hibridinis laikas

Esant situacijai, kai dėl vis dar nepatenkinamo nuotolio, akumuliatoriaus netobulumo, varginančio ilgo įkrovimo ir aplinkos sąžinės rūpesčių sunku išleisti visus pinigus grynai elektrinėms transporto priemonėms, hibridiniai sprendimai tampa protingu aukso viduriu. Tai matyti iš automobilių pardavimo rezultatų.

Hibridinis automobilis šioje transporto priemonėje įrengta įprasta sistema variklis ir vieną ar daugiau (1). Elektrinė pavara gali būti naudojama ne tik degalų sąnaudoms sumažinti, bet ir galiai padidinti. Šiuolaikiniai hibridiniai automobiliai naudoti papildomus energijos vartojimo efektyvumo didinimo metodus, pvz. Kai kuriais atvejais vidaus degimo variklis naudojamas elektros energijai gaminti, kad būtų galima maitinti elektros variklį.

1. Dyzelinės-elektrinės hibridinės transporto priemonės schema

Daugelyje hibridinių dizainų išmetamųjų teršalų jis taip pat sumažinamas išjungiant vidaus degimo variklį pastatymo metu ir vėl jį įjungiant, kai reikia. Projektuotojai siekia, kad sąveika su elektros varikliu optimizuotų jo veikimą, pavyzdžiui, kai vidaus degimo variklis dirba mažais sūkiais, jo efektyvumas yra mažas, nes jam reikia daugiausiai energijos savo pasipriešinimui įveikti. Hibridinėje sistemoje šį rezervą galima išnaudoti padidinus vidaus degimo variklio sūkius iki tokio lygio, kuris tinkamas akumuliatoriui įkrauti.

Beveik tiek pat seni kaip automobiliai

Automobilių hibridų istorija dažniausiai prasideda 1900 m., kai Ferdinandas Porsche šį modelį pristatė pasaulinėje parodoje Paryžiuje. Gibrid Lohner-Porsche Mixte (2), pirmoji pasaulyje dyzelinė ir elektrinė hibridinė transporto priemonė. Vėliau buvo parduoti keli šimtai šios mašinos kopijų. Po dvejų metų Knight Neftal pastatė hibridinį lenktyninį automobilį. 1905 metais Henri Pieper pristatė hibridą, kuriame elektros variklis galėjo įkrauti baterijas.

1915 metais elektrinių transporto priemonių gamintoja Woods Motor Vehicle Company sukūrė Dual Power modelį su 4 cilindrų vidaus degimo varikliu ir elektriniu varikliu. Mažiau nei 24 km/h greitis automobilis dirbo tik su elektros varikliu iki kol išsikraus baterijair viršijus šį greitį buvo įjungtas vidaus degimo variklis, kuris galėjo pagreitinti automobilį iki 56 km/val. Dual Power buvo komercinė nesėkmė. Jis buvo per lėtas už savo kainą ir per sunku važiuoti.

1931 metais Erichas Geichenas pasiūlė automobilį, kurio akumuliatoriai buvo įkraunami leidžiantis nuo kalno. Energija buvo tiekiama iš suspausto oro cilindro, kuris buvo pumpuojamas dėka kinetinė energija automobilių dalys važiuoja žemyn.

Senergijos atgavimas stabdymo metu1967 m. AMC sukūrė „American Motors“ ir pavadino „Energijos regeneravimo stabdžiu“ – pagrindinį šiuolaikinės hibridinės technologijos išradimą.

1989 metais „Audi“ išleido eksperimentinį automobilį „Audi Duo“. Tai buvo lygiagrečiai hibridas paremtas Audi 100 Avant Quattro. Automobilyje buvo sumontuotas 12,8 AG elektrinis variklis, varęs galinę ašį. Jis sėmėsi energijos iš nikelio kadmio baterija. Priekinę ašį varė 2,3 litro penkių cilindrų benzininis variklis, išvystantis 136 AG. „Audi“ ketino sukurti automobilį, kuris būtų varomas vidaus degimo varikliu už miesto ribų ir elektros varikliu mieste. Vairuotojas pasirinko degimo arba elektrinio važiavimo režimą. Audi pagamino tik dešimt šio modelio egzempliorių. Mažas klientų susidomėjimas buvo siejamas su mažesniu našumu nei standartinio Audi 100 dėl papildomo darbo krūvio.

Proveržis atėjo iš Tolimųjų Rytų

Data, nuo kurios hibridiniai automobiliai plačiai atėjo į rinką ir sulaukė tikro populiarumo, yra tik 1997 m., kai jie įžengė į Japonijos rinką. Toyota Prius (3). Iš pradžių šie automobiliai surado pirkėjų daugiausia aplinkai jautriuose sluoksniuose. Situacija pasikeitė kitą dešimtmetį, kai naftos kainos pradėjo sparčiai kilti. Nuo antrosios praėjusio dešimtmečio pusės į rinką pradėjo tiekti ir kiti gamintojai hibridiniai modeliai, dažnai pagrįsta licencijuotais Toyota hibridiniais sprendimais. Lenkijoje „Prius“ salonuose pasirodė 2004 m. Tais pačiais metais buvo išleista antroji „Prius“ karta, o 2009-aisiais – trečioji.

Ji sekė „Toyota“. Honda, kitas Japonijos automobilių pramonės milžinas. modelio pardavimas Įžvalga (4), dalinis lygiagretus hibridas, bendrovė pradėjo veiklą 1999 m. JAV ir Japonijoje. Tai buvo ekonomiškesnis automobilis nei Toyota gaminys. Pirmos kartos Prius sedanas mieste sunaudojo 4,5 l/100 km, o už miesto – 5,2 l/100 km. Dviejų durų Honda Insight Pirmoji karta sunaudojo 3,9 l / 100 km mieste ir 3,5 l / 100 km už miesto.

„Toyota“ išleido naujas hibridines automobilių versijas. Gamyba Toyoty Auris hibridas prasidėjo 2010 metų gegužę. Tai buvo pirmasis serijinis hibridas Europoje, parduotas pigiau nei Prius. Auris hibridas jo pavara buvo tokia pati kaip ir Prius, bet degalų rida buvo mažesnė - 3,8 l / 100 km kombinuotu ciklu.

2007 m. gegužės mėn. Toyota Motor Corporation pardavė pirmąjį milijoną hibridinių automobilių. Du milijonai iki 2009 metų rugpjūčio, 6 milijonai iki 2013 metų gruodžio. 2015 metų liepą bendras Toyota hibridų skaičius viršijo 8 mln. 2015 metų spalį vien „Toyota“ hibridų pardavimas Europoje viršijo milijoną vienetų. 2019 metų pirmąjį ketvirtį hibridai jau sudarė 50 proc. visų „Toyota“ pardavimų mūsų žemyne. Populiariausi modeliai šioje kategorijoje vis dėlto nebėra Priusų, bet nuosekliai Yaris hibridas, C-HR hibridas Orazas Corolla hibridas. Iki 2020 metų pabaigos „Toyota“ ketina parduoti 15 milijonų hibridų, o tai, bendrovės teigimu, buvo padaryta šių metų sausį, t.y. pradžioje. Jau 2017 metais, gamintojo duomenimis, į atmosferą buvo išleista 85 mln. anglies dioksidas mažiau.

Per pagrindinę karjerą, trunkančią daugiau nei du dešimtmečius automobilių hibridai atsirado naujų naujovių. Hibridinis Hyundai Elantra LPI (5), kuris buvo parduotas Pietų Korėjoje 2009 m. liepos mėn., buvo pirmasis SND varomas vidaus degimo variklio hibridas. Elantra yra dalinis hibridas, kuriame naudojamos ličio polimerų baterijos, taip pat pirmą kartą. Elantra sunaudojo 5,6 litro benzino 100 km ir išmetė 99 g/km COXNUMX.₂. 2012 m. „Peugeot“ pasiūlė naują sprendimą Europos rinkai pristatydama 3008 Hybrid4 – pirmąjį masinės gamybos dyzelinį hibridą. Gamintojo teigimu, furgonas 3008 Hybrid sunaudojo 3,8 l/100 km dyzelinio kuro ir išmetė 99 g/km CO.₂.

5. Hibridinis Hyundai Elantra LPI

Modelis buvo pristatytas tarptautinėje Niujorko automobilių parodoje 2010 m. Linkolno MKZ hibridas, pirmoji hibridinė versija, kurios kaina bus identiška įprastinei to paties modelio versijai.

Iki 2020 m. balandžio mėn., nuo 1997-ųjų metų, visame pasaulyje buvo parduota daugiau nei 17 milijonų hibridinių elektrinių transporto priemonių. Rinkos lyderė yra Japonija, iki 2018 m. kovo pardavusi daugiau nei 7,5 mln. hibridinių transporto priemonių, JAV, iki 2019 m. pardavusi iš viso 5,4 mln. vienetų, ir 2020 mln. hibridinių transporto priemonių, pardavusių Europoje iki 3 m. liepos mėn. Žinomiausi plačiai parduodamų hibridų pavyzdžiai, be Prius, yra kitų Toyota modelių hibridinės versijos: Auris, Yaris, Camry ir Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Lygiagretus, serijinis ir mišrus

Kelios skirtingos gentys šiuo metu yra paslėptos bendriniu pavadinimu „hibridas“. varomosios sistemos ir idėjų, kaip padidinti efektyvumą. Reikia atsiminti, kad dabar, tobulėjant ir tobulėjant dizainui, aiškios klasifikacijos kartais nepavyksta, nes naudojami įvairių sprendimų deriniai ir nauji išradimai, pažeidžiantys apibrėžimo grynumą. Pradėkime dalindami pagal disko konfigūraciją.

W hibridinė pavara lygiagretaus tipo vidaus degimo variklis ir elektros variklis yra mechaniškai sujungti su varomaisiais ratais. Automobilis gali būti varomas vidaus degimo varikliu, elektros varikliu arba abu. Ši schema naudojama Honda automobiliuose: Įžvalga, pilietiškumas, susitarimas. Kitas tokios sistemos pavyzdys yra „General Motors“ diržo generatorius / starteris „Chevrolet Malibu“. Daugelyje modelių vidaus degimo variklis taip pat veikia kaip elektros generatorius.

Šiuo metu rinkoje žinomos lygiagrečios pavaros susideda iš visos galios vidaus degimo variklių ir mažesnių (iki 20 kW) elektros variklių bei mažų akumuliatorių. Šiose konstrukcijose elektros varikliai turi palaikyti tik pagrindinį variklį, o ne būti pagrindiniu energijos šaltiniu. Lygiagrečios hibridinės pavaros laikomos efektyvesnėmis už sistemas, pagrįstas tik tokio paties dydžio vidaus degimo varikliais, ypač važiuojant mieste ir užmiestyje.

Nuoseklioje hibridinėje sistemoje transporto priemonę tiesiogiai varo tik elektros variklis, o sistemai varyti naudojamas vidaus degimo variklis. elektros srovės generatorius taip pat. Akumuliatorių komplektas šioje sistemoje paprastai yra daug didesnis, o tai turi įtakos gamybos kaštams. Manoma, kad toks išdėstymas padidina vidaus degimo variklio efektyvumą, ypač važiuojant mieste. Pavyzdys serijinis hibridas Tai Nissan e-Power.

Mišri hibridinė pavara sujungia abiejų minėtų sprendimų – lygiagrečių ir nuoseklių – privalumus. Šie „hibridiniai hibridai“ yra laikomi optimaliais eksploatacinių savybių atžvilgiu, palyginti su serijiniais, kurie yra efektyviausi važiuojant mažu greičiu, ir lygiagrečiai, kurie yra optimalūs važiuojant didesniu greičiu. Tačiau jų, kaip sudėtingesnių grandinių, gamyba yra brangesnė nei lygiagrečiai varikliai. Dominuojantis mišrių hibridinių jėgos agregatų gamintojas yra Toyota. Jie naudojami Toyota ir Lexus, Nissan ir Mazda (daugiausia pagal Toyota licenciją), Ford ir General Motors.

Dviejų vidaus degimo variklių ir lygiagrečiojo variklio galią galima perkelti į ratų pavarą naudojant tokio tipo įrenginį (galios skirstytuvą), kuris yra paprastas planetinių pavarų rinkinys. Vidaus degimo variklio velenas prijungtas prie greičių dėžės planetinių pavarų šakės, elektros generatorius - su savo centrine pavara, o elektros variklis per pavarų dėžę - su išorine pavara, iš kurios sukimo momentas perduodamas ratams. Tai leidžia perkelti dalį sukimosi greitis o vidaus degimo variklio sukimo momentas – ratams, o dalis – generatoriui. Taip variklis jis gali veikti optimaliu RPM diapazonu nepriklausomai nuo transporto priemonės greičio, pavyzdžiui, pajudėdamas, o generatoriaus generuojama srovė naudojama elektros varikliui, kurio didelį sukimo momentą palaiko vidaus degimo variklis, varantis ratus. Kompiuteris, kuris koordinuoja visos sistemos darbą, reguliuoja generatoriaus apkrovą ir elektros variklio tiekimą, taip valdydamas planetinės pavarų dėžės darbą kaip elektromechaninė nuolat kintama transmisija. Lėtėjimo ir stabdymo metu elektros variklis veikia kaip generatorius, įkraunantis akumuliatorių, o užvedus vidaus degimo variklį – kaip generatorius. starteris.

W pilna hibridinė pavara automobilis gali būti varomas arba vien varikliu, arba vien akumuliatoriumi, arba abu. Tokios sistemos pavyzdžiai yra Hybrid Synergy Drive Toyoty, hibridinė sistema ford, Dviejų režimų hibridas gamyba General Motors / ChryslerTransporto priemonių pavyzdžiai: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid ir Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h ir CT200h. Šiems automobiliams reikalingi dideli, efektyvūs akumuliatoriai. Naudojant galios pasidalijimo mechanizmą, transporto priemonės įgyja daugiau lankstumo, nes sistema tampa sudėtingesnė.

dalinis hibridas iš principo tai yra įprastas automobilis su prailgintu starteriu, leidžiančiu kaskart automobiliui leidžiantis į nuokalnę išjungti vidaus degimo variklį, stabdyti ar sustoti, o prireikus greitai užvesti variklį.

Starteris paprastai jis montuojamas tarp variklio ir transmisijos, pakeičiant sukimo momento keitiklį. Uždegus suteikia papildomos energijos. Priedus, tokius kaip radijas ir oro kondicionierius, galima įjungti, kai neveikia vidaus degimo variklis. Stabdant baterijos įkraunamos. Palyginti su pilnaverčiais hibridais daliniai hibridai turi mažesnius akumuliatorius ir mažesnį elektros variklį. Todėl jų tuščias svoris ir gamybos savikaina yra mažesnė. Tokio dizaino pavyzdys buvo viso dydžio Chevrolet Silverado Hybrid, pagamintas 2005–2007 m. Jis sutaupė iki 10 proc. išjungiant ir įjungiant vidaus degimo variklį ir energijos atgavimą stabdant.

Hibridų ir elektrinių hibridai

Kitai hibridų kategorijai reikėtų skirti daugiau laiko, o tai tam tikra prasme yra dar vienas žingsnis link „grynos elektros“. Tai hibridinės transporto priemonės (PHEV), kuriose akumuliatoriai skirti elektrinė pavara taip pat galima įkrauti iš išorinio šaltinio (6). Taigi PHEV galima laikyti hibrido ir elektromobilio hibridu. Jis įrengtas įkrovimo kištukas. Dėl to baterijos taip pat yra kelis kartus didesnės, o tai reiškia, kad galima sumontuoti galingesnį elektros variklį.

6. Hibridinio automobilio schema

Dėl to hibridinės transporto priemonės sunaudoja mažiau degalų nei klasikiniai hibridai, paprastai gali nuvažiuoti apie 50-60 km „srove“ neužvedę vidaus degimo variklio, be to, pasižymi geresnėmis savybėmis, nes hibridai dažnai yra galingiausi variantai. šis modelis.

PHEV elektromobilio atstumas yra daug kartų didesnis nei hibridinės transporto priemonės be šios funkcijos. Šių kelių dešimčių kilometrų visiškai pakanka kelionėms po miestą, į darbą ar į parduotuvę. Pavyzdžiui, in Škoda Superb iV (7) Akumuliatorius gali sukaupti iki 13 kWh elektros energijos, o tai leidžia nuvažiuoti iki 62 km nulinės emisijos režimu. Dėl to, pasistatę hibridą prie namų ir grįžę namo, galime pasiekti vidutines 0 l/100 km degalų sąnaudas. Vidaus degimo variklis apsaugo akumuliatorių nuo išsikrovimo ten, kur nėra prieigos prie maitinimo šaltinio, ir, žinoma, leidžia nesijaudinti dėl nuotolio ilgose kelionėse.

7. Skoda Superb iV hibridas įkrovimo metu

vienodai svarbu tipo hibridai aprūpintas galingais elektros varikliais Škoda Superb iV jo parametrai yra 116 AG. ir 330 Nm sukimo momentą. Dėl to automobilis ne tik iš karto įsibėgėja (elektros variklis varo automobilį taip pat greitai, kad ir kokiu greičiu jis tuo metu važiuoja), nes „Skoda“ praneša, kad „Superb“ iki 60 km/h įsibėgėja per 5 sekundes, taip pat gali pagreitinti automobilį iki 140 km/h – tai leidžia važiuoti be streso ir nulinės emisijos režimu, pavyzdžiui, žiediniuose keliuose ar greitkeliuose.

Važiuojant automobilį dažniausiai varo abu varikliai (vidaus degimo variklis varomas elektra, todėl sunaudoja mažiau degalų nei įprastame automobilyje), tačiau atleidus dujas, stabdžius ar važiuojant pastoviu greičiu, vidinis įsijungia vidaus degimo variklis išjungia variklį ir tik po to elektros variklis varo ratus. Taigi mašina veikia taip pat klasikinis hibridas ir atkuria energiją lygiai taip pat – su kiekvienu stabdymu energija atsistato ir patenka į baterijas elektros srovės pavidalu; Ateityje ji tarnauja būtent tam, kad vidaus degimo variklį būtų galima išjungti dažniau.

Pirmąjį įkraunamą hibridinį automobilį Kinijos gamintojas BYD Auto rinkai pristatė 2008 m. gruodžio mėn. Tai buvo F3DM PHEV-62 modelis. Populiariausio pasaulyje elektromobilio įkraunamos hibridinės versijos premjera, Chevrolet voltasįvyko 2010 m. T.pabusti premjera įvyko 2012 m.

Nors ne visi modeliai veikia vienodai, dauguma gali veikti dviem ar daugiau režimų: „viskas elektrinis“, kai variklis ir akumuliatorius aprūpina visą automobilio energiją, ir „hibridinis“, kuris naudoja ir elektrą, ir benziną. PHEV paprastai veikia visiškai elektriniu režimu ir veikia elektra, kol išsikrauna baterija. Kai kurie modeliai į hibridinį režimą persijungia pasiekę greitkelyje nustatytą greitį, dažniausiai apie 100 km/val.

Be aukščiau aprašyto Skoda Superb iV, garsiausi ir populiariausi hibridiniai modeliai yra Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e ir X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Hibridai iš jūros gelmių į dangų

Reikėtų prisiminti, kad hibridinė pavara naudojami ne tik lengvųjų automobilių ir apskritai automobilių segmente. Pavyzdžiui hibridinės pavaros sistemos naudoti dyzeliniai varikliai arba turboelektrinis geležinkelių lokomotyvams, autobusams, sunkvežimiams, mobilioms hidraulinėms mašinoms ir laivams maitinti.

Didelėse konstrukcijose tai paprastai atrodo taip dyzelinis/turbininis variklis varo elektros generatorių arba hidro siurblyskuris varo elektrinį/hidraulinį variklį. Didesnėse transporto priemonėse santykiniai galios nuostoliai sumažėja, o energijos paskirstymo kabeliais ar vamzdžiais, o ne mechaniniais komponentais nauda tampa akivaizdesnė, ypač kai galia perduodama kelioms pavaros sistemoms, pvz., ratams ar sraigtams. Dar visai neseniai sunkiasvorės transporto priemonės turėjo nedidelį antrinės energijos tiekimą, pavyzdžiui, hidraulinius akumuliatorius / akumuliatorius.

Kai kurie iš seniausių hibridinių dizainų buvo nebranduolinių povandeninių laivų pavarosveikia su žaliaviniais dyzeliniais varikliais ir povandeniniais akumuliatoriais. Pavyzdžiui, Antrojo pasaulinio karo povandeniniai laivai naudojo ir nuosekliąsias, ir lygiagrečias sistemas.

Mažiau žinomi, bet ne mažiau įdomūs dizainai kuro-hidrauliniai hibridai. 1978 m. Minesotos Hennepin profesinio ir technikos centro Mineapolyje studentai Volkswagen Beetle pavertė benzininis-hidraulinis hibridas su baigtomis dalimis. Dešimtajame dešimtmetyje amerikiečių inžinieriai iš EPA laboratorijos sukūrė „petrohidraulinę“ transmisiją tipiškam amerikietiškam sedanui.

Bandomasis automobilis pasiekė apie 130 km/h greitį mišriu miesto ir greitkelio važiavimo ciklais. Naudojant 0 litro dyzelinį variklį, įsibėgėjimas nuo 100 iki 8 km/h buvo 1,9 sekundės. EPA apskaičiavo, kad masiškai gaminami hidrauliniai komponentai automobilio kainą papildė tik 700 USD. EPA bandymais buvo išbandytas „Ford Expedition“ benzininis-hidraulinis hibridinis dizainas, kuris miesto eisme sunaudojo 7,4 litro degalų 100 kilometrų. JAV kurjerių įmonė UPS šiuo metu eksploatuoja du sunkvežimius, naudojančius šią technologiją (8).

8. Hidraulinis hibridas UPS servise

JAV kariuomenė išbandė Humvee hibridiniai visureigiai nuo 1985 metų. Vertinimai pažymėjo ne tik didesnę dinamiką ir didesnę degalų ekonomiją, bet ir, pavyzdžiui, mažesnę šių mašinų šiluminę charakteristiką ir tylesnį veikimą, o tai, kaip galima spėti, gali turėti didelę reikšmę kariniams tikslams.

ankstyva forma hibridinė jūrų transporto varomoji sistema buvo laivai su burėmis ant stiebų ir garo varikliai žemiau denio. Kitas pavyzdys jau buvo paminėtas dyzelinis-elektrinis povandeninis laivas. Naujesnės, nors ir vėl senamadiškos, hibridinės laivų varymo sistemos, be kita ko, apima didelius aitvarus iš tokių kompanijų kaip SkySails. Vilkimo aitvarai jie gali skristi kelis kartus aukščiau nei aukščiausi laivų stiebai, sulaikydami stipresnius ir pastovesnius vėjus.

Hibridinės koncepcijos pagaliau atsidūrė aviacijoje. Pavyzdžiui, orlaivio prototipas (9) buvo aprūpintas hibridine keičiamų membranų sistema (PEM) iki variklio maitinimo šaltiniskuris yra prijungtas prie įprasto sraigto. Kuro elementas suteikia visą galią kruizo fazei. Kilimo ir pakilimo metu – energijos reikalaujančiame skrydžio segmente – sistema naudoja lengvus ličio jonų akumuliatorius. Demonstracinis lėktuvas taip pat yra motorinis sklandytuvas „Dimona“, kurį sukonstravo Austrijos įmonė „Diamond Aircraft Industries“, atlikusi orlaivio konstrukcijos modifikacijas. 16,3 metro sparnų ilgio orlaivis, naudodamas iš kuro elemento gaunamą energiją, galės skristi maždaug 100 km/h greičiu.

9 Boeing kuro elementų demonstracinis lėktuvas

Ne viskas rožinė

Neabejotina, kad dėl hibridinių transporto priemonių konstrukcijos sudėtingumo nei įprastų transporto priemonių atveju transporto priemonių išmetamų teršalų sumažinimas daugiau nei kompensuoja šias emisijas. Hibridinės transporto priemonės gali sumažinti smogą sukeliančių teršalų išmetimą iki 90 procentų. ir perpus sumažinti anglies dvideginio išmetimą.

Nepaisant to, kad Hibridinis automobilis sunaudoja mažiau degalų nei įprasti automobiliai, vis dar nerimaujama dėl hibridinio automobilio akumuliatoriaus poveikio aplinkai. Dauguma hibridinių automobilių akumuliatorių šiandien skirstomi į vieną iš dviejų tipų: nikelio-metalo hidrido arba ličio jonų. Tačiau abu vis dar laikomi ekologiškesniais nei švino akumuliatoriai, kurie šiuo metu sudaro daugumą benzininių transporto priemonių starterių akumuliatorių.

Čia reikia pažymėti, kad duomenys nėra vienareikšmiai. Bendras toksiškumas ir poveikio aplinkai lygiai nikelio hidrido baterijos laikomas daug mažesniu nei byloje švino rūgšties akumuliatoriai arba naudojant kadmį. Kiti šaltiniai teigia, kad nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai yra daug toksiškesni nei švino rūgšties akumuliatoriai, o perdirbimas ir saugus šalinimas yra daug sudėtingesnis. Įrodyta, kad įvairūs tirpūs ir netirpūs nikelio junginiai, tokie kaip nikelio chloridas ir nikelio oksidas, turi gerai žinomą kancerogeninį poveikį, patvirtintą eksperimentais su gyvūnais.

Akumuliatoriai litowo-jonowe Dabar jie laikomi patrauklia alternatyva, nes turi didžiausią energijos tankį iš visų baterijų ir gali pagaminti daugiau nei tris kartus didesnę įtampą nei NiMH baterijų elementai, išlaikant didelį kiekį. Elektros energija. Šios baterijos taip pat gamina daugiau galios ir yra efektyvesnės, todėl išvengiama energijos švaistymo ir užtikrinamas didesnis patvarumas, o akumuliatoriaus tarnavimo laikas artėja prie automobilio. Be to, ličio jonų baterijų naudojimas sumažina bendrą automobilio svorį, o taip pat leidžia gauti 30 proc. geresnė degalų ekonomija nei benzinu varomų transporto priemonių, o tai sumažina CO emisiją₂.

Deja, nagrinėjamoms technologijoms lemta priklausyti nuo sunkiai randamų ir brangesnių medžiagų. Toli žemyn variklio dizainas ir kitoms hibridinių transporto priemonių dalims, be kita ko, reikia retųjų žemių metalų. Pavyzdžiui disprosis, retųjų žemių elementas, reikalingas įvairių tipų pažangiems elektros varikliams ir akumuliatorių sistemoms hibridinėse varymo sistemose gaminti. Arba neodimio, kitas retųjų žemių metalas, kuris yra pagrindinis didelio stiprumo magnetų, naudojamų nuolatinių magnetų varikliuose, komponentas.

Beveik visi retųjų žemių metalai pasaulyje yra daugiausia iš Kinijos. Keletas ne Kinijos šaltinių, tokių kaip Hoido ežeras Šiaurės Kanadoje arba Veldo kalnas Australijoje jis šiuo metu kuriamas. Jei nerasime alternatyvių sprendimų, ar naujų telkinių, ar medžiagų, kurios pakeis retus metalus, tada tikrai kils medžiagų kainos. Ir tai gali sužlugdyti planus sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį palaipsniui išimant benziną iš rinkos.

Be kainų kilimo, yra ir etinio pobūdžio problemų. 2017 m. JT ataskaita atskleidė piktnaudžiavimą vaikų kobalto kasyklose, itin svarbi žaliava mūsų ekologiškoms technologijoms, įskaitant naujausios kartos elektros variklius Kongo Demokratinėje Respublikoje (DCR). Pasaulis sužinojo apie vaikus, kurie buvo priversti dirbti nešvariose, pavojingose ​​ir dažnai toksiškose kobalto kasyklose jau sulaukę ketverių metų. Jungtinės Tautos skaičiuoja, kad kasmet šiose kasyklose miršta apie aštuoniasdešimt vaikų. Kasdien buvo priversti dirbti iki 40 nepilnamečių. Kartais tai yra nešvari mūsų grynų hibridų kaina.

Išmetimo vamzdžių naujovės teikia vilčių

Tačiau yra gerų naujienų hibridiniai metodai ir bendras noras švaresnių automobilių. Neseniai mokslininkai sukūrė daug žadantį ir stebinantį paprastas dyzelinių variklių modifikavimaskurį hibridinėse sistemose galima derinti su elektrine pavara. Dyzelinės pavaros dėl to jie gali būti mažesni, pigesni ir lengviau prižiūrimi. Ir svarbiausia, jie bus švaresni.

Charlesas Muelleris ir trys jo kolegos Sandijos nacionalinės laboratorijos tyrimų centre dirbo prie modifikacijos, žinomos kaip kanalo kuro įpurškimas (DFI-). Jis pagrįstas paprastu Bunsen degiklio principu. Mokslininkai teigia, kad DFI gali sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį ir DPF polinkį užkimšti suodžius. Anot Mullerio, jo išradimas netgi galėtų pailginti alyvos keitimo intervalus, sumažindamas suodžių kiekį karteryje.

Taigi kaip tai veikia? Purkštukai įprastu dyzelinu jie sukuria sodrius mišinius degimo kameros srityse. Tačiau, mokslininkų teigimu, šiose vietose kuro yra nuo dviejų iki dešimties kartų daugiau, nei reikia visiškam jo sudegimui. Esant tokiam degalų pertekliui aukštoje temperatūroje, turėtų susidaryti daug suodžių. DFI kanalų įrengimas leidžia efektyviai deginti dyzelinį kurą, mažai arba visai nesusidarant suodžių. "Mūsų mišiniuose yra mažiau degalų", - aiškina Mülleris leidinyje apie naują technologiją.

Kanalai, apie kuriuos kalba ponas Mulleris, yra vamzdeliai, sumontuoti nedideliu atstumu nuo tos vietos, kur jie išeina iš purkštukų angų. Jie sumontuoti apatinėje cilindro galvutės pusėje šalia purkštuko. Mülleris mano, kad galiausiai jie bus pagaminti iš aukštai temperatūrai atsparaus lydinio, kad atlaikytų degimo šiluminę energiją. Tačiau, anot jo, papildomos išlaidos, susijusios su jo komandos sukurto išradimo įgyvendinimu, bus nedidelės.

Kai degimo sistema išskiria mažiau suodžių, jas galima panaudoti efektyviau. išmetamųjų dujų recirkuliacijos sistema (EGR), kad sumažintų azoto oksidų, NOx. Anot sprendimo kūrėjų, tai galėtų sumažinti iš variklio išeinančių suodžių ir NOx kiekį iki dešimtosios dabartinio lygio. Jie taip pat pažymi, kad jų koncepcija padės sumažinti CO emisiją.₂ ir kitos pasaulinį atšilimą sukeliančios medžiagos.

Tai ne tik signalas, kad galbūt taip greitai neatsisveikinsime su dyzeliniais varikliais, kurių daugelis jau atsisakė. Degimo pavaros technologijos naujovės yra mąstymo, kuris lemia augantį hibridų populiarumą, tąsa. Tai mažų žingsnelių strategija, palaipsniui mažinant transporto priemonių keliamą naštą aplinkai. Smagu žinoti, kad naujovės šia kryptimi atsiranda ne tik elektrinėje hibrido dalyje, bet ir degaluose.