в них розібратися.

Історія гібридних автомобілів

Хоча багато хто вважає першим гібридом Toyota Prius, це насправді лише перший масовий гібридний автомобіль. Успішні експерименти зі створення подібних машин проводилися ще понад 100 років тому. Видатний автоконструктор Фердинанд Порше разом з австрійською кузовною компанією Lohner-Werke ще в 1910 році створив настільки працездатний гібрид, що одна з його версій навіть брала участь у перегонах і вигравала їх. Його конструкція настільки була схожа на сучасні, що навіть використовувала стартер-генератор.

Великосерійний випуск налагодити не вдалося через суттєві мінуси цього HEV. Перший - величезна на той час вага. Через недосконалість тогочасних батарей та електромоторів двомісний відкритий фаетон із приводом лише на передню вісь важив аж 1500 кг. Другий – висока ціна. Спартанський Lohner-Porsche коштував приблизно в 3 рази дорожче за середньостатистичний автомобіль того часу. Знадобилося майже століття, щоб головні складові гібридного авто полегшали та подешевшали настільки, щоб їх можна було застосувати в легковому автомобілі для широкого кола.

Гібридні технології весь цей час застосовувалися і розвивалися в інших сферах: на залізничному і морському транспорті, а також на важких кар'єрних самоскидах. Щоправда, тут їхнє застосування було зумовлене не економічною вигодою, а здатністю передати момент із мінімальними втратами: по дротах це було зробити легше, ніж через трансмісію. Утім, гібриди, які використовували високовольтні батареї з метою мінімізації роботи ДВЗ, теж існували. Підводні човни активно стежили за зниженням викидів в атмосферу – але не на догоду екології, а для того, щоб не виявив ворог.

Класифікація гібридних автомобілів

Спочатку гібриди поділяли переважно за способом підключення двигунів і батареї до приводу, на три схеми:

1. Послідовна. За неї ДВЗ має механічний зв'язок тільки з генератором, а тяговий електромотор – з ведучими колесами. Таким чином влаштовані тепловози, кар'єрні вантажівки, а з сучасних легкових гібридів, наприклад, Chevrolet Volt перших поколінь.

2. Паралельна. Обидва види двигунів механічно з'єднані з диференціалом, тож можуть працювати як разом, так і окремо. Така схема дає змогу використовувати механічну коробку передач. Використовується в автомобілях Honda.

3. Послідовно-паралельна, або синергічний привід. У цьому типі ДВЗ, стартер-генератор і електромотор пов'язані між собою та колесами планетарним редуктором. Так можна змінювати співвідношення потужності між ними. Використовується в автомобілях Toyota, у тому ж Prius.

Однак останнім часом такі автомобілі більше заведено класифікувати за типом гібридної установки, способом зарядки і взаємодії між двигуном внутрішнього згоряння, електромотором і високовольтною батареєю. Це не стільки маркетинговий хід, скільки можливість для майбутнього покупця підібрати транспортний засіб під свої потреби. Отже, сама класифікація:

HEV (Hybrid Electric Vehicle)

Так називають класичну схему, яка використовується в перших серійних гібридах – у тому ж Toyota Prius. Батареї цих машин здатні заряджатися тільки або від звичайного двигуна, або шляхом рекуперації енергії при гальмуванні. Зовнішня зарядка через кабель не передбачена. Ємність акумуляторів невелика, як і відстань, яку HEV може проїхати тільки на електротязі.

По суті, сюди ж можна віднести і FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle). Принцип дії «повного» гібрида аналогічний «неповному», просто в деяких випадках у таких автомобілів трохи більша акумуляторна батарея, і, як наслідок, запас ходу тільки на електриці. А в деяких це просто гарний набір слів, який підкреслює, що перед вами справжній гібрид із повним набором функцій.

PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle)

«Гібридний електричний автомобіль, що підключається» – справжній посередник між електрокарами та гібридами. Його можна заряджати від розетки, як вдома, так і на станції, та їздити, використовуючи тільки електричну тягу. Сучасні PHEV мають доволі значний запас ходу – подекуди до 90-100 км, і більшу, порівняно з HEV високовольтну батарею. Заряджати її можна й іншими способами, зокрема рекуперацією.

Виробники таких транспортних засобів, вказуючи їхні характеристики, зазвичай заявляють дуже низьку витрату палива (часто близько 2 л/100 км), що, безумовно, є облудою. Під час руху трасою витрата у PHEV фактично не відрізняється від інших гібридів. Водночас, якщо використовувати таке авто лише для пересування від розетки до розетки, можна досягти і нульових витрат вуглеводнів.

MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle)

«М'який» гібрид – автомобіль, створений на базі звичайної машини з ДВЗ з мінімальними змінами. Відмінність полягає лише в наявності дуже невеликої високовольтної батареї, яка живить стартер/генератор, з'єднаний зі шківом бензинового або дизельного мотора приводним ременем. Цей електродвигун тільки допомагає під час прискорення і запускає прогрітий двигун внутрішнього згоряння (для холодного пуску передбачений класичний стартер).

Варіанти руху на електротязі повністю відсутні, так само, як і зовнішня зарядка, а також рекуперація. Стартер-генератор заряджає високовольтну батарею тільки при працюючому звичайному двигуні. Як правило, вони з'єднані в окрему власну мережу, найчастіше з напругою 48 В. Крім них, до неї бувають під'єднані й інші потужні споживачі: кліматична система, підсилювач гальм і/або рульової системи.

Такими є основні різновиди гібридних автомобілів на сьогоднішній день. Існують ще EREV (Extended Range Electric Vehicle), електромобілі з невеликими допоміжними ДВЗ винятково для підзарядки акумуляторів, або FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) – машини на паливних елементах, переважно водневих, але гібридами їх назвати важко.

Отже, як бачимо, гібриди бувають різні. Це означає не тільки різні характеристики, але, на жаль, і різні несправності. Але з усіма типами гібридних автомобілів та їхніх несправностей здатні впоратися фахівці компанії STS.Parts, які мають багаторічний досвід і все необхідне обладнання для обслуговування і гібридів, і електромобілів, і будь-яких інших типів машин.