Что означает HEV?

В 1997 году японский автопроизводитель Toyota, представила новинку — Prius. Модель стала первым массовым гибридным автомобилем в истории мирового автопрома. Логика создания гибрида заключалась в том, чтобы совместить лучшие качества бензинового двигателя и электромотора, но по возможности избавиться от их недостатков. Главная задача при создании гибридного автомобиля — снижение расхода топлива и уровня выбросов выхлопных газов, а вместе с этим и увеличение суммарной мощности за счёт использования двух двигателей.

Особенность работы любого традиционного двигателя на бензине или дизеле заключается в том, что максимальная мощность и крутящий момент достигаются на средних и высоких оборотах. Значит электромотор может компенсировать недостаток мощности ДВС на низких оборотах, соответственно нагрузка на последний будет снижена, как и расход топлива. Более того, возможности некоторых гибридов позволяют некоторое время ехать только благодаря электротяге, хотя и с ограниченной скоростью, и на малые расстояния. Как раз для среды городских пробок — на малой скорости, когда зачастую от светофора до светофора автомобили ездят практически на холостых оборотах. Таким образом достигается ещё большая топливная экономичность ДВС.

Электродвигатель наиболее полезен именно в зоне низких оборотов по той причине, что именно в пробках, при старте с места ДВС расходует максимальное количество топлива, т.е. в те моменты, когда автомобиль передвигается на минимальное расстояние. Преимущество электромотора в том, что максимальную мощность и крутящий момент он выдаёт практически сразу, а не как бензиновый или дизельный мотор — на средних и высоких оборотах.

Другое дело — езда на трассе.

При движении на высокой скорости традиционный мотор работает в оптимальном режиме: расходует меньше топлива и развивает наибольшую мощность и крутящий момент.

Таким образом, в ситуации, когда возможности электромотора иссякают, ДВС входит в активный режим работы при лучших характеристиках. В режимах, при которых ДВС показывает малую мощность и высокий расход топлива, работает электромотор. То есть каждый мотор работает в своём режиме движения, для большей экономичности и меньшего количества выбросов.

В общем и целом, любой гибридный автомобиль сочетает два типа двигателя: традиционный и электрический. Кроме этого, конструкция включает аккумулятор для электромотора и более сложную трансмиссию: вместо привычной КП используется вариатор, но это — тема отдельного материала.

Ещё один важный момент — торможение.

На автомобиле с традиционной силовой установкой торможение происходит за счёт трения тормозных дисков и колодок. Соответственно, кинетическая энергия конвертируется в тепловую и рассеивается в окружающей среде. В некоторых ситуациях, помимо этого, возможно торможение двигателем.

Каждое торможение гибрида — это процесс конвертации кинетической энергии в электрическую, с последующим накоплением в аккумуляторе. Этот процесс ещё называют рекуперацией. Накопленная энергия используется для дальнейшего питания электромотора или для работы бортовой электроники.

Обозначения и типы гибридных систем.

В последние годы направление гибридных автомобилей интенсивно развивается, свои гибриды представили многие компании. За это время возникло деление по различным типам гибридных систем.

Разные автопроизводители могут иметь своё видение гибридов, поэтому могут отличаться как обозначения, так и конструкции этого типа автомобилей. Если сводить всё в общую классификацию, то можно привести такие следующие типы гибридов.

MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle) или «мягкий гибрид» — по сути этот тип возник с появлением системы «Старт/Стоп», которая глушит двигатель при коротких остановках и запускает с нажатием на педаль акселератора. Обычно для данной системы используется усиленный стартер и специальныйаккумулятор. Некоторые производители пошли дальше: в начале движения стартер крутится ещё несколько секунд и фактически выполняет роль электромотора, помогая работе основного двигателя. В этой схеме часто используется стартер-генератор, который по сути — электромотор, но наоборот. Основной двигатель и стартер-генератор, как правило, соединяются мягким ремнём, а в дополнение к обычному аккумулятору может устанавливаться ещё один, в качестве накопителя для MHEV-системы.

В целом по миру такой тип гибридов довольно распространён: модели с такой системой есть в модельном ряду концерна VAG, Peugeot-Citroen, Mazda, Suzuki и других. Из подобный автомобилей в Казахстане официально представлен кроссовер Chevrolet Equinox.

К плюсам MHEV можно отнести компактность, относительно невысокую цену и возможность встраивания почти в любой автомобиль. К минусам — малую экономичность и невозможность езды на электротяге.

HEV (Hybrid Electric Vehicle) или «классический гибрид» — это как раз тот тип установки, который в 1997 году представила Toyota, а сегодня он встречается на многих моделях разных автопроизводителей. Конструкция этого типа уже содержит электромотор, а значит такой гибрид может передвигаться в неспешном режиме — в пробке, или при езде во дворах, только на электротяге. Запас хода может составлять пару километров, а бензиновый мотор при этом не задействуется совсем.

В этом случае заметно снижается расход топлива и уровень выбросов выхлопных газов. Модели с таким типом гибридной установки встречаются и в Казахстане: как правило, это Prius, Camry, RAV4 и некоторые модели Lexus, завезённые в страну серыми дилерами или поклонниками марки. Такую установку используют и другие производители из Японии и Южной Кореи, но их встретить на казахстанских дорогах практически невозможно.

Классические гибриды имеют такие особенности, как более скромный объём багажника по сравнению с аналогичным авто с ДВС, т.к. батарея электродвигателя занимает существенное место, они более отзывчивы к нажатию педали акселератора (за счёт мощности электродвигателя) и имеют иную вариатор вместо привычного автомата.

К плюсам HEV можно отнести существенную экономию топлива — в 1,5-2 раза, повышение мощности и возможность езды на электротяге. Из минусов: сложность конструкции — установку нельзя встроить в любой автомобиль, потребуется вносить изменения в кузов и шасси автомобиля, и заметно более высокая цена.

PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle) или «подзаряжаемый гибрид» — этот тип установки отличается тем, что батарею можно подзаряжать от внешней электросети. Главная идея PHEVзаключается в том, что авто сочетает в себе качества чистого электромобиля и автомобиля с традиционным мотором. Другими словами, для дальних поездок используется ДВС и традиционная коробка передач, а электромотор и батарея могут закрывать потребности владельца по передвижению в городе — запас хода превышает 20 километров. А на некоторых моделях заявленный запас хода и вовсе достигает 100 километров.

Модели с такой установкой есть у множества автопроизводителей: Honda, Mitsubishi, BMW, Volvo, Peugeot и других. На казахстанском рынке есть лишь несколько предложений: автомобили люксовых брендов Land Rover и Mercedes-Maybach, цены на них стартуют с отметки 135 миллионов тенге.

По сути дела, покупая подзаряжаемый гибрид, потребитель получает два автомобиля в одном: электромобиль для поездок на работу и обратно, а также автомобиль с ДВС для поездок на дальние расстояния. Отсюда гораздо более высокая цена по сравнению с другими гибридами и тем более, по сравнению с традиционными авто.

К плюсам PHEV можно отнести универсальность, высокую мощность и динамику, а также наличие полного привода. К минусам, как уже упоминалось — высокую цену, сложность конструкции и большой вес.

Таково устройство разных видов гибридных автомобилей, а также плюсы и минусы их конструкций. Выбор того или иного варианта должен определяться тем, какие задачи будущий владелец намерен решить покупкой гибрида.