Пример автомобильного источника питания с переключаемым режимом

Два хороших примера источника питания с переключаемым режимом — это встроенное зарядное устройство и инвертор тягового электродвигателя. В одном исполнении встроенное зарядное устройство (рисунок ниже) использует начальную ступень преобразования переменного тока с коррекцией коэффициента мощности для повышения эффективности. Полученный постоянный ток передается в DC-DC преобразователь, управляемый широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для обеспечения регулирования выходного напряжения. На этом этапе заряжается высоковольтный аккумулятор.

Затем высоковольтный аккумулятор с помощью инвертора отдает мощность тяговому электродвигателю. На рисунке ниже показано, что для управления двигателем используется трехфазный полумост с IGBT. Для каждого IGBT используются специальные интегральные схемы — драйверы. Частота переключения транзисторов находится в диапазоне от 5 до 20 кГц

Обратите внимание на специальный источник питания и микроконтроллер для драйверов управления затворами транзисторами.

Драйверы управления затворами транзисторов являются критическим компонентом в конструкции инвертора. Эталонная конструкция доступна с использованием изолированного решения для драйверов управления кремниевыми IGBT или кремниево-карбидными MOSFET в конфигурации с полу управляемым мостом. Конструкция включает два двухтактных источника смещения для двухканального изолированного драйвера затвора, и каждый источник питания обеспечивает выходное напряжение + 15 В и -4 В. Эталонная конструкция содержит двухуровневую схему отключения, которая защищает МОП или IGBT транзисторы от превышения напряжения во время короткого замыкания.

Ford Kuga

В топ среди гибридных автомобилей также попал бензиново-электрический кроссовер Kuga от американского производителя Ford.

Это довольно доступный гибридный легковой автомобиль, хоть и не самый дешёвый на рынке. Но свою стоимость оправдывает на 100%.

Свежий Ford Kuga стал уже третьим поколением семейства. Причём на него производитель возлагает большие надежды. Как минимум повторить успехи предшественников, реализованных только в Европе в количестве свыше 1 миллиона экземпляров.

Компания Ford впервые предлагает сразу 3 версии кроссовера на электротяге. Это обычный гибрид, заряжаемый, а также полностью электрический автомобиль.

В основе новинки лежит свежий Ford Focus. Помимо классических двигателей внутреннего сгорания, в линейке доступна гибридная версия. Создана она на базе дизельного ДВС и электромотора. В сумме это даёт 150 лошадиных сил. В итоге расход падает до 4 литров на 100 километров. И это только обычный гибрид.

Заряжаемая версия стала ещё более экономичной. Это отличный гибридный автомобиль для тех, кто решил выбрать минимальный расход. Если исходить из заявленных характеристик, то на 100 километров автомобилю достаточно 1,2 литра топлива, а также 15,8 кВт энергии. По задумке инженеров, только на электротяге кроссовер должен проходить до 56 километров.

На практике это не совсем совпадает с реальностью. Владельцы рекомендуют рассчитывать на то, что при пустом баке, но при заряженной батарее, своим ходом машина пройдёт 40-45 километров.

В 2021 году Ford предлагает свой Kuga с электромотором на 131 лошадиную силу. Он работает вместе с 2,5-литровым бензиновым четырёхцилиндровым ДВС на 152 лошадки. В сумме это даёт 225 лошадиных сил.

Представители Ford заявляют, что на полный заряд батареи от обычной бытовой розетки требуется 6 часов. Если подключиться к мощному зарядному устройству, то всего 3,5 часов.

Думая о том, какой гибридный автомобиль будет лучше для себя выбрать, обратите внимание на технические и эксплуатационные характеристики. PHEV версия гибридного Ford Kuga весит почти 1850 килограммов.

До показателей спортивных кроссоверов далеко. Максимальная скорость 200 километров в час, а с места до сотни нужно потратить 9,2 секунд времени.

PHEV версия гибридного Ford Kuga весит почти 1850 килограммов. До показателей спортивных кроссоверов далеко. Максимальная скорость 200 километров в час, а с места до сотни нужно потратить 9,2 секунд времени.

У некоторых возникают сомнения касательно коробки передач. Сюда решили поставить бесступенчатый вариатор CVT. Хотя автомат всё же тоже напрашивался. Возможно, его добавят чуть позже.

Машина получилась практичной, очень вместительной, комфортной и безопасной. Хороший выбор для города, а также для дальних семейных поездок.

Особенности покупки гибрида

Найти “японку-гибрид” с оригинальными документами сложно

Кроме описанных плюсов и минусов, гибридные автомобили в глубинке сталкиваются с неожиданным дефицитом. В продаже их даже слишком много, но найти качественную машину с адекватной ценой маловероятно.

«Врагами» будущего водителя становятся фанаты японских авто, таксисты и перекупщики. Первые сознательно завышают цены на более-менее качественные экземпляры.

Вторые активно предлагают под видом едва использованных машин практически убитые. Впрочем, аналогичных предложений много и от обычных владельцев — гибриды редко жалеют, эксплуатируя активнее бензиновых сотоварищей.

Третьи ввиду ограниченного предложения манипулируют ценами, из-за чего гибрид в хорошем состоянии оказывается дороже бензиновой версии. И это при том, что на при покупке нового автомобиля все ровно наоборот!

А уж с нетронутой страховкой – почти невозможно

Ещё один немаловажный фактор покупки: электрическую составляющую сложно проверить при покупке. Диагностика ДВС возможна в сервисе за считанные минуты.

Диагностика батареи и её работы требует несколько дней на качественную оценку. Такой аккумулятор нельзя напрямую подключить и зарядить, а без подобной схемы остается косвенная оценка.

Для нее потребуется обкатать машину во всех сценариях. Поэтому чаще всего владельцы получают Honda Civic Hybrid с малым пробегом и совершенно убитой батареей.

Это не только снижает запас смешанного хода, но и понижает мощность электрической установки. Максимум — двухкратно, после батарея неисправна полностью и выдает себя сразу.

Тойота Королла

В 2021 году японская компания вернула себе название Corolla для модели, которая представляет собой значительный качественный и эволюционный скачок на всех уровнях. Он разработан на модульной платформе TGNA, что он разделяет с Prius, C-HR или RAV-4, и поставляется в трех органах: хэтчбек, Touring Sport и седан, который возвращается после исчезновения с приходом Auris. Toyota Corolla имеет шесть уровней отделки: Business Plus, Active, Active Tech, Feel!, Advance и Advance Luxury. Первые три предлагаются только с 122 л.с. 1.8 бензиновый двигатель гибридной системы — унаследовал от C-HR — в то время как другие связаны с новым 2.0 179 л.с., за исключением Feel! которые могут быть объединены с обоими двигателями. Версия седана, с другой стороны, может выбрать только пять отделки, без Advanced Luxury.

Цена: 27 550 евро

Лучшие Китайские гибридные автомобили

В 2017 году рынок продаж китайских экологически чистых транспортных средств был самым высоким в мире, потому что модели гибридных автомобилей имеют особый спрос— они улучшают экологию в любом регионе, где будут использоваться.

BYD Song PHEV

Авто с максимальной скоростью 179 км/ч и суммарной мощью 333 кВт занимает третье место по популярности в Поднебесной среди аналогичных авто. Отличается уникальной экологией, а тираж продаж по стране не ниже 3 тыс. единиц, потому что у него нет ограничений по дальности пробега. Название машины переводится — «осуществи свою мечту».

SAIC Roewe eRX5 PHEV

Еще один гибридный кроссовер для использования в городских условиях с суммарной мощностью 154 кВт, развивающий скорость 200 км/ч. Специалисты считают его одним из весьма стильных авто данного рейтинга, продается отлично, благодаря оснащению типа lux, малому расходу топлива и практичной эксплуатации. Транспортное средство для покупателей среднего класса, отличающихся определенным статусом.

BYD Qin PHEV

Третье место занимает седан с суммарной мощностью 110 кВт электромотор плюс 154 «лошадок» у двигателя, запас хода только на электрической силовой установке до 70 км. Автомобиль спортивного характера с максимальной скоростью в 185 км/ч имеет конкурентную стоимость, отлично отражающую его технические нюансы и ходовые качества.

Toyota Corolla

Для того, чтобы оценить надёжность этой модели Toyota, достаточно обратить внимание на отечественные дороги — здесь ездит немало автомобилей этой марки, пусть уже старых, но по-прежнему находящихся в отличном состоянии. Пожалуй, немного можно назвать марок и моделей автомобилей, которые в массовом порядке используются столь долгий срок

Для Corolla десять лет эксплуатации – не критичная цифра. При условии качественного технического обслуживания и использования качественного машинного масла и топлива полмиллиона километров – не критичный пробег, потенциал автомобиля гораздо больше.

Производители Toyota обратили внимание на успех этой своей модели и с чисто японской обстоятельностью приняли меры для того, чтобы в новых поколениях модели технические узлы и компоненты использовались те же, что и в моделях старых поколений. Это ещё одна немаловажная причина, почему Corolla нового поколения продолжает пользоваться у автолюбителей неизменным спросом

Сколько запаса хода на чистой электрике достаточно?

Все мы знаем, что суть плагин-гибридной технологии заключается в том, что автомобили такого типа, в особенности новые, способны проезжать на чистой электрике достаточно внушительное количество километров. Тем не менее, если спросить любого водителя плагин-гибрида, хочет ли он чтобы автомобиль имел больший запас хода, почти 100% ответит, что да. Вероятно это связано с тем, что многие владельцы плагинов сталкивались с ситуацией, когда электрического заряда элементарно не хватало и приходилось прибегать к услугам бензинового двигателя, после чего вся чуть экологичности автомобиля исчезает.Вот тут то и кроется главный вопрос приоритета между чистым электрокаром и плагин-гибридом, ведь все зависит от того, как вы используете автомобиль.

Взаимосвязь между запасом хода на чистой электрике и расстоянием, которое преодолевает водитель автомобиля.

На представленной выше диаграмме, отображена взаимосвязь между запасом хода на чистой электрике и расстоянием, которое преодолевает водитель автомобиля.

При составлении диаграммы, учитывалась средняя поездка на автомобиле на расстояние 50-65 км (30-40 миль) в день.

Конечно же эти данные вариативны и будут отличаться для каждого водителя, но здесь важно не это, а то, что запас хода плагин-гибрида на чистой электрике не превышает 80 км (50 миль). Поэтому на диаграмме, «конец 100% экологичности и экономичности» плагин-гибрида заканчивается на отметке «Sweet Spot», после которой эффективность покупки плагин-гибрида, как экологичного автомобиля сокращается по восходящей и полностью исчезает на отметке 130 км (80 миль).
Таким образом, людям, которым нужно проезжать 130 км в электрическом диапазоне плагин-гибрид не нужен, им необходим чистый электромобиль.

Данная диаграмма поможет не только рассчитать экологическую эффективность автомобиля, но и прикинуть, какая из моделей плагин-гибридов удовлетворит потребности в экологическом вождении. Например такие плагин-гибриды, как Toyota Prius Prime и Kia Niro PHEV, находятся в нижней части отметки «Sweet Spot», а Chevrolet Volt (который к сожалению снимают с производства) и Honda Clarity PHEV — в верхней части этой отметки.

Mercedes E 300 de

Один из ярких гибридных автомобилей компании — Mercedes E 300 de plug-in hybrid. У него вместо бензинового двигателя E 300 de используется 2,0-литровый дизельный двигатель в паре с мощным электродвигателем. Это означает, что даже когда батарея разряжена, вы все равно получаете экономию топлива более 5,88 литров на 100 км.

E 300 de обладает всеми теми же роскошными функциями, что и стандартный E-Class, с выбором кузова седан или универсал. E 300 de может стоить на несколько сотен долларов больше, чем BMW 530e, но вы сэкономите на расходах на топливо. Широкий выбор в сочетании с потенциально непревзойденными эксплуатационными расходами делает Mercedes E-Class лучшим гибридным автомобилем.

БМВ Х5 xDrive45e

Последний BMW X5 xDrive45e — один из тех автомобилей, которые могут изменить правила игры. Если вы хотите получить скорость и производительность роскошного внедорожника и при этом меньшие эксплуатационные расходы, то это ваш вариант. Оснащенный мощным шестицилиндровым бензиновым двигателем и мощным электродвигателем мощностью 111 л.с., гибрид X5 может проехать более 80 километров в электрическом режиме.

По отзывам, вы проедете около 56 километров, но это намного лучше, чем у Volvo XC90. Роскошный салон BMW — это приятное место, где можно коротать километры. В нем достаточно места, чтобы взять с собой в поездку всю семью. Однако помните, что, в отличие от остальной линейки X5, здесь нет семиместного варианта.

Chrysler Pacifica Hybrid

Chrysler — первый автопроизводитель, который выпустил на рынок гибридный минивэн. Chrysler Pacifica Hybrid оснащен 3,6-литровым двигателем V6, двумя электромоторами и аккумулятором емкостью 16 кВт•ч. Трансмиссия автомобиля — это настоящая удача Pacifica Hybrid, поскольку впервые удалось добиться столь низкого потребления топлива и огромного запаса хода на одном баке во всем классе минивэнов. Силовой агрегат автомобиля был отмечен в качестве лучшего двигателя в своем сегменте, при этом сам автомобиль абсолютно не потерял в практичности и даже немного повысил свой статус.

Двигатель (ДВС)

Тип двигателя Тойота гибрид — Hybrid Synergy Drive (гибридный синергетический привод), позволяющий сочетать два источника мощности: ДВС и электромотор. Давайте выясним, какие топливные двигатели устанавливаются на Приус.

В середине 50 годов прошлого столетия инженер Ральф Миллер предложил усовершенствовать идею Джеймса Аткинсона. Суть идеи выражалась в повышении эффективности ДВС путем сокращенного хода сжатия. Именно этот принцип, который теперь часто именуют циклом Миллера/Аткинсона, используется в гибридных двигателях компании Тойота.

Итак, Тойота Приус гибрид, как работает двигатель этого автомобиля. В отличие от других моделей ДВС, процесс сжатия в цилиндре начинается не в момент начала движения поршня вверх, а несколько позже. Поэтому перед закрытием впускных клапанов часть смеси из топлива и воздуха выходит обратно во впускной коллектор, что позволяет увеличить время, в которое используется энергия давления расширяющих газов. Все это обуславливает значительное повышение КПД двигателя, увеличение экономичности агрегата, а также повышает крутящий момент.

Характеристики двигателя:

• Объем — 1794 куб см.
• Мощность (лс/Квт/об мин) — 97 / 73 / 5200.
• Крутящий момент (Нм/об мин) — 142/4000.
• Подача топлива — инжектор.
• Топливо — бензин АИ 95, АИ — 92.

Расход Тойота Приус гибрид на 100 км в городском цикле составляет 3,9 л, по трассе — 3,7 литров.

Как устроен автомобиль гибрид

В наши дни частенько попадаются транспортные средства, на борту которых можно увидеть надпись — «Hybrid». Что там внутри у них такого интересного? Реально, ответить на данный вопрос и легко, и сложно. В общем понимании, это транспортное средство, в состав силовой установки которого, входят электродвигатель и ДВС. Они тем или иным образом совместными усилиями вращают колёса.

В принципе, этой информации должно быть достаточно, чтобы объяснить любому несведущему человеку понятие «гибридный автомобиль». Однако если углубиться в тему, то получается не всё так просто с этими гибридами. За долгие годы разработки гибридных установок, инженеры наплодили такое количество вариантов компоновок, что выстроилась довольно стройная система их классификации. Запутаться во всём этом обилии конструкторских изысков проще простого, поэтому в представленном далее материале, я разложил всё по полочкам. Объяснил, какими вообще бывают гибридные машины и как именно эти аппараты устроены. У каждого класса имеются свои плюсы и минусы, разнятся они и по эффективности.

Toyota Prius Prime

Toyota Prius четвертого поколения в версии плагин-гибрида — один из самых убедительных подключаемых автомобилей на рынке, благодаря своему дизайну, улучшенным техническим характеристикам и низким эксплуатационным расходам. Даже несмотря на то, что соперники предлагают больший запас хода, Toyota Prius Prime способна использовать весь потенциал АКБ фактически без ограничения скорости для езды на чистой электрике. Автомобиль может проезжать все доступные 40 километров на скорости до 135 км/ч, при этом разные режимы привода позволяют вам устанавливать приоритет заряда батареи и заряжать ее с помощью топливного двигателя. Доступная в опциях крыша из солнечных панелей, в погожий день дополнительно увеличивает запас хода на 5 километров.

Гибридные плагины (PHEV)

Технически гибридный плагин (плагин гибрид) — это просто мощный гибридный привод двигателя. Различие состоит в том, что в то время как в обычном гибридном устройстве заряд батареи происходит только во время восстановления энергии от торможения (или от работающего двигателя внутреннего сгорания), батарею в плагин гибрид можно заряжать от внешнего источника питания, например, от бытовой розетки. В настоящее время, благодаря достаточно емким батареям, большинство гибридов с штепсельными разъемами способны преодолевать около 50 км только за счет мощности электрического блока. Skoda Superb будет использовать версию PHEV (пхев) для такого типа дисков.

«Зеленый» транспорт в России: за и против

Газ пока актуальней электромотора. Но внутри города Civic хорош

Все вышеописанное приводит к тому, что гибридный автомобиль оказывается лишь немногим выгоднее своего бензинового собрата в сценариях «смешанный цикл» и «трасса».

Однако, разница может быть снижена ещё больше, если в расчет пойдет увеличенный по сравнению с ДВС налог и расходы на обслуживание батарей, а так же вариатора.

К сожалению, пробки в глубинке случаются все реже — а поездки за город или в другой город все чаще. И здесь гибрид проигрывает из-за динамики. Есть ли резон переплачивать за машину при этих недостатках?

По всей видимости, пока не появится реальных льгот для гибридного транспорта, его выгода (в разрезе пятилетнего владения) в глубинке России будет компенсироваться недостатками конструкции и особенностями обслуживания, эксплуатации.

Параллельные гибриды

В 90-х годах, Тойота разработала оригинальный мотор, который объединял в себе последовательную и параллельную схемы. Данный силовой агрегат лёг в основу революционного хэтчбека Toyota Prius — первого в мире серийного гибрида. Машина была оснащена бензиновым четырёхцилиндровым ДВС, двумя электродвигателями и планетарным редуктором, соединяющим их между собой.

На сегодняшний день Приус выпускается в таких версиях: обычный гибрид и подзаряжаемый гибрид.

В схеме Toyota Prius инженерам удалось совместить сразу все сценарии:

1. эффективное накопление электроэнергии при рекуперативном торможении;
2. возможность двигаться только на топливе или только на электроэнергии;
3. задействование обоих источников энергии одновременно;
4. зарядка аккумуляторной батареи от ДВС в то время, когда авто стоит.

Кроме того, средству передвижения такой конструкции, не нужна КПП: планетарный редуктор с электродвигателями выступают как бесступенчатая трансмиссия.

Сегодня мы можем наблюдать уже четвёртую генерацию гибридной силовой установки. Производитель дал ей имя Hybrid Synergy Drive и ставят это оборудование не только на Приус, но и на остальные гибриды Тойоты и Лексуса. Возможно, HSD могла бы стать ещё более распространённой, однако данная система защищена патентами Toyota.

Достоинства:

• высокая эффективность;
• простота конструкции;
• низкая масса.

Недостатки:

• управляющая электроника имеет относительно сложное устройство;
• стоимость.

Заявленная экономия горючего: до 40%.

10 машин, которые эффективны, как авто Toyota Prius

Автомобили Toyota Prius стали для многих, кто захотел максимально больше сэкономить на топливе, этаким эталоном и стандартом качества на современном авторынке. Конечно, эта модель не отличается особо хорошей мощностью, своей отличной динамикой и идеальным управлением, но благодаря революционной комбинации сегодняшних технологий, своей феноменальной экономичности и безупречной надежности, все это позволило Японскому автомобилю стать самым популярным среди всех гибридных (и в т.ч. электрических) автотранспортных средств, которые выпускаются в наши дни. На сегодняшнем авторынке трудно уже найти более экономичный, качественный и практичный автомобиль, чем представленный нами Приус. Тем не менее, конкуренты все же остались и они постепенно сокращают отставание от знаменитой Тойоты. Хотя о них рано еще говорить.

В ближайшие время большинство автомобильных компаний вряд ли смогут догнать в этом плане автомобиль Тойота Prius, как по своей популярности, так и по экономичности. А все потому, что Японская компания тоже не сидит «сложа руки» и продолжает внедрять свои новейшие технологии в автопроизводство. Так, за последние годы данная автокомпания расширила количество модификаций гибридного автомобиля Prius. Теперь ее модельный ряд пополнился компактной модификацией авто (С-вариант), также, просторной V-моделью и еще одной, полностью электрической версией. Хотя есть ряд известных электрических и гибридных автомобилей, которые не на столько уж уступают первенство этой популярной Тойоте Приус. Примечательно, что многие автомобили-конкуренты даже экономичней самого Японского автомобиля.

Электрополноприводные гибриды

Это вариация FHEV, в которой традиционный мотор и электродвижок отвечают каждый за свою ось. К примеру, четырёхцилиндровый дизель совместно с роботизированной КПП вращает переднюю ось, а электродвигатель со своим редуктором, приводит в движение задние колёса.

Подобная схема даёт возможность с относительно малыми потерями превратить недорогостоящую версию любого авто не просто в гибрид, а даже в полноприводный гибрид. Дорабатывать ДВС практически не понадобится, а вот преобразованием задка гибрида для размещения там аккумуляторной батареи придётся заняться в любом случае.

Преимущества:

• по конструкции такие автомобили относительно просты;
• полный привод;
• меньшая себестоимость.

Недостатки:

• ниже эффективность;
• уменьшается объём багажного отделения;
• выше масса.

Заявленная экономия горючего: до 20%.

Honda Clarity PHEV

В случае с Honda, данный плагин-гибрид возможно лучшая интерпретация платформы Clarity для большинства потребителей. Также, это возможно один из лучших плагин-гибридных автомобилей на рынке, чей 77 километровый запас хода на электротяге предлагает фактически полную экологичность использования данного автомобиля в городских условиях. Экономия топлива Honda Clarity PHEV делает автомобиль отличным вложением средств, с быстрой окупаемостью использования.

Для кого подойдет плагин-гибрид?

Преимущества плагин-гибрида способны заставить сомневаться даже ярого приверженца электрокаров, которые используют исключительно аккумуляторный тип питания:

• Расход топлива значительно меньше, чем у авто с традиционной силовой установкой;
• Запас хода увеличен за счет возможности использовать езду только на аккумуляторе, а также благодаря пониженному расходу топлива;
• По причине того, что в большинстве случаев в городских условиях мы иногда передвигаемая не быстрее 30 км/час, плагин-гибрид переключается на езду с использованием ресурсов аккумулятора, что означает отсутствие вредных выхлопов.

Кроме этого, стоимость электрокаров в большинстве случаев не соответствует предлагаемому уровню комфорта и желаемым техническими характеристиками. В некоторых случаях людей отпугивает экстерьер электромобилей, которые зачастую имеют футуристический вид, не соответствующий интерьеру. У плагин-гибридов с этим все в порядке. Их экстерьер редко выделяется чем-то кроме значка, расположенного где-то сбоку или сзади, говорящего о том, что данный автомобиль имеет плагин-гибридную установку.

Также нужно отметить, что несмотря на то, что инфраструктура для электрокаров развита уже достаточно неплохо, проблемы с ней начинаются ровно с момента выезда за пределы города. Зарядные станции, установленные на обычных АЗС, не всегда оказываются рабочими, а информация об этом вовремя обновляется крайне редко. Если у вас не Tesla, подзаряжаться «на всякий случай» придётся каждые 150-200 километров, а значит, что поездка будет долгой и стрессовой.

Еще одной причиной того, что плагин-гибрид подойдёт абсолютно каждому, является его расход, зачастую не превышающий значения 5 л на 100 км. Сегодня, когда мы боремся не только с проблемами экологии, но и с затратами на топливо (вспомните, как расход 9 л казался не таким уж и большим), такая отличительная особенность важна как никогда ранее.