Параллельная схема гибридного привода

В автомобилях с параллельной схемой гибридного привода усилие на ведущие колеса осуществляется от двигателя внутреннего сгорания и электромотора, работающих независимо друг от друга.

 

Устройство схемы параллельного привода

В параллельной схеме гибридного привода электродвигатель может работать и как генератор, так как двигатель внутреннего сгорания, выполняющий роль основной силовой установки, полностью автономен и может приводить автомобиль в движение без помощи электромотора. Накопитель энергии, как и в схеме последовательного привода, выполняет ту же функцию аккумулирование энергии заряда от генератора и плюс энергию, полученную при рекуперативном торможении.

При работе двигателя внутреннего сгорания, недостатки крутящего момента и неравномерность его работы компенсируется электромотором. Электродвигатель обеспечивает экономию топлива и плавность хода, используя энергию накопителя. При небольших оборотах движение автомобиля возможно лишь от электромотора, вплоть до набора скорости, когда параллельно начинает работать двигатель внутреннего сгорания.

Достоинства и недостатки параллельного гибридного привода

Параллельный гибридный привод обладает достаточно высоким КПД,  относительно недорог и обладает преимуществом небольших габаритов.

К недостаткам схемы можно отнести ограничения в компоновке, которые она накладывает, ложность механического согласования работы ДВС и электропривода

Необходимость в использовании КПП  специальной конструкции

Решить вопрос по согласованию работы ДВС и электропривода можно путем обеспечения передачи момента на разные оси (колеса). Но подобный прием не всегда удается применить из-за условий размещения тягового оснащения и баланса масс автомобиля.

 К недостаткам параллельного привода стоит отнести и нестабильную работу ДВС, что в сравнении с последовательной схемой, имеет худшие показатели по выбросам вредных веществ.

Область применения системы параллельного гибридного привода

Параллельная схема гибридного  привода оправдывает себя на транспортных средствах, эксплуатирующихся на линиях со средней и небольшой интенсивностью движения. В таких режимах возможно получение экономии топлива во время торможения, в поворотах, на спусках и т.п. Гибридную параллельную схему можно применять лишь с двигателями, где присутствует вращающийся вал (ДВС) и она не приемлема для источников альтернативной энергии.

Управление системой параллельного привода

Для согласования работы ДВС и электромотора при параллельном гибридном приводе применяется компьютерное управление. Схема предусматривает обязательное наличие трансмиссии и, следовательно, двигателю внутреннего сгорания приходится работать в переходных неэффективных режимах.

В зависимости от условий движения момент от двух источников распределяется в различных вариантах. Так при переходных режимах (старт, ускорение) электромотор подключается в помощь ДВС, а при торможении автомобиля и в устоявшихся режимах электромотор работает на зарядку аккумулятора как генератор.

Поэтому при параллельном приводе ДВС работает большую часть времени, а электромотор подключается лишь для его помощи. В связи с этим гибриды с параллельным приводом могут оснащаться аккумуляторной батареей меньшей емкости относительно последовательного привода.

Потери мощности в параллельном приводе значительно меньше, чем в последовательном гибриде, так как ДВС имеет непосредственную связь с колесами. На фоне достаточно простой конструкции у параллельного привода есть существенный недостаток. Это выражается в том, что электромотор не может в одно время приводить в движение колеса и производить подзарядку  аккумуляторной батареи.

Гибридные автомобили с параллельным приводом малоэффективны при использовании в городе, но достаточно эффективны в трассовом режиме. Простота схемы в ее реализации не дает возможности в полной мере улучшить эффективность использования ДВС и его экологические параметры.

Наглядным представителем автомобилей с гибридным параллельным приводом является компания «Хонда», где используется гибридная система Integrated Motor Assist. Система рассчитана, прежде всего, на создание бензинового двигателя с увеличенным КПД. Электромотор вступает в работу только тогда, когда двигателю становится трудно справляться с нагрузкой.

При подобной схеме работы система параллельного привода не требует дорогостоящего и сложного блока управления, что благоприятно сказывается на себестоимости автомобиля.

Подобная система состоит из бензинового двигателя, электромотора, предоставляющего дополнительную мощность и дополнительного аккумулятора для электромотора.

 Во время замедления автомобиля  с обычным двигателем внутреннего сгорания, его кинетическая энергия тушится торможением двигателем или рассеивается  в виде тепловой энергии при нагреве тормозных барабанов или тормозных дисков.

Автомобиль с параллельной гибридной системой начинает тормозить с помощью электромотора, который одновременно вырабатывает электроэнергию, работая как генератор. Сохраненная энергия торможения запасается в аккумуляторной  батарее. При очередном ускорении автомобиля, накопленная энергия  аккумулятора уходит на раскрутку электромотора, вновь начинающего выполнять свои тяговые функции. При этом расход топлива будет уменьшен ровно на столько, сколько энергии удалось запасти в аккумуляторе  при предыдущих торможениях.

В компании Honda полагают, что параллельная гибридная схема должна отличаться максимальной простотой, а задача электромотора, это помощь ДВС сэкономить максимальное количество топлива. Компания выпускает, как минимум, две модели с гибридным параллельным приводом как: Сivic и Insight.