Рис. 10.9. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы силовой установки гибридного электромобиля
Последовательная схема
ДВС приводит в действие генератор G, который заряжает аккумуляторную батарею и дает энергию тяговому электродвигателю М, вращающему колеса. Привод от электродвигателя упрощает коробку переключения передач. Недостаток такой схемы: и ДВС, и тяговый электродвигатель рассчитывают исходя из максимальной мощности, КПД системы низкий.
Параллельная схема
В параллельной структуре ДВС и тяговый электродвигатель подключены к механической коробке переключения передач. Электрический привод состоит из обратимого электродвигателя G/М, электронного управления и аккумуляторной батареи. На шоссе ДВС движет электромобиль и через мотор-генератор заряжает аккумуляторную батарею. В городе работает электродвигатель. При подъеме и других условиях, когда требуется максимум мощности, оба двигателя работают параллельно, их мощности суммируются. Эта структура обеспечивает меньший вес, невысокую стоимость, больший КПД по сравнению с аккумуляторными электромобилями.
Смешанная схема
Модель Toyota Prius является первым серийным гибридным электромобилем. С 1997 года их только в Японии было продано более 37000 штук. Это пятиместный седан стоимостью около 20000 долларов. Электромобиль имеет 1,5-литровый бензиновый двигатель мощностью 53 кВт (70 л. с.) при 4500 об/мин, бесколлекторный электродвигатель постоянного тока мощностью 33 кВт при 1040...5600 об/мин, тяговую батарею из никель-металлгидридных аккумуляторов с номинальным напряжением 274 В.
Информация взята из сайта: Ladaman.ru
Система управления гибридной силовой установкой (рис. 10.10) обеспечивает движение электромобиля с заданной скоростью в оптимальном режиме. При этом работают или бензиновый двигатель или электродвигатель по отдельности, или их комбинация с различными долями по мощности. Для водителя и пассажиров переключение режимов происходит практически незаметно.
Рис. 10.10. Блок-схема гибридной силовой установки электромобиля Toyota Prius
Смешанная структура, реализованная на Toyota Prius, комбинирует достоинства параллельной и последовательной схем. Бензиновый двигатель через коробку переключения передач может приводить в движение колеса и генератор. Напряжение с генератора после преобразования в инверторе поступает для заряда аккумуляторной батареи и/или для работы электродвигателя. Специальная коробка переключения передач суммирует и распределяет энергию между бензиновым двигателем, электродвигателем, генератором. При торможении энергия рекуперируется, при необходимости резкого торможения используются и обычные гидравлические тормоза. Имеется и антиблокировочная тормозная система.
Бензоэлектромобиль, подобный японскому Toyota Prius, разработан в России. Отечественный завод «Ижмаш» на базе универсального автомобиля ИЖ-21261 создал бензоэлектромобиль с гибридной силовой установкой ДВС + ЭДВ + АКБ (8х12 В) и с параллельным соединением двигателей через специальный редуктор. Небольшими сериями такой ИЖ-БЭ выпускается с 1998 года.
Недостатки: высокая стоимость (11200 у. е.), малый запас электрохода (12...15 км), возможность попадания агрессивной газовой среды в салон, мизерное багажное отделение, вес больше, чем у прототипа, на 120 кг, небольшая мощность энергоустановки (46 л. с.), низкая приемистость.
Преимущества: уменьшенный расход бензина 3 л/100 км (у прототипа 7,2 л/100 км); возможность эксплуатации в экологически чистых, например, курортных зонах.
Интерес к электромобилям с гибридными силовыми установками непрерывно растет. Ведущие автомобильные фирмы уже начали или начнут в ближайшее время мелкосерийное производство гибридных моделей: Ford Prodigy (Ford Motor), GM Precept (General Motors), Chrysler Citadel и Dodge PowerBox (Daimler Chrysler), Honda Insight (Honda) и др.