Гибрид заряжаемый от розетки

Преимущества, недостатки и правила зарядки гибридного автомобиля

Ввиду постоянного роста цен на топливо многие автолюбители готовы искать замену машинам с двигателями внутреннего сгорания. Главной альтернативой обычным автомобилям становятся электромобили. Однако из-за высокой стоимости, плохого развития сети зарядных станций, а также дороговизны обслуживания эти машины пока не набрали должной популярности.

• Нужно ли заряжать гибридные автомобили
• Правила зарядки гибридного аккумулятора
  • Видео: Как заряжать гибридный аккумулятор
• Преимущества и недостатки гибридных батарей

Оптимальным вариантом в этом случае могут стать гибриды, которые включают в себя как привычный мотор, так и электродвигатель. Согласно подсчётам, такие машины способны потреблять на 20–40% меньше топлива, поскольку используют смешанный тип источника энергии, что существенно экономит финансы его владельца. Однако, стоит внимательно разобраться, так ли всё гладко в использовании гибридных авто.

Нужно ли заряжать гибридные автомобили

Основной принцип работы гибридного автомобиля заключается в использовании энергии, возникающей при торможении, для зарядки своего аккумулятора. Данная свободная энергия, питая электромотор, приводит в движение машину, чем значительно сокращает расход топлива.

Многие гибриды способны преодолевать небольшое расстояние на низких скоростях только посредством использования электромотора. Когда же возникает необходимость увеличения скорости либо при разряженном аккумуляторе, автоматически запускается ДВС. Одновременно в процессе движения авто происходит зарядка батареи.
Важно! Ни в коем случае нельзя заряжать аккумулятор большими токами, это может привести к порче пластин (при разогреве, вода испаряется, а концентрация кислот возрастает).
Многие автолюбители задаются вопросом, можно ли зарядить аккумуляторную батарею посредством розетки. Это зависит от электрификации гибридных авто. Существует несколько видов:

• Микрогибрид — за счёт рекуперации энергии в процессе торможения происходит зарядка АКБ.
• Мягкий гибрид — не предусматривает работу исключительно на электричестве. Объём батареи невелик, что даёт возможность заряжать её во время торможения.
• Полный гибрид — может задействовать электрическую часть при поездках по городу, однако при высокой скорости автоматически переключается на двигатель внутреннего сгорания. Такой автомобиль не заряжается от розетки (подзарядка происходит только в процессе рекуперации).
• Гибрид-плагин — автомобили с большими батареями, которые способны приводить машину в движение и проезжать достаточно значительные расстояния (обычно, до 20–25 км) только на электрической энергии, без включения бензинового двигателя. Объём таких аккумуляторов не позволяет полностью заряжаться посредством энергии торможения, а потому их необходимо подзаряжать от сети. Особенно важно проводить такую процедуру в холодное время года, поскольку эффективная зарядка начинается только после полного прогрева аккумулятора.

Правила зарядки гибридного аккумулятора

Процедура заряжения гибридного АКБ мало чем отличается от зарядки обычных автомобильных аккумуляторов, а потому нужно принять во внимание всего несколько рекомендаций:

• при нехватке времени подпитка батареи проводится током, который не превышает 10% значения ёмкости (например, при аккумуляторе 60Ач, сила тока не должна превышать 6 А);
• при снятии аккумулятора (например, при обслуживании) подаваемый ток не должен превышать 2 А;
• электрическое напряжение должно находиться в пределах штатного — 13,8–14,2 В;
• все банки должны быть полностью покрыты электролитом, поэтому по надобности можно долить дистиллированную воду;
• после роста напряжения до 14,2 В и падения ампер до 0,3–0,5 А аккумулятор считается практически полностью заряженным.

Рекомендуем для прочтения:

• Растаможка гибридных автомобилей
• Гибридный двигатель — как он работает
• Устройство электромобиля — как работает транспорт
• Какие бывают автомобильные аккумуляторы

Существует также ряд новых моделей гибридов, особенностью которых является размер их аккумуляторов — несколько меньше, чем АКБ электромобиля, но больше, чем у стандартного гибрида. Благодаря этому батареи имеют возможность дозарядки от сети, как и обычные электромобили.

Видео: Как заряжать гибридный аккумулятор

Преимущества и недостатки гибридных батарей

Как и все разновидности автомобилей, гибриды в эксплуатации имеют как свои достоинства, так и недостатки. Среди основных преимуществ отмечается:

• Экономичность — благодаря уравновешиванию технических показателей, в гибридных автомобилях не только удалось сохранить все стандартные характеристики (показатели мощности, скорость, возможность быстрого разгона), но и дополнительно сохранять энергию, направляя её на зарядку аккумуляторной батареи. Помимо этого, такой принцип работы привёл к меньшему износу тормозных колодок, возможности движения только на электродвигателе, рекуперативном торможении и полной остановке мотора при необходимости.
• Экологичность — показатели экологической чистоты значительно возрастают за счёт снижения расхода топлива, а также полной остановки двигателя на дорогах (например, в пробках или любых других местах скопления машин). Помимо этого, в гибридах используется батарея меньшей ёмкости, чем в электромобилях, а потому понижается проблема утилизации АКБ.
• Высокие показатели ходовых характеристик — благодаря особенностям конструкции, при резкой необходимости усиления тяговой нагрузки, одновременно начинают работать как ДВС, так и электродвигатель. Такой подход позволяет значительно экономить на установке мощного двигателя и может успешно использоваться в спортивных автомобилях и внедорожниках.
• Дальность пробега — из-за параллельной работы двух двигателей значительно сокращаются заезды на заправки, что не только экономит деньги, но и сохраняет время.
• Минимальный уровень шума — в отличие от автомобилей, работающих на двигателях внутреннего сгорания, гибриды значительно тише.
• Зарядка АКБ — в отличие от электромобилей, которые имеют достаточно долгий процесс зарядки аккумулятора, в гибридах этот недостаток устранён. Батарея заряжается прямо в процессе движения и торможения авто.

Имеются и некоторые минусы гибридных автомобилей:

• Сложность эксплуатации — гибридные авто имеют более сложный механизм функционирования, что также отражается на стоимости машины. Этот фактор приводит также к дороговизне обслуживания, поскольку далеко не все автомеханики могут взяться за ремонт, да и те, кто может, делают это с большой неохотой.
• Переработка АКБ — как и электромобили, гибриды требуют периодической замены аккумуляторов, процессу утилизации которых не предоставлено нужного внимания. Без должной переработки батареи могут нести опасность окружающей среде.

Для продления срока службы аккумуляторной батареи её заряд нужно постоянно поддерживать на уровне 40–60%.

Невзирая на то что гибридные авто ещё не набрали надлежащей популярности, механизмом их функционирования интересуются многие автолюбители. И это вполне объяснимо — такие машины достаточно легки в управлении и обслуживании, значительно экономят время и средства водителя, а также положительно влияют на экологию. Последний фактор также является важным, поскольку загрязнение окружающей среды остаётся острым вопросом в условиях большого количества автомобилей с ДВС.

Источник

Подзаряжаемый гибрид – автомобиль ближайшего будущего

В своем время мы рассказывали вам о водородных автомобилях как автомобилях будущего. Но сколько авторов – столько и мнений. Сегодня я постараюсь рассказать, почему основную ставку стоит делать на подзаряжаемый гибрид как на автомобиль ближайшего будущего. Причем будущего, которое наступает прямо сейчас.

Почему «автомобиль будущего» – это подзаряжаемый гибрид

Есть революционеры громкие, а есть тихие: не видно, не слышно, но вдруг смотришь – а они уже изменили мир. Вспомним такие модели, как Mitsubishi Outlander PHEV, Volvo V60 Plug In Hybrid, Volkswagen Golf GTE – эти три автомобиля фактически являются воплощением тихого революционера. Революционера по имени «подзаряжаемый гибрид», который уже перевернул автомобильный мир.

Идеальный семейный автомобиль: просторный дизельный гибридный универсал Volvo V60 Plug In Hybrid с полным приводом и возможностью проехать до 30 км только на электричестве. Весь секрет его успеха – а тираж уже составляет около 5 000 экземпляров – в том, что этот автомобиль не заставляет жертвовать чем-то ради эко-темы, как это происходит в случае с электромобилями.

Подзаряжаемый гибрид – это автомобиль, который имеет двигатель внутреннего сгорания, электромотор, гибридный модуль (управление двумя моторами), аккумуляторную батарею с возможностью ее подзарядки от розетки (как в электромобиле). Его главная особенность в том, что аккумулятор здесь средних размеров: меньше, чем в электромобиле, и больше, чем у обычного гибрида. К примеру, в трех перечисленных автомобилях аккумулятор имеет емкость 9-11 кВт против 24 кВт у Nissan Leaf и 60-85 кВт у Tesla Model S. И это решает все!

Во-первых, такой аккумулятор значительно компактнее и легче, чем у привычного электромобиля. Во-вторых, он и значительно дешевле, что непосредственно сказывается на цене автомобиля. Третье – зарядить небольшой аккумулятор получается заметно быстрее: для этих трех моделей время заряда АКБ составляет 3-5 часов против 8-15 часов для электромобиля (сейчас мы говорим о зарядке от обычной сети, без использования специальных «ускоренных» зарядных станций с повышенным напряжением и/или силой тока). Конечно, и пробег на чистом электричестве будет значительно меньше – примерно 30 реальных км, и до 50 км в идеальных тестовых условиях. Однако 30-40 км – это именно то расстояние, которое многие проезжают ежедневного по дороге на работу и обратно. И даже если закончится электричество в АКБ, то не наступит «конец света»: автомобиль просто запустит ДВС и поедет дальше, что особенно актуально при длительных путешествиях на несколько сотен километров и чего сегодня боятся большинство электромобилей.

Интересно, что конструкция всех трех вышеназванных автомобилей кардинально разная. К примеру, кроссовер Mitsubishi Outlander PHEV является больше электромобилем с электромоторами на обеих осях, в то время, как бензиновый ДВС подключается только к передним колесам и через редуктор с передаточным числом 0,95 (традиционной КПП нет, фактически ДВС может работать только при «трассовых» скоростях от 70-80 км/ч и выше). Универсал Volvo оснащен привычным дизелем и «автоматом», которые приводят передние колеса, а электромотор установлен на задней оси. В зависимости от выбранного режима, «швед» может быть с передним, задним, полным приводом. Ну а компактный VW Golf GTE построен по принципу привычного гибрида: бензиновый турбо-мотор TSI, робот-автомат DSG, электромотор между ними, аккумуляторная батарея в задней части автомобиля. Привод – традиционно передний.

Их много и они уже здесь

На самом деле автомобилей, которые построены по принципу подзаряжаемого гибрида достаточно много. Причем многие из них уже не просто добрались до конвейера, а и успели стать хитами продаж. На фоне чего некоторые ключевые авто-производители, к примеру, Mercedes, даже заявили, что будут делать особую ставку на подобный тип машин. Та же компания Mercedes даже инвестирует в строительство собственной фабрики аккумуляторных батарей.

Chevrolet Volt: один из первых знаковых подзаряжаемых гибридов. Наработки начались еще в 2005-2006 году, в 2007-м были показаны первые концепты, а в 2010 стартовало серийное производство. В какой-то момент GM пришлось остановить производство Volt по причине низкого спроса, но уже тогда счет шел на 7-10 тыс. автомобилей. Однако в результате автомобиль себя оправдал – иначе сегодня мы бы не ждали уже второе поколения Volt-а.

Одним из первенцев данного класса стала парочка Chevrolet Volt и Opel Ampera. Причем еще в далеком 2010 году. Затем были наработки от японцев – рассмотренный выше Mitsubishi Outlander PHEV и Toyota Prius Plug-in. Добавьте к этому гибрид Volvo V60, целое семейство автомобилей от VW Group, построенных на схожей технике (Golf GTE, Audi A3 e-tron, VW Passat GTE, Skoda обещает гибрид с аналогичной техникой на базе нового Superb). Плюс «инновационный революционер» BMW i3, которые предлагается в варианте с «удлинителем хода» в виде небольшого бензинового мотора: так автономный пробег увеличивается с чисто «электрических» 120-140 км до 300 км. Наконец, в этом классе уже даже существуют свои суперкары – BMW i8 и Porsche 918 Spyder: впечатляющая динамика и смешной расход. Словом, счет уже серийных и вполне реальных автомобилей пошел на десятки. Даже без учета всех концептов, наработок, мелких серий и т.д. Причем прямо сегодня уже готовится второе поколение Chevrolet Volt, а за ним обещают и второе поколения Opel Ampera.

Причем цена этих решений не так уж и велика. К примеру, VW Golf GTE в Европе будет стоить около 36 тыс. евро, Audi e-tron обойдется в 38 тыс. евро. В схожую сумму оценен и BMW i3 – около 35 тыс. евро чисто электрическая версия и менее 40 тыс. евро гибридная версия с «удлинителем хода». Модель Mitsubishi Outlander PHEV в Европе стоит около 49 тыс. евро, а странах СНГ стоит порядка 50-60 тыс. долларов. Универсал Volvo V60 Plug In Hybrid в Европе оценен в 57 тыс. евро, а в странах СНГ – 80 тыс. долларов. Дорого? Но не забывайте, что такие автомобили обычно предлагаются в хороших версиях с массой дополнительного оборудования и не базовым мотором.

К примеру, компания VW ставит модель Golf GTE в один ряд с версиями GTI да GTD. И пусть «горячий» бензиновый Golf GTI оказывается и быстрее, и дешевле (но прожорливее), однако с «подогретой» дизельной версией GTD бензиново-гибридный GTE уже сравним и по цене, и по расходу, но выигрывает в инновациях и стоимости 1 км пробега.

Кстати, а каков какой расход топлива у подобных гибридов? Паспортные данные большинства подобных автомобилей дают нам цифру около 1,5-3 л/100 км.

Гениальный в своей конструкции Porsche 918: 887 л.с., 652 кВт, 2,6 с до 100 км/ч, 345 км/ч. И смешной заявленный расход в 3,1 л/100 км. Гибрид – это уныло? Ну-ну…

Однако это не столько достижение подзаряжаемого гибрида, сколько хитрости в методике расчета расхода топлива. К примеру, уже выработана новая методика расчета расхода NEFZ, где принято, что гибрид проходит 2/3 дистанции из условных 100 км на электротяге и лишь 1/3 дистанции – при работающем ДВС. Таким образом, если реальный расход топлива при работе ДВС составляет 6л/100 км, то по циклу NEFZ он может вполне быть отмечен на уровне 2л/100 км. Еще один циклы для измерения расхода топлива – NEDC – вообще предусматривает тестовый пробег в 11 км, который подобные гибриды могут покрыть и без капли топлива. Сегодня появился и «глобальный цикл» замеров расхода – WLTP – где будут учитываться сразу два расхода топлива: с полностью заряженной и с полностью пустой батареей.

Именно поэтому, когда мы говорим о расходе топлива подзаряжаемого гибрида, следует уточнять в каком именно режиме. Если при пробеге в городе, на дистанции 30-40 км, то можно говорить о нулевом расходе топлива, и потреблении только электричества. Тогда зарядка аккумулятора на 10 кВт/ч (около 30 км пробега) будет стоить от 2,37 грн. до 13,4 грн. (в зависимости от тарифа на электроэнергию), т.е. 100 км пробега обойдется в 7-40 грн. К примеру, 100 км пробега дизельного VW Golf GTD (двигатель 2,0 TDI с расходом в городе 5-5,5 л/100 км) обойдутся в 85-90 грн. Но когда мы говорим о дальней поездке по трассе, то в игру вступает традиционный ДВС (бензин, дизель), и расход гибрида становится равным расходу обычной версии этой модели с традиционным мотором. К примеру, условный расход топлива для того же Golf GTE составляет 4,5 л бензина 100 км, в тоже время, когда Golf GTD потребует 4 л дизельного топлива. При условном равенстве цен между двумя видами топлива (95+ и ДТ-евро), экономия гибрида на трассе равна нулю. Таким образом, современный подзаряжаемый гибрид великолепно оправдывает себя при частных поездках в городе, но не может предложить ни одного значимого преимущества, если речь идет о частых трассовых поездках на дальнее расстояние.

Конечно, еще есть вопрос стоимости и срока службы аккумуляторной батареи, однако этот вопрос актуален и для электромобилей, причем он там даже более важен. Коротко можно сказать, что батарея в подзаряжаемом гибриде будет стоить меньше ввиду более компактного размера, и должна служить дольше, ведь ей будет помогать обычный ДВС. В тоже время батарея гибрида будет модернизироваться одновременно с модернизацией батарей электрокаров: увеличение емкости, снижение цены, больше срок службы, быстрее заряд. И если, к примеру, электромобили будут полностью заряжаться за 3 часа, а их батарея будет стоить 1 тыс. долларов, то подзаряжаемый гибрид на этом этапе развития будет, к примеру, заряжаться за 1 час, а его батарея будет стоить 500 долларов. Важно понимать – эволюционное развитие аккумуляторов электромобилей и подзаряжаемых гибридов будет идти параллельно, и электромобили не смогут выиграть войну с гибридами до тех пор, пока не появится революционное решение в области батарей и/или способа поставки электроэнергии: быстрая зарядка, пробег до 400-500 км, низкая цена и т.д.

Однако у подзаряжаемых гибридов есть и другой важный вопрос – где размещать батарею? Ведь нужно найти место и для топливного бака. К примеру, для внедорожника актуально размещение батареи вдоль всего днища – клиренс позволяет. Но высокий кузов внедорожника плохо сказывается на аэродинамике, что влияет на расход топлива – и зачем тогда гибрид? В легковых гибридах батарею размещают, как правило, в задней части автомобиля, под сиденьем второго ряда. Но тогда батарея или заставляет уменьшать топливный бак (до 20-25 литров) и/или выдавливает его в область задней подвески и заднего свеса. А там уже может покоиться запасное колесо или «докатка» – приходится их убирать или менять форму багажника. Еще один вариант – топливный бак оставляют на месте, под сиденьем второго ряда, а саму батарею укладывают в багажник (без запасного колеса или «докатки»). В обоих случаях мы получаем уменьшение объема багажного отсека. Словом, этот вопрос компоновки еще требует решения.

Альтернативные гибриды

Класс подзаряжаемых гибридов вырос на стыке традиционных гибридов и электромобилей. В итоге он сейчас угрожают своим обоим прародителям. И появление подзаряжаемой версии для Toyota Prius явно показывает подобный вектор развития. Но и в самих гибридах еще не все ясно.

К примеру, почему вместо более экономичного дизеля гибриды обычно строятся на базе бензинового мотора? Потому, что бензиновый ДВС дешевле, он будет работать только в трассовых экономичных режимах, потому, что механически сложно объединить высокий крутящий момент дизеля с электромотором. Кстати, именно из-за последней причины редкие дизельные гибриды Citroen DS5 Hybrid 4, Peugeot 508 RXH, Volvo V60 Plug In Hybrid, имеют электрический модуль на задней оси и превращаются в полноприводные модели. При этом механической связи между передними колесами с дизельным ДВС и задними колесами с электромотором фактически и нет, если не считать дороги.

Еще вопрос: другие гибридные системы, без электрической батарей. Встречались наработки с конденсаторами и маховиками, но они не доказали свою эффективность. Наиболее интересным в плане «альтернативных гибридов» сегодня выглядит технология Hybrid Air от французов PSA Peugeot Citroen: здесь использована связка гидромотора, гидроцилиндра, пневматического насоса и баллона. Для запасания энергии используется обычный воздух, который сжимается в баллоне при торможении. А при разгоне этот воздух выходит, проталкивает жидкость, она вращает гидромотор, который, в свою очередь, и снимает нагрузку с основного ДВС – вот и экономия топлива.

Citroen C4 Cactus Airflow 2L: пример, как современными, но реальными технологиями (Hybrid Air, малообъемный бензиновый мотор VTi, тщательная работа с аэродинамикой, эко-шины) можно добиться расхода топлива в 2л/100км.

В плюсах у подобного решения – низкая цена ввиду отсутствия АКБ, длительный срок эксплуатации (нет необходимости менять АКБ), небольшая прибавка в весе (максимум +100 кг всей системы). Но в минусе – невозможность подзарядки, сложность конструкции, необходимость доводки системы до серийного варианта, который обещают в 2015-2016 году.

Выводы: что нас ждет в ближайшем будущем?

В ближайшие 5-10 лет мы увидим засилье автомобилей, построенных по принципу подзаряжаемого гибрида: их цена уже сейчас не слишком велика, они обещают чистые и дешевые поездки по городу (30-50 км), не боятся длительных поездок. Надеюсь, мы увидим и недорогие альтернативные гибридные системы для компактных автомобилей, наподобие Hybrid Air. Одновременно с этим будет продолжаться и развитие электромобилей. За ними – далекое будущее. А до тех пор – копите деньги на подзаряжаемый гибрид.

PS: В следующей статье мы детально расскажем об электромобилях, и о том, почему электромобиль – это транспорт будущего, но далекого будущего. Самые актуальные вопросы: цена электромобилей; автономный пробег; срок службы и стоимость аккумуляторов; время зарядки электромобиля; альтернатива зарядке в частности и электромобилям в целом. Ждите – будет интересно!

Источник