Последовательная схема гибридного привода

Последовательная схема гибридного привода - наиболее простая из всех. При последовательной компоновке двигатель внутреннего сгорания приводит в движение вал генератора, питающего электродвигатель, который и приводит в действие ведущие колеса автомобиля.

Устройство системы последовательного гибридного привода

Между двигателем привода и генератором монтируется накопитель энергии в виде аккумуляторной батареи или суперкондесатора. Накопитель аккумулирует излишки электроэнергии вырабатываемой генератором и энергию рекуперации, обеспечивая высокие нагрузки на колесах. Подобная схема последовательного гибридного привода дает возможность стабилизировать режим работы двигателя внутреннего сгорания в области минимальных оборотов при максимальной топливной эффективности.

Такая схема гибридного привода не нуждается в сцеплении и коробке переключения передач, передаточных валах и прочих элементов механики, так как двигатель не имеет механической связи с управляемыми колесами, что дает возможность применения любой схемы компоновки привода.

Помимо этого в последовательном приводе для подзарядки аккумулятора применяется и рекуперативное торможение, преобразовывающее в электроэнергию кинетическую энергию движения автомобиля.

Название «последовательный привод» эта схема носит потому, что получаемая мощность по пути к ведущим колесам проходит цепочку последовательных преобразований.

Сначала вырабатывается механическая энергия от двигателя внутреннего сгорания и преобразовывается в электрическую энергию  от генератора и опять переходит в механическую, приводя в движение  управляемые колеса.

В процессе передачи энергии в последовательном приводе происходит неизбежная потеря энергии.  При этом, в простой схеме последовательного привода можно использовать двигатель внутреннего сгорания небольшой мощности. Маломощный двигатель работает постоянно в диапазоне максимального использования КПД, к тому же его можно вообще отключить при необходимости.

В период отключения ДВС емкости аккумулятора электродвигателю  достаточно для создания необходимой мощности для движения автомобиля. Но в таком случае, в отличие от аккумуляторов для ДВС, батареи для гибридов нужны более мощные и, стало быть, имеющие  и большую стоимость.

Эффективность последовательной гибридной схемы проявляется при частых остановках, ускорениях и торможениях, движения на небольшой скорости, что актуально для движения в черте города. Поэтому такая последовательная схема гибридного привода наиболее приемлема для городского транспорта и нашла применение, например в городских автобусах и иных видах городского транспорта.

Последовательный гибридный привод имеют и большегрузные карьерные самосвалы, где требуется передача большого крутящего момента на ведущие колеса, и нет необходимости в высоких скоростях движения.

Достоинства и недостатки последовательного гибридного привода

К недостаткам последовательного гибридного привода стоит отнести двойное преобразование энергии, что теоретически снижает его КПД, а также и необходимость использования силового преобразователя на всю мощность привода. К тому же сегодня цена за комплект тягового оборудования пока достаточно высока.

К недостаткам последовательного привода стоит отнести и движение в загородном цикле с постоянно высокой скоростью, когда эта схема не совсем эффективна.  Компенсацией загородного цикла в этом случае является рекуперативное торможение, восполняющее часть потраченной электроэнергии.

Гибридные автомобили, тем не менее, не стоит причислять к автомобилям, где решены все сегодняшние проблемы с ужесточающимися требованиями к силовым установкам. Подобные автомобили можно считать переходным этапом в разработке автомобилей, где бы присутствовал нулевой выброс вредных для нашей планеты веществ.

Однако гибридные технологии и последовательный  гибридный привод в частности, предоставляют возможность довести до совершенства ключевые технические элементы будущих экологически чистых автомобилей. Благодаря гибридам разработаны более емкие и компактные аккумуляторные батареи, системы повторного применения использованной энергии, новые электродвигатели, возможность быстрой зарядки по новой технологии и облегченные кузова автомобилей.

Так в последовательном гибридном приводе предусмотрена возможность подсоединения по окончании поездки к электрической сети. Подобные автомобили получили и свое название  Plug-in Hybrid (или подключаемый гибрид). Использование подобной функции в последовательном приводе предполагает применение аккумуляторов большой емкости (литий-ионные аккумуляторы), что приводит к минимуму использования двигателя внутреннего сгорания, а значит и уменьшению выбросов вредных веществ.

Автомобили семейства Plug-in Hybrid  представляют, например Opel Ampera, Chevrolet Volt , которые имеют увеличенный радиус действия. Они могут двигаться на энергии аккумуляторов до 60 км и на энергии генератора от привода ДВС до 500 км.