Транспортное средство, на котором установлена гибридная силовая установка, называется гибридным автомобилем. Отличием гибридной силовой установки от традиционных ДВС является то, что она использует два или более источника энергии и соответствующие им двигателя, которые превращают энергию в механическую работу. Необходимо отметить, что термин «гибридный двигатель», используемый некоторыми источниками информации, с технической точки зрения является неверным.

Существует достаточно много источников энергии (электроэнергия, энергия ветра, энергия сжатого сжиженного газа, энергия сжатого воздуха, тепловая энергия дизельного топлива или бензина и т.д.), которые используются в разных отраслях промышленности. Однако на гибридных авто, как правило, применяется сочетание ДВС и электродвигателя.

Благодаря использованию гибридной силовой установки, удалось добиться существенной экономии топлива и снижения вредных выбросов. Высокий результат обеспечивается за счет:

• Согласованной работы ДВС и электродвигателя.
• Использования аккумуляторных батарей большой емкости.
• Рекуперативного торможения – превращает кинетическую энергию движения в электроэнергию.

Кроме того, в гибридных авто также используются и другие инновационные разработки, которые позволяют снижать вредные выбросы и экономить топливо, в частности речь идет об улучшенной аэродинамике, системе рециркуляции отработавших газов, системе изменения фаз газораспределения, системе подогрева охлаждающей жидкости, шинах с пониженным сопротивлением качению, электроприводе вспомогательных устройств (усилитель руля, климатическое оборудование, водяной насос и пр.).

Существует несколько схем гибридных силовых установок:

• Последовательная;
• Параллельная;
• Последовательно-параллельная.

Последовательная схема

Данная схема подразумевает то, что автотранспорт приводится в движение от электродвигателя. ДВС соединен лишь с генератором, основная функция которого заключается в зарядке аккумуляторной батареи (источник питания электродвигателя).

Категорию Plug-in Hybrid представляют следующие модели авто: Opel Ampera, Chevrolet Volt. Эти транспортные средства также называют электромобилями с увеличенным радиусом действия (EREV). Они способны преодолевать до 60 км на аккумуляторной энергии и до 500 км на энергии генератора, который приводится в действие двигателем внутреннего сгорания.

Параллельная схема

В параллельной схеме установка электродвигателя и ДВС производится таким образом, что они способны функционировать как совместно, так и автономно. Этого удается добиться благодаря соединению электродвигателя, ДВС и трансмиссии автоматически управляемыми муфтами.

Гибриды с параллельной схемой силовой установки имеют свое название – «Mild Hybrid» (умеренный гибрид). Используются электродвигатели небольшой мощности (примерно 20 кВт), гарантирующие дополнительную мощность при ускорении транспортного средства. Чаще всего электродвигатель также выполняет функции генератора и стартера. Располагается он между ДВС и трансмиссией.

Среди представителей гибридных авто с параллельной схемой можно назвать Hyundai Elantra Hybrid, Honda Civic Hybrid, Honda Insight, BMW Active Hybrid 7, VW Touareg Hybrid. Господствует в этой области автомобильная компания Honda со своей системой IMA (Integrated Motor Assist – интегрированный помощник двигателя).

Система IMA выделяет несколько режимов работы:

• Совместная работа электродвигателя и ДВС.
• Работа от электродвигателя.
• Работа от ДВС с осуществлением зарядки аккумулятора от электродвигателя в режиме генератора.
• Зарядка аккумулятора в режиме рекуперативного торможения.

Последовательно-параллельная схема

Электродвигатель и ДВС соединены посредством планетарного редуктора. Причем, мощность каждого из двигателей может передаваться на ведущие колеса одновременно в соотношении от 0 до 100% от номинальной мощности. В данной схеме, в отличие от параллельной, дополнительно установлен генератор, который обеспечивает энергией электродвигатель.

Силовая установка с системой HSD включает в свою конструкцию электродвигатель (соединенный с коронной шестерней планетарного редуктора), ДВС (соединенный с водило планетарного редуктора), генератор (соединенный с солнечной шестерней планетарного редуктора).

ДВС работает по циклу Аткинсона, при котором осуществляются посредственные мощностные показатели на низких оборотах, что позволяет обеспечивать существенную экономию топлива и снижение выбросов вредных веществ.

Систем HSD имеет несколько режимов работы:

• Режим электромобиля (ДВС неактивен, электродвигатель питается от аккумулятора).
• Режим движения с крейсерской скоростью (мощность от ДВС распределяется между генератором и ведущими колесами. Генератор питает электродвигатель, мощность которого суммируется с мощностью ДВС. По мере необходимости осуществляется зарядка аккумулятора).
• Форсированный режим (вместе с ДВС работает электродвигатель, питающийся от аккумулятора, обеспечивая импульс мощности).
• Экономичный режим (аккумулятор питает генератор, который превращает электрическую энергию в механическую, замедляя вращение ДВС. Причем, крутящий момент двигателя не уменьшается, а достигается экономия топлива).
• Режим торможения (электродвигатель функционирует в режиме генератора, а электроэнергия применяется для вращения солнечной шестерни в противоположную сторону, замедляя таким образом скорость движения транспортного средства).
• Режим зарядки аккумулятора (выполняется посредством ДВС и генератора).