Параллельный гибрид: техническое описание

Схема параллельного гибрида

Параллельный гибрид состоит из двигателя внутреннего сгорания (1), электромотора (5), КПП (2) и дифференциала (4). Между КПП и двигателем внутреннего сгорания находится автоматизирована разделительная муфта (6). Аккумулятор (8) предоставляет необходимую энергию электромотору (5) через силовой преобразователь (7).

Схема параллельного гибрида

Автоматизированная разделительная муфта помогает использовать автомобиль в режиме "электрической тяги" и "рекуперации" без необходимости вращать двигатель внутреннего сгорания. Независимо от двигателя внутреннего сгорания можно выбирать мощность устанавливаемого электромотора. Это позволяет оснащать подобным электромотором широкий спектр двигателей - от 3-цидиндрового до большого 8-цилиндрового.

Обычный режим работы последовательного гибрида

Параллельный гибрид отличается тем, что он может работать с двигателем внутреннего сгорания почти без потерь. Если автомобиль движется от тяги двигателя внутреннего сгорания, то компоненты электрического привода в этом случае не задействуются и не создают дополнительную нагрузку.

Обычный режим работы последовательного гибрида

Электрический режим работы параллельного гибрида

В этом случае электромотор самостоятельно приводит в движение автомобиль, энергия для его работы поступает из аккумулятора и регулируется силовым электронным блоком. Двигатель внутреннего сгорания в этом режиме отключен.

Электрический режим работы параллельного гибрида

Режим помощи ускорения

Двигатель внутреннего сгорания работает на полной мощности. Электромотор предоставляет дополнительный крутящий момент и повышает, таким образом, общий крутящий момент силовой установки. Электрическая энергия для работы электромотора поступает от аккумулятора.

Режим помощи ускорения в параллельном гибриде

Рекуперация энергии

Электромотор создает дополнительный тормозной эффект для замедления автомобиля, работая при этом как генератор. Большая часть энергии движения автомобиля преобразуется в электричество и направляется к аккумулятору. Автоматическая разделительная муфта при этом открыта, чтобы не создавать торможение двигателя.

Рекуперация энергии в параллельном гибриде

Повышение момента нагрузки

Двигатель внутреннего сгорания работает с большим моментом и находится в оптимальном диапазоне расхода топлива. Часть крутящего момента направляется на привод колес. Остальная часть используется для вращения электромотора, который в этом случае заряжает аккумулятор.

Повышение момента нагрузки двигателя внутреннего сгорания в схеме параллельного гибрида

ВИДЫ ГИБРИДОВ: ЧТО ТАКОЕ ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

«Гибридный автомобиль» – вещь очень модная, а для многих – еще и загадочная. Так что же это такое, какими они бывают? Расскажем вкратце.

Мягкий гибрид BMW 7 ActiveHybrid: электродвигатель помогает в работе двигателю внутреннего сгорания
Концепт полного гибрида: BMW X6 ActiveHybrid способен полностью положиться на свой электродвигатель
Слово «гибрид» происходит из латинского языка и означает нечто, имеющее смешанное происхождение или сочетающее разнородные элементы. Применительно к автомобильным технологиям оно обозначает автомобиль с двумя типами силового агрегата. Обычно это — двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель.

В облегченных гибридных установках электродвигатель используется лишь как вспомогательный для двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Но в полноценной гибридной установке ДВС более эффективно спарен с электродвигателем. Причем электродвигатель используется довольно мощный, способный самостоятельно приводить автомобиль в движение на небольших скоростях.

Для современных автопроизводителей «гибридный автомобиль» означает нечто большее, чем простое интегрирование электромотора в силовую установку. Это – «интеллектуальное» управление потоками энергии в автомобиле. Эффективное сочетание ДВС с электродвигателями снижает расход топлива, токсичность выхлопов, улучшает динамику и комфорт при движении. Хороший пример тому – роскошный BMW 7 ActiveHybrid, о котором мы рассказывали в заметке «Активные гибриды». Сегодня автоконструкторы развивают пять основных разновидностей гибридных автомобилей.

Последовательный. В такой гибридной системе ДВС работает в максимально экономичном режиме, исключительно для того чтобы заряжать батарею электродвигателя. Сам автомобиль приводится в движение электромотором.

Параллельный. В таком гибриде ДВС и электродвигатель работают независимо друг от друга, и, в зависимости от типа (мягкий или полный гибрид), могут приводить автомобиль в движение одновременно или по очереди.

Мягкий. Здесь традиционный стартер и генератор полностью заменены на электродвигатель, который используется для запуска двигателя и его поддержки. Это помогает увеличить динамику автомобиля и снизить потребление топлива примерно на 15%. Электромотор и батареи не предназначены для того, чтобы самостоятельно приводить автомобиль в движение. Зато это дает возможность значительно их облегчить и удешевить, в сравнении с компонентами полного гибрида. BMW 7 ActiveHybrid использует как раз концепцию мягкого гибрида.

Полный. В полностью гибридных системах автомобиль может приводиться в движение электромотором на любом этапе движения: и при ускорении, и в движении с постоянной скоростью. Например, в «городском цикле» автомобиль может использовать один только электродвигатель. Компоненты системы такой концепции заметно больше, массивнее, их гораздо сложнее установить, чем в случае с «мягким» гибридом. Тем не менее, они могут значительно улучшить динамику автомобиля. Кроме того, использование только электроэнергии при движении в городе может снизить расход топлива на 20%. Полным гибридом является автомобиль BMW X6 ActiveHybrid.

Аккумуляторный. Емкость, размер и масса аккумулятора зависят от его назначения. В последние годы новые разработки в этой области значительно расширили возможность применения батарей в автомобилях. Высокая емкость и долговечность делают Li-Ion и Ni-MH источники питания полностью пригодными для использования в гибридных автомобилях.

Последовательный гибрид: техническое описание

Схема параллельного гибрида

Параллельный гибрид состоит из двигателя внутреннего сгорания (1), электромотора (5), КПП (2) и дифференциала (4). Между КПП и двигателем внутреннего сгорания находится автоматизирована разделительная муфта (6). Аккумулятор (8) предоставляет необходимую энергию электромотору (5) через силовой преобразователь (7).

Схема параллельного гибрида

Автоматизированная разделительная муфта помогает использовать автомобиль в режиме "электрической тяги" и "рекуперации" без необходимости вращать двигатель внутреннего сгорания. Независимо от двигателя внутреннего сгорания можно выбирать мощность устанавливаемого электромотора. Это позволяет оснащать подобным электромотором широкий спектр двигателей - от 3-цидиндрового до большого 8-цилиндрового.

Обычный режим работы последовательного гибрида

Параллельный гибрид отличается тем, что он может работать с двигателем внутреннего сгорания почти без потерь. Если автомобиль движется от тяги двигателя внутреннего сгорания, то компоненты электрического привода в этом случае не задействуются и не создают дополнительную нагрузку.

Обычный режим работы последовательного гибрида

Электрический режим работы параллельного гибрида

В этом случае электромотор самостоятельно приводит в движение автомобиль, энергия для его работы поступает из аккумулятора и регулируется силовым электронным блоком. Двигатель внутреннего сгорания в этом режиме отключен.

Электрический режим работы параллельного гибрида

Режим помощи ускорения

Двигатель внутреннего сгорания работает на полной мощности. Электромотор предоставляет дополнительный крутящий момент и повышает, таким образом, общий крутящий момент силовой установки. Электрическая энергия для работы электромотора поступает от аккумулятора.

Режим помощи ускорения в параллельном гибриде

Рекуперация энергии

Электромотор создает дополнительный тормозной эффект для замедления автомобиля, работая при этом как генератор. Большая часть энергии движения автомобиля преобразуется в электричество и направляется к аккумулятору. Автоматическая разделительная муфта при этом открыта, чтобы не создавать торможение двигателя.

Рекуперация энергии в параллельном гибриде

Повышение момента нагрузки

Двигатель внутреннего сгорания работает с большим моментом и находится в оптимальном диапазоне расхода топлива. Часть крутящего момента направляется на привод колес. Остальная часть используется для вращения электромотора, который в этом случае заряжает аккумулятор.

Повышение момента нагрузки двигателя внутреннего сгорания в схеме параллельного гибрида
ссылки пртнеров