3.2 Мікрогібріди – найпростіша форма гібридного життя

Найпримітивніша форма гібридизації – це версія системи «старт-стоп». У таких автомобілів спеціальний потужний стартер здатний не тільки розкручувати двигун для запуску, але і працювати як генератор при рекуперативному гальмуванні. Забираємо «безкоштовну» електрику – економимо на витраті пального. Отримана буквально під час руху і збережена в батареї та спеціальному накопичувачі, електроенергія, йде потім на перезапуск двигуна внутрішнього згоряння при роботі системи «старт-стоп», живлення кліматичної установки, електроприводів, світлотехніки та інших бортових пристроїв, а зекономлене на цьому пальне – на додаткові кілометри пробігу. Подібні технології використовують багато виробників: це i-ELOOP від Mazda, e-HDI від Peugeot, Blue Drive від Hyundai та інші.

3.3. Вища ступінь електрифікації: гібриди типу plug-in

Але справжні, повноцінні гібриди все-таки здатні на більше, як з точки зору економії пального, так і в плані тягових можливостей. Все тому, що їх електродвигуни не тільки накопичують електроенергію в ролі генераторів для зарядки батарей, але і обертають колеса спільно з двигуном внутрішнього згоряння. Тільки роблять це по-різному. Найдосконаліші конструкції забезпечують можливість рухатися як за допомогою спільних зусиль ДВС і електромотора, так і на чистій електротязі, причому досить тривалий час. Для цього їх батарея має збільшену ємність, електромотор – вищу потужність (70-100 к.с. і вище), а поряд з люком бензобака в кузові є і порт для підключення електричного шнура для зарядки від звичайної розетки. Це рішення отримало загальнопоширене позначення plug-in (плаг-ін) і за своєю суттю являє собою проміжну ланку між традиційними автомобілями та електричними.

Рекуперація – одна з основ усіх гібридних технологій і обов’язковий (але не завжди єдиний) спосіб зарядки батарей будь-якого гібрида. Вона являє собою перетворення кінетичної енергії в електричну (замість теплової в звичайних автомобілях) і запасання останньої в тяговій батареї. Цей процес стає можливим тоді, коли машина рухається накатом або сповільнюється, і колеса розкручують електродвигун-генератор, який внаслідок цього виробляє електрику.

Оскільки, енергію згоряння пального доводиться перетворювати спочатку в механічну, потім механічну в електричну, а в кінці електричну – безпосередньо в обертання коліс.

Тому гібрид, що функціонує за такою схемою, обов’язково повинен мати добре розвинені електричні здібності. Яскравим представником цього класу електромобілів-гібридів був седан Fisker Karma, а із сучасників згадаємо, насамперед, Chevrolet Volt і BMW i3. Volt здатний проїжджати на електротязі 80 кілометрів (завдяки тому, що він відноситься до категорії підзарядних гібридів plug-in), а якщо систему буде підживлювати 1,5-літровий ДВС, то безперервний пробіг збільшиться до 676 км. Для електромобіля BMW i3 бензиновий двигун – взагалі опція, з якою чисто електричний запас ходу в 160 км перетворюється на гібридний 300-кілометровий.

Схема: паралельні гібриди з електромотором між ДВС і коробкою передач

Але якщо вищезгадана схема по своїй суті ближче до електромобіля, то такі автомобілі, як Porsche Panamera S E-Hybrid і Cayenne S E-Hybrid, Volkswagen Golf GTE і Passat GTE, Mercedes-Benz S500e та С350e, BMW X5 xDrive40e та інші поєднують у собі звичні нам властивості бензинових машин і здатність проїхати півгодинний маршрут на електриці. Для того, щоб зберегти всі «бензинові» переваги, потужні мотори таких машин мають жорсткий зв’язок з колесами. Електродвигун не порушує звичну компоновку цих моделей, бо вбудований в коробку передач, і при необхідності потужності ДВС і електромотора підсумовуються. Ця схема називається паралельною, так як мотори обох типів працюють одночасно. Залежно від обраного водієм режиму, бензиновий мотор може або обертати колеса спільно з електродвигуном, або ж останній буде працювати в якості генератора і запасати електрику в батареї на майбутнє. Чисто електричний режим реалізований за допомогою зчеплення між трансмісією і ДВС: якщо воно розімкнуте, то електромотор обертає колеса сам.

На цих зображеннях видно, як компактно електромотор інтегрований в коробку передач гібрида Volkswagen Golf GTE. У порівнянні зі звичайною бензиновою або дизельною версією компонування принципово не змінилася. Додаткове місце займає лише батарея в задній частині кузова, проводка і керуюча електроніка. Більшість європейських виробників створюють свої найсвіжіші plug-in гібриди саме за такою схемою.

Головна перевага гібридного автомобіля – зниження витрати палива і шкідливих викидів. Це досягається повним автоматичним управлінням режиму, роботи системи двигунів за допомогою бортового комп'ютера, починаючи від своєчасного відключення двигуна під час зупинки в транспортному потоці, з можливістю продовження руху без його запуску, виключно на енергії акумуляторної батареї, і закінчуючи складнішим механізмом рекуперації –використання електродвигуна як генератора електричного струму для поповнення заряду акумуляторів.