Гибри́дный автомоби́ль (гибрид) — автомобиль, использующий для привода ведущих колёс более одного источника энергии.


Модель 1997 года
Основными типами гибридных автомобилей являются:
- гибрид (hybrid electric vehicle, HEV, незаряжаемый гибрид) — автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем и небольшой электрической аккумуляторной батареей. В таком автомобиле возможность зарядки от внешнего источника тока не предусмотрена, энергия для электродвигателя вырабатывается при торможении, а сам электродвигатель имеет вспомогательную функцию.
- заряжаемый гибрид (подключаемый гибрид, plug-in electric vehicle, PHEV)—автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, одним или несколькими электродвигателями, и тяговой батареей, которая может быть заряжена от внешнего источника электрического тока.
Статистика продаж
правитьЗа первые 7 месяцев 2024 года продажи заряжаемых гибридов в мире выросли на 50 % в годовом исчислении. Согласно некоторым прогнозам, доля заряжаемых гибридов среди автомобилей будет расти до середины 2030-х годов.[1]
За первые 10 месяцев 2024 г. доля гибридных автомобилей (HEV) в странах ЕС была более 30% от проданных автомобилей, в то время как доля заряжаемых гибридов составила 7%.[2]
В августе 2024 года представители Toyota сообщили о планах по переводу большей части автомобилей на гибридные версии. При этом в 2024 году гибриды приносили 37 % продаж компании.[1]
В России: с января по июнь 2024 года доля новых гибридных авто увеличилась больше чем в два с половиной раза: с 1,1 % от всех автомобилей в январе до 2,7 % в июне.[2] По итогам 2024 года среди проданных новых автомобилей доля гибридов составила 4% (включая заряжаемые гибриды).[3]
В первом квартале 2025 года в странах ЕС продажи гибридных автомобилей составляли более 40% от общего числа автомобилей. При этом продажи заряжаемых гибридов составляли 7,6%, а незаряжаемых—35,5%.[4]
Общий принцип и типовые схемы
правитьПо методу подключения двигателей и накопителя к приводу:[5]
- Последовательная: по сути является модификацией электромеханической трансмиссии с добавлением промежуточного накопителя. Двигатель внутреннего сгорания механически соединён только с электрогенератором, а тяговый электродвигатель — только с колёсами. Пример: Chevrolet Volt (с оговорками, так как у последних моделей есть соединение ДВС — привод).
- Параллельная: и двигатель внутреннего сгорания, и электродвигатель механически соединены с колёсами посредством дифференциала, который обеспечивает возможность их работы как по отдельности, так и совместно. Эта схема используется в автомобилях с Integrated Motor Assist (Honda). Характеризуется простотой (возможно применение вместе с механической коробкой передач) и низкой стоимостью.
- Последовательно-параллельная: двигатель внутреннего сгорания, генератор и электродвигатель механически связаны друг с другом и с колёсами посредством планетарного редуктора, что позволяет произвольно изменять потоки мощности между этими узлами. Схема реализована в автомобилях с Hybrid Synergy Drive (Toyota), например, Toyota Prius
Главные преимущества гибридного автомобиля:
- снижение расхода топлива и вредных выхлопов.
- возможность использования разных источников энергии (бензин и электричество, водород и электричество и др.)
- улучшенные потребительские свойства (быстрее разгон)
При применении электротрансмиссии двигатель, работающий на обычном топливе, вращает электрогенератор; вырабатываемый ток через систему управления передаётся на электродвигатели, которые и приводят в движение транспортное средство. В этом случае уместно сравнение с размещённой на электромобиле электростанцией, вырабатывающей электричество для его движения. Схема работы гибридного автомобиля в целом аналогична, но значительно модифицирована, в первую очередь добавлением промежуточного накопителя энергии — как правило, аккумуляторной батареи, имеющей меньшую, чем у «чистого» электромобиля, ёмкость и, соответственно, вес.
Гибридный автомобиль сочетает в себе преимущества электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания: больший коэффициент полезного действия электромобилей (80—90 % по сравнению с 35—50 % у автомобилей с ДВС) и большой запас хода на одной заправке автомобиля с ДВС.[6]
Гибридные автомобили стали компромиссным решением таких недостатков электромобилей как значительная масса аккумуляторов и необходимость их длительной зарядки, недостаточно развитая инфраструктура зарядных станций и недостаточная дальность пробега.
Сравнение с другими автомобилями
правитьПо многим характеристикам сравнение гибридов с другими автомобилями совпадает с аналогичным сравнением для электромобилей.
Преимущества
- Меньший расход топлива и снижение экологической нагрузки
- Двигатель внутреннего сгорания в гибридном автомобиле может работать только в самом оптимальном для себя режиме, избегая критических нагрузок, при которых чрезмерно расходуется топливо, моторное масло и быстро изнашиваются детали самого двигателя и трансмиссии[7].
- Гибридный автомобиль может обойтись без дорогих, громоздких и не всегда надёжных коробки переключения скоростей, карданной передачи и в дифференциала угловой скорости вращения поворачиваемых колёс[8].
- В любом автомобиле, оснащённым ДВС, есть небольшой генератор и небольшой аккумулятор для работы бортовой электросети и вращения электростартера, которые в гибридном автомобиле становятся мощнее и подключаются к вращению колёс[9].
- Благодаря грамотному перераспределению мощности гибридный автомобиль может быстро разгоняться, и иметь высокую скорость.
- Каждое из четырёх колёс гибридного автомобиля может иметь свой электродвигатель и поворотный механизм для улучшения его проходимости на бездорожье.
- Для подзарядки своего электрического аккумулятора гибридный автомобиль может использовать рекуперативное торможение и свои амортизаторы вырабатывающие электроэнергию[10][11] , а также может использовать разные источники энергии (безнин и электроэнергию, водород и электроэнергию и пр.)
Преимущества заряжаемых гибридов
правитьЗаряжаемые гибриды заряжать не обязательно, но у владельца есть и такая возможность: водитель получает преимущества (быстрое ускорение, снижение потребления топлива) и пр. Машину можно использовать как электромобиль часть пути, а как только заряд падает ниже определённого уровня, включается небольшой бензиновый или дизельный двигатель и машина едет дальше.
Опасность для пешеходов и требования к минимальному уровню шума
правитьСуществуют опасения, что заряжаемые автомобили представляют повышенную опасность для пешеходов по сравнению с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания из-за своей бесшумности при движении на электрической тяге.
В Австралии требования минимального уровня шума гибридных автомобилей и электромобилей вводится с ноября 2025 года. [12]. В США документ, вводящий аналогичные требования, называется "Minimum Sound Requirements for Hybrid and Electric Vehicles" [13].
История разработок
правитьПервым автомобилем с гибридным приводом считается Lohner-Porsche, разработанный конструктором Фердинандом Порше в 1900—1901 годах. В США гибридные автомобили начал разрабатывать Виктор Воук в 60-е — 70-е годы.
В 1980 году компания Volvo проводила эксперименты с маховиком, разгоняемым дизельным двигателем и электродвигателем, используемым для рекуперации тормозной энергии. Впоследствии от этого проекта отказались в пользу гидравлических аккумуляторов.
В СССР и России
правитьВ СССР работы по разработке гибридных автомобилей велись, в частности, под руководством Нурбея Гулиа. На созданном им прототипе на базе грузовика УАЗ-450, в котором накопителем энергии являлся маховик, а трансмиссией — ленточный вариатор, удалось достичь экономии топлива около 45 %.[14][15]
В Курске в 1972-73 годах Н. В. Гулиа были проведены испытания городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами и вариаторами. Также были построены и испытаны гибридные силовые агрегаты для автобусов на основе гидропривода, в которых роль накопителя энергии выполняли баллоны со сжатым азотом и маслом. Несмотря на различные принципы действия этих «гибридов» эффективность их оказалась близкой друг к другу — расход топлива снижался примерно вдвое, а токсичность выхлопа — в несколько раз[16]. Однако эти технологии не были востребованы ни советской автомобильной промышленностью[16], ни мировой, поскольку уровень техники тех лет ещё не позволял сделать такой привод достаточно надёжным и гибким при умеренной цене.
В 1991 году в лаборатории перспективных разработок Московского автомеханического института был сделан одноместный экспериментальный гибридный автомобиль типа «карт» (стартовавший за счёт энергии заряженного конденсатора, во время движения использовавший двигатель внутреннего сгорания мощностью 5 л. с., а энергия при торможении использовалась для зарядки стартового конденсатора)[17].
В 2010-х годах появился Ё-мобиль — российский проект, нацеленный на создание автомобиля, работающего на электричестве, получаемом от генератора с газовым (бензиновым, дизельным) роторно-лопастным двигателем и ёмкостного накопителя энергии. В 2013 году проект Ё-мобиль из-за недостатка финансирования был свёрнут, документация передана НАМИ.
В 2024-м году компания Evolute объявила о старте производства первого российского гибридного кроссовера i-Space[18].
В ноябре 2024 года было объявлено, что НАМИ получит из российского бюджета 84 млрд рублей на разработку единой унифицированной платформы для массовых российских автомобилей, а основной конфигурацией предполагается сделать последовательный гибрид.[3]
Налогообложение в России
править- В 2024 г. при рассчете налога на транспортное средство
- на последовательные гибриды мощность рассчитывалась как сумма мощности электродвигателей
- на параллельные гибриды мощность рассчитывалась как сумма мощности электродвигателей и двигателя внутреннего сгорания
- В декабре 2024 на сайте ФНС России было опубликовано соответствующее разъяснение: "Для исчисления транспортного налога в отношении легкового автомобиля с КЭУ параллельного типа учитывается суммарно максимальная 30-минутная мощность электродвигателя и мощность двигателя внутреннего сгорания. Для КЭУ последовательного типа – мощность двигателя внутреннего сгорания, не имеющего механической связи с трансмиссией и предназначенного для выработки электроэнергии, не учитывается."[19]
- В вышеуказынных случаях государственные органы часто относят гибридные автомобили без возможности зарядки к параллельным гибридам и взымают налоги выше, чем у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.[20]
Гибридные автобусы
правитьАвтобусы с гибридными (дизель/электричество) силовыми установками разрабатывают и производят:
- New Flyer Industries — Канада. Выпускает гибридные автобусы с 1997 года.
- DaimlerChrysler — автобус Orion VII. Гибридная схема разработана совместно с компанией BAE Systems;
- General Motors — Гибридная схема GM/Allison разработана совместно с DaimlerChrysler и BMW;
- Optima Bus Corporation (США) — Гибридная схема разработана совместно ISE-Siemens;
- Enova (США);
- First Automotive Works (FAW) (Китай) — Гибридная схема Enova;
- Solaris Bus & Coach (Польша) — Гибридная схема GM/Allison;
- APTS (Нидерланды) — Гибридная схема GM/Allison (Phileas);
- Optare Group (Великобритания) — Гибридная схема GM/Allison;
- Nova Bus (Канада) — Гибридная схема GM/Allison;
- DesignLine International Holdings (Новая Зеландия). На автобусах установлены микротурбины компании Capstone MicroTurbine и аккумуляторы;
- Beiqi Foton Bus (Китай) — Гибридная схема Eaton Corporation.
- ЛИАЗ (Россия) — автобус ЛиАЗ-5292[21].
- Тролза (Россия) — экобус ТролЗа-5250 с микротурбиной (топливо — природный газ, пропан, бутан) на базе троллейбуса Тролза-5265[22]
- Dongfeng Motor Company (Китай) — автобус Dongfeng EQ6110[23].
- Volvo — Volvo 7700 Hybrid[24]. К началу 2013 года компания произвела около 1600 гибридных автобусов[25].
- Hyundai Motor Company — автобус Blue City[26][27].
- Белорусская компания Белкоммунмаш в 2013 году выпустила троллейбус модели 43303А с дизель-генераторной установкой.
Наибольшее распространение гибридные автобусы получили в Северной Америке. General Motors с 2004 года к июню 2008 года поставил более чем в 30 городов США и Канады 1000 гибридных автобусов. Компания Orion Bus Industries к сентябрю 2009 года произвела 2200 гибридных автобусов[28]. Первые шесть гибридных автобусов в Лондоне начали эксплуатироваться в начале 2006 года. First Automotive Works начала производство гибридных автобусов осенью 2005 года.
Разрабатывают гибридную схему для автобусов, состоящую из водородных топливных элементов и аккумуляторов:
- Японские компании Toyota и Hino;
- Бельгийская компания Van Hool совместно с компаниями ISE Corp (США) и UTC Power (США)
Гибридные грузовики
правитьГибридные схемы часто используются в карьерных самосвалах, а для грузовиков разрабатывают и производят компании:
- Белорусский автомобильный завод
- Azure Dynamics (США)
- Nissan совместно с ZF Friedrichshafen AG (Германия)
- Alcoa совместно с Altair Nanotechnologies (США) разрабатывают аккумуляторы для гибридных грузовиков
- Odyne Corporation (США)
- Peterbilt 386 hybrid (США) совместно с Eaton
- Oshkosh Truck Corp Архивная копия от 22 декабря 2007 на Wayback Machine
- Volvo Cars и MAC
- Hino Motors (Япония)
- Caterpillar Inc. (США)
Гибриды в спорте
правитьВсе более стеснённые технические регламенты гонок вынуждают конструкторов гоночных машин обращать внимание на нетрадиционные методы увеличения их эффективности. Гибридная силовая установка — один из таких методов. Впервые об их применении стали широко говорить в конце 90-х гг., когда три команды «Формулы-1» вели разработки такой системы, позволявшей заряжать аккумуляторы при торможении, чтобы затем выдать энергию в виде дополнительного разгонного импульса. Тогда ФИА запретила работу над этими системами из опасения неконтролируемого роста расходов. Однако реалии современного мира заставили вновь обратить внимание на эти системы. С 2009 г. разрешено использование таких систем в гонках Ф1. Их применение сулит много преимуществ — лучшие характеристики торможения, возможность кратковременного увеличения мощности, что может быть использовано для обгона соперников, кроме того двигатель работает в более выгодных режимах.
Гибридный автомобиль Toyota Supra HV-R выиграл 24 часовую гонку в Токайчи, а в 2008 году в гонке «24 часа Нюрбургринга» участвовала гибридная версия автомобиля Gumpert Apollo. В 2010 году Porsche 911 GT3 Hybrid с механической системой рекуперации лидировал в гонке, однако за два часа до её окончания сошёл с дистанции из-за поломки основного мотора. В гонках на выносливость гибридный привод сулит также дополнительное преимущество в виде большой экономичности, что позволяет реже проводить дозаправки и таким образом экономить время. С 2011 г регламент LMP1 будет допускать применение гибридных приводов, но направленных исключительно на экономию топлива, а не улучшение скоростных показателей.
В 2012 году гибридный автомобиль, разработанный Audi, выиграл гонку «24 часа Ле-Мана»[29], а затем одержал ещё две победы подряд, в дальнейшем в гонке в общем зачёте побеждали только гибридные автомобили. В том же году латвийская команда на гибридном «OSCar eO» успешно финишировала в ралли Дакар[30].
Существует студенческий класс спортивных гибридных автомобилей, когда учащиеся сами создают в рамках регламента уникальные конструкции. Соревнования проходят на трассе NASCAR New Hampshire Motor Speedway в США и Формула — 1 Silverstone. Есть участники данного направления и в России — команда Формула Гибрид МАДИ(ГТУ), впервые принявшие участие в 2009 году с автомобилем «Стрекоза»(14 из 32). В 2010 году команда МАДИ вновь принимала участие в соревнованиях в США и заняла 15 место из 30. В 2011 году команды приняла участие в соревнованиях в Италии в Турине на испытательном треке IVECO.
См. также
правитьПримечания
править- ↑ Why the hype for hybrid cars won't last. Economist, сентябрь 2024. Архивировано 18 сентября 2024. Дата обращения: 18 сентября 2024.
- ↑ New car registrations: +1.1% in October 2024; year-to-date battery-electric sales -4.9% (брит. англ.). ACEA - European Automobile Manufacturers' Association (21 ноября 2024). Дата обращения: 29 ноября 2024. Архивировано 29 ноября 2024 года.
- ↑ Okkam | Исследования | Что происходит с продажами автомобилей в России . okkam.group. Дата обращения: 16 апреля 2025.
- ↑ New car registrations: -1.9% in Q1 2025; battery-electric 15.2% market share (брит. англ.). ACEA - European Automobile Manufacturers' Association (24 апреля 2025). Дата обращения: 24 апреля 2025.
- ↑ Гибридный автомобиль . Дата обращения: 5 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
- ↑ Aiman Albatayneh, Mohammad N. Assaf, Dariusz Alterman, Mustafa Jaradat. Comparison of the Overall Energy Efficiency for Internal Combustion Engine Vehicles and Electric Vehicles // Scientific Journal of Riga Technical University. Environmental and Climate Technologies. — 2020-01-01. — Т. 24. — С. 669–680. — doi:10.2478/rtuect-2020-0041.
- ↑ Гибридный двигатель – совершенство или головная боль? Дата обращения: 29 февраля 2020. Архивировано 29 февраля 2020 года.
- ↑ АВТОМОБИЛИ С ГИБРИДНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ, ПРИНЦИП РАБОТЫ . Дата обращения: 29 февраля 2020. Архивировано 29 февраля 2020 года.
- ↑ СУТЬ РАБОТЫ ГИБРИДНЫХ “СЕРДЕЦ” . Дата обращения: 29 февраля 2020. Архивировано 29 февраля 2020 года.
- ↑ Энергия плохих дорог: Амортигенератор . Дата обращения: 29 февраля 2020. Архивировано 28 февраля 2020 года.
- ↑ Энергогенерирующий амортизатор . Дата обращения: 29 февраля 2020. Архивировано 28 февраля 2020 года.
- ↑ Dudley-Nicholson, Jennifer. "It will save lives:" All new EVs-required to make noise at low speeds (англ.). The Driven (28 апреля 2024). Дата обращения: 17 декабря 2024.
- ↑ 49 CFR 571.141 -- Standard No. 141; Minimum Sound Requirements for Hybrid and Electric Vehicles. (англ.). www.ecfr.gov. Дата обращения: 18 декабря 2024.
- ↑ Гулиа, 1973, с. 112—118.
- ↑ Гулиа, 1984.
- ↑ 1 2 Гулиа, 1974.
- ↑ С пол-оборота заводится и трогается с места гибридный автомобиль // «Техника молодежи», № 5, 1991 стр.6
- ↑ EVOLUTE объявил о старте производства первого серийного гибридного кроссовера в России на выставке ИННОПРОМ . www.evolute.ru. Дата обращения: 22 апреля 2025.
- ↑ Как облагаются транспортным налогом легковые автомобили с гибридными двигателями | ФНС России | 77 город Москва . www.nalog.gov.ru. Дата обращения: 10 декабря 2024. Архивировано 10 декабря 2024 года.
- ↑ Владельцы гибридов пожаловались на завышенный в 3 раза транспортный налог : Autonews. Дата обращения: 10 декабря 2024. Архивировано 4 декабря 2024 года.
- ↑ Алексей Грамматчиков, На электрической тяге.//«Эксперт Авто» № 6 (107)/14 сентября 2009 . Дата обращения: 19 сентября 2009. Архивировано из оригинала 3 октября 2009 года.
- ↑ Тролза 5250 «ЭКОбус» на сайте ЗАО «Тролза» . Дата обращения: 11 февраля 2011. Архивировано из оригинала 28 октября 2010 года.
- ↑ Dongfeng Motor Company Uses MathWorks Tools for Model-Based Design of Battery Management System for Hybrid Bus 6 October 2009 . Дата обращения: 7 октября 2009. Архивировано 30 октября 2013 года.
- ↑ Volvo Beginning Series Production of Hybrid Buses . Дата обращения: 31 мая 2010. Архивировано 3 июня 2010 года.
- ↑ Volvo Bus subsidiary Nova Bus receives order for 475 hybrid buses from Québec, option for 1,200 more 12 February 2013 . Дата обращения: 13 февраля 2013. Архивировано 16 февраля 2013 года.
- ↑ Hyundai introduces Korea’s first CNG hybrid bus . Green Car Congress (2 февраля 2011). Дата обращения: 4 июня 2013. Архивировано 4 июня 2013 года.
- ↑ Hyundai Continues Its ‘Blue Drive’ Push with CNG Hybrid Bus . Hyundai Media Center (28 января 2011). Дата обращения: 4 июня 2013. Архивировано 19 июля 2013 года.
- ↑ Daimler Buses North America Crests 3,000 Hybrid Bus Sales Mark . Дата обращения: 4 сентября 2009. Архивировано 7 сентября 2009 года.
- ↑ Обзор гонки «24 часа Ле-Мана» сезона-2012 - Чемпионат.com . Дата обращения: 5 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
- ↑ Dakar Historic book. 1979-2019 (англ.) (PDF). A.S.O.. Дата обращения: 25 марта 2021. Архивировано 25 июня 2021 года.
Литература
править- Гулиа Н. В. Инерционные аккумуляторы энергии. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1973. — С. 112—118. — 240 с. — ISBN ?; УДК 621.8.032.2-562.
- Гулиа Н. В. Инерционные двигатели для автомобилей. — М.: Транспорт, 1974. — 64 с.
- Гулиа Н. В. В поисках «энергетической капсулы». — М.: Детская литература, 1984. — 144 с.
- Evaluation of the 2010 Toyota Prius Hybrid Synergy Drive System
Ссылки
править- Формула Гибрид — Образовательный инженерный проект // formulahybrid.ru
- Гибрид.рф — Портал гибридно-электрических технологий
У этой статьи есть несколько проблем, помогите их исправить: |