Съществуват няколко технологии, които станаха възможни благодарение на развитието на хибридните автомобили. Някои от тях са нови, докато други съществуват отдавна, но придобиха по-голямо значение с навлизането на хибридите.
Регенеративно спиране
Стандартните фрикционни спирачки превръщат кинетичната енергия на автомобила в топлина, която се губи в атмосферата. Регенеративното спиране възстановява част от енергията, използвана за потегляне и ускорение. По време на спиране или намаляване на скоростта електрическият мотор на хибридното задвижване се превръща в генератор. Това създава съпротивление, което забавя автомобила, а генерираното електричество се връща обратно в батерията. Тази система се използва също в електрически автомобили, плъгин хибриди и меки хибриди.
Основното предимство на регенеративното спиране е по-високата горивна ефективност. Фрикционните спирачки също имат по-дълъг живот, защото се използват по-рядко. В дългосрочен план това по-ефективно използване на енергията изисква по-малко работа от бензиновия двигател, което означава, че той ще има по-дълъг експлоатационен живот в сравнение с автомобил само с двигател с вътрешно горене.
Автоматична старт-стоп система
Технологията за автоматично спиране и стартиране на двигателя може да се използва и в стандартни автомобили с двигател с вътрешно горене, но работи много по-добре при хибридно задвижване. Двигателят се изключва, когато автомобилът спре, и се рестартира автоматично, когато водачът свали крака си от педала на спирачката.
Силова електроника и управление на двигателя
Хибридните задвижвания доведоха до развитието на силова електроника и системи за управление на двигателя, които управляват електрическата енергия между батерията и електромотора. Те включват DC-AC инвертори, които преобразуват постоянния ток (DC) от батерията в променлив (AC) за мотора, както и DC/DC преобразуватели, които регулират напрежението за различните системи.
По време на регенеративно спиране процесът е обратен – променливият ток от мотора се преобразува в постоянен, за да зареди батерията. Различни сензори събират информация в зависимост от условията на шофиране и контролират скоростта и въртящия момент на електрическия мотор.
Интелигентно управление на енергията
Хибридният автомобил използва както двигател с вътрешно горене, така и електрическа система, понякога поотделно, но най-често заедно. Интелигентното управление на енергията позволява оптималната работа на тези системи за постигане на максимална горивна ефективност и живот на батерията.
Това изисква сложни изчислителни процеси, включително машинно обучение, стратегии, базирани на правила, и контролери с размита логика. Системата може да взима решения в реално време, като анализира поведението на водача, пътните условия и трафика около автомобила.
Цикъл на Аткинсън
Стандартният двигател с вътрешно горене работи по цикъла на Ото, който описва четирите такта на всеки цилиндър. Цикълът на Аткинсън използва същия двигател, но технологията за променливо газоразпределение променя начина му на работа. Съществува и цикъл на Милър, който постига същото, но с помощта на турбокомпресор или механичен компресор.
Електрификация на механичните системи
Двигателят с цикъл на Аткинсън е разработен в края на 19-и век, като в оригиналния си вид е представлявал сложна механична конструкция. Днес този цикъл се постига чрез електронно управление на клапаните, което го прави по-надежден и води до по-висока горивна ефективност за сметка на по-ниска мощност. При хибридните автомобили тази по-ниска мощност се компенсира от електрическия мотор. В наши дни Toyota и други производители създават двигатели, които комбинират циклите на Аткинсън и Ото. Първият се използва при спокойно ежедневно шофиране, докато газоразпределението може да бъде електронно променено към цикъла на Ото, когато е необходима повече мощност.
Преди появата на хибридите, системи като сервоуправлението на волана работеха чрез механични връзки, често с ремъци. При хибридите тези системи трябваше да преминат към електрическо задвижване, за да могат да функционират, когато двигателят с вътрешно горене е изключен. В миналото голяма част от енергията за тези функции се черпеше директно от двигателя, което се отразяваше негативно както на мощността, така и на ефективността.
Замяната на механичните функции с електрически доведе до по-малко движещи се части, по-плавна работа и по-ниско тегло. В резултат на това много съвременни автомобили с двигатели с вътрешно горене също преминаха към използването на електричество за управлението, спирачките и други системи, които преди са били изцяло механични.
Задвижване на четирите колела при нужда
Задвижването на всички колела (AWD) осигурява по-добро сцепление на хлъзгави пътища, но влошава горивната ефективност на автомобила. Някои конвенционални автомобили разполагаха със системи за задвижване на четирите колела при нужда, които позволяваха ефективно движение с предно предаване при нормални условия, като AWD се включваше, когато предните колела започнеха да приплъзват. Това обаче изискваше сложна, тежка и скъпа механично-електронна система, включваща кардан и диференциал.
Toyota въведе интелигентна система за задвижване на четирите колела при нужда в своите хибриди. При нея автомобилът през повечето време се задвижва от двата си основни колела, а на оста на другите две е монтиран отделен електрически мотор. Когато задвижващите колела загубят сцепление, енергия от батерията моментално се изпраща към другия мост. Тази система е лека, евтина и може да се задейства и изключва изключително бързо.
Последвайте ни в Google News
