Більше ста років тому був винайдений двигун внутрішнього згоряння, який працював на продуктах переробки нафти. У бензинових двигунах займання паливної суміші відбувається від іскри, а в дизельних – від стиснення палива. Варіант роботи на газу практично ідентичний роботі на бензинової суміші.
У процесі згоряння палива в двигуні утворюється енергія, яка за допомогою кривошипно-шатунного механізму і трансмісії передається до коліс і відповідно забезпечує рух автомобіля.
Але в процесі згоряння палива утворюються і шкідливі речовини – оксиди вуглецю, оксиди азоту, аміак, частинки сажі та інші шкідливі для навколишнього середовища і людини речовини.
Величезні зусилля автовиробників спрямовані на те, щоб зробити двигуни внутрішнього згоряння більш екологічно чистими. Розробка нових моделей двигунів, застосування нових мастильних матеріалів, всякого роду фільтрів, каталізаторів дозволяє зменшити кількість шкідливих викидів.
Але звести рівень викидів до нуля в бензинових і дизельних двигунах неможливо технічно. Нові вимоги до рівня шкідливих речовин у вихлопних газах в Європі, Англії, окремих районах США фактично забороняють експлуатацію автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння.
Ці обмеження і далі будуть поширюватися по всьому світу і рано чи пізно торкнуться всіх країн.
Який же вихід в даній ситуації для автовиробників? Вихід є — електрифікація автомобілів.
Електромобілі проводилися досить давно, але не в такій кількості, як бензиново-дизельні. Причина була в недостатньому рівні технологічних розробок, які дозволили б виробляти батареї високої місткості при відносно невисокій вартості.
Та й вимоги по рівню шкідливих речовин у вихлопних газах були невисокі. Нафтові продукти були недорогі, в деяких країнах вартість бензину була порівнянна з вартістю газованої води. Тому ринок електромобілів розвивався повільно.
Але в останні роки спостерігається сплеск інтересу до електромобілів в багатьох країнах. Захист навколишнього середовища тут головний фактор. Новітні вимоги за рівнем шкідливих речовин у вихлопних газах змушують автовиробників електрифікованих. Уряди багатьох країн стимулюють автовиробників для переходу на електротягу. Є спеціальні пільгові програми для покупців і власників електромобілів
Чому ж тоді не так стрімко зростає ринок електрифікованих автомобілів?
Головні фактори – вартість електромобіля і запас ходу.
Компромісне рішення було знайдено у вигляді гібридів. Гібридні технології дозволяють автомобілям з ДВС (двигун внутрішнього згоряння) на борту «вписатися» в жорсткі екологічні вимоги.
Гібридний автомобіль це два в одному. Є і ДВС і електроустановка.
Гібридних технологій чотири. Вони відрізняються за складністю пристрою, можливості руху тільки на електротязі, зовнішньої підзарядки, економічності.
- Найпростіші гібриди не можуть рухатися окремо на електротязі, електрифіковано у них тільки процес накопичення енергії при гальмуванні – рекуперація. Ця енергія заряджає штатний акумулятор. Додаткової економії палива практично немає.
- «М’які» гібриди – теж не можуть рухатися окремо на електротязі, електрифіковано у них процес накопичення енергії при гальмуванні – рекуперація і присутній мотор-генератор, який активно допомагає основному двигуну. Є ще окремий акумулятор на 48 Вольт і перетворювач напруги 12 — 48 В. Такі гібриди є найдешевшим варіантом, здатним знизити викиди до необхідного рівня. Економія палива тут невелика (до 10%), але є приріст тяги.
- «Повні» гібриди можуть рухатися окремо тільки на електротязі на невеликі відстані, ДВС працює в основному на зарядку літій-іонної батареї. При гальмуванні також заряджається батарея. У рух автомобіль приводять електромотори, розташовані на передній і (або) задніх осях. Конструкція таких гібридів задоволена складна, тому що є присутнім і ДВС і високовольтна електроустановка. Такі гібриди використовують в своїй конструкції інтегрований в коробку передач мотор-генератор, перетворювач постійного струму, інвертор, окрему систему охолодження високовольтних компонентів за допомогою електропомпи, електричний компресор кондиціонера і високовольтні дроти. Складність конструкції тягне за собою високі вимоги до сервісних станцій і кваліфікації персоналу сто. Такі гібриди екологічні, здатні забезпечити економія палива до 20% і істотний приріст тяги.
- Підключаємі гібриди (PHEV) – це те саме, що і «повні» гібриди, але з роз’ємом для зарядки від мережі. Тут акумулятор заряджається не тільки від рекуперації або від ДВС, а й від розетки. Така конструкція гібридного автомобіля найдорожча, найважча і найскладніша.
Останнім етапом еволюції бензинового автомобіля через гібридизацію буде повна електрифікація. Наскільки швидко це відбудеться залежатиме від розвитку технологій виробництва батарей, зниження їх вартості.
Гібридні автомобілі дозволяють знизити кількість шкідливих викидів вже зараз. До того ж вони більш економічні, безшумні. Додатковий приріст електротяги дає краще прискорення на будь-якій швидкості в порівнянні з бензиново-дизельних аналогом.
Виробництво гібридів демонструє рівень розвитку технологи у автовиробників. Підвищує їх авторитет і відповідальність за охорону навколишнього середовища.
