Що таке гібридний автомобіль?

Якихось тридцять років тому потужні двигуни, які споживають багато палива, були безальтернативною нормою для елітних автомобілів. Дана ситуація могла б тривати і далі, якби людство не зіткнулося з жахливим фактом нестачі природних ресурсів і проблемою глобального потепління. Крім того, все більша кількість людей стала усвідомлювати, що спалювати дорогоцінне паливо – це дуже коштовне задоволення. Багато хто пригадав слова видатного хіміка Дмитра Менделєєва: «Спалювати нафту – все одно, що топити піч асигнаціями». Якщо хто не знає, асигнації – це, іншими словами, гроші.

Поступово люди стали пильніше дивитись на альтернативні джерела енергії. Найбільше шукають альтернативу власники автомобілів – адже саме для них дорога нафта, і, відповідно, паливо, стали «боляче бити по кишені». Виробники авто підхопили нове віяння і почали активно розвивати напрямок гібридних автомобілів. Особливо варто відзначити Toyota, одну з перших компаній, яка почала випускати гібридні кросовери, зухвало захопивши ринок розкішних автомобілів під маркою Lexus.

Оскільки дана тема стає все більш популярною, сьогоднішню статтю ми хочемо присвятити гібридним автомобілям: що це таке, історія виникнення, і переваги технології гібридних агрегатів.

Трохи теорії про гібриди

Давайте почнемо з визначення того, що таке гібридний автомобіль. Гібридний автомобіль – це будь-який тип транспортного засобу, що має два і більше джерела енергії. У випадку автомобіля гібрид – це той, який поєднує в собі двигун внутрішнього згоряння і електродвигун, який може живитися від гібридної акумуляторної батареї. Багато гібридів мають бензинові двигуни з системою рекуперації енергії, що робить їх найефективнішими автомобілями в світі.

Іншими прикладами гібридів можуть служити вітрильники, що працюють від вітру і від мотора, або локомотиви, які можуть працювати на дизелі і на електриці.

Гібриди існують вже досить довгий час, але все більшу популярність отримали завдяки нафтовій кризі, зростанню цін на викопне паливо, більш дешевим технологіям і більшій екологічній обізнаності. Гібридні автомобілі не вважаються ідеальним рішенням, але вони є чудовою альтернативою поточній ситуації в короткостроковій і середньостроковій перспективі, завдяки ефективним системам використання альтернативних джерел енергії.

Історія розвитку технології гібридних автомобілів

• Перші технології гібридів використовувалися ще в 19 столітті, під час буму електричних і парових двигунів. У той час різні вчені і промисловці з різних куточків світу прагнули виробляти енергію найбільш доступними способами, коли добувати і транспортувати вуглеводні (як, втім, і сьогодні) було надзвичайно складно.
• Перший прототип акумуляторної батареї був винайдений в 1803 році німецьким фізиком Йоганном Ріттером. А перезаряджувана батарея була винайдена французьким вченим Гастоном Планте, трохи пізніше, — в 1859 році. Його свинцево-кислотну батарею можна вважати першою повноцінною акумуляторною батареєю. До цього всі батареї після використання повністю розряджалися, і потім ставали непотрібними. Винахід акумулятора, що перезаряджається, Гастона Планте допомогло вирішити проблему перших батарей.
• Перші прототипи гібридних автомобілів були розроблені в 1899 році. У Сполучених Штатах компанія Batton Motor Vehicle Corporation з Чикаго спроектувала гібридну вантажівку з комбінацією електричного і бензинового двигунів. Роком пізніше, в 1900 році, інша американська компанія – Fischer – представила публіці перший гібридний автобус. Він мав запас ходу трохи більше 60 км за рахунок використання тільки електроенергії, що зберігається в батареях. Модель не мала механічного зв’язку між двигуном внутрішнього згоряння і колесами, тому не вимагала трансмісії або зчеплення.
• Перший гібрид представницького класу був розроблений компанією Lexus в 1987 році.

Класифікація гібридних автомобілів

Гібриди можна розділити на три типи залежно від їх конфігурації:

Гібридний електромобіль. Електродвигун відповідає за рух автомобіля. Двигун внутрішнього згоряння не має механічного зв’язку з колесами, тому його роль полягає виключно у виробленні електроенергії. Цей двигун працює з оптимальною потужністю і заряджає акумулятор до повного заряду, після чого він тимчасово відключається. Тяга завжди забезпечується електродвигуном.

Паралельний гібрид. І двигун внутрішнього згоряння, і електродвигун використовуються для одночасного приводу ведучих коліс. Тут двигун внутрішнього згоряння в першу чергу приводить в рух транспортний засіб, а електродвигун відповідає за надання додаткової підтримки при необхідності. В результаті автомобіль ніколи не зможе рухатися в повністю електричному режимі. Це відносно просте рішення, але не найефективніше.

Послідовно-паралельний гібрид. Тут і електродвигун, і двигун внутрішнього згоряння можуть приводити в рух транспортний засіб (вони обидва мають механічне з’єднання з колесами), і автоматика автомобіля автоматично вирішує, чи використовувати один або обидва двигуни, в залежності від умов руху. Ця передова конструкція робить його дуже ефективним механічно-електричним рішенням.

Переваги гібридних автомобілів

• Підвищена ефективність: можливість подорожувати на великі відстані з меншою витратою палива
• Автономність: не потрібно заряджати гібридну батарею, економлячи час і енергію
• Економічність: поєднання бензинового двигуна і електродвигуна знижує витрату палива до 40%.
• Менша кількість деталей = менша зношеність = менші витрати на технічне обслуговування
• Більш плавний хід + плавніше водіння = менше стресу
• Турбота про навколишнє середовище: менше викидів CO₂ і NO_X. Гібрид здатний утилізувати і накопичувати енергію, на відміну від інших видів транспортних засобів, які просто викидають її в атмосферу.