เวลาไฮบริด

ในสถานการณ์ที่ยากที่จะนำเงินทั้งหมดไปใช้กับรถยนต์ไฟฟ้าล้วนๆ หากเพียงเพราะช่วงที่ยังไม่น่าพอใจ ความไม่สมบูรณ์ของแบตเตอรี่ ปัญหาการชาร์จนานและความกังวลเกี่ยวกับจิตสำนึกด้านสิ่งแวดล้อม โซลูชันไฮบริดกลายเป็นค่าเฉลี่ยสีทองที่สมเหตุสมผล ดังจะเห็นได้จากยอดขายรถยนต์

รถไฮบริด รถคันนี้ในระบบปกติที่ติดตั้ง เครื่องยนต์ และหนึ่งหรือมากกว่า (1) ไดรฟ์ไฟฟ้าสามารถใช้ไม่เพียงเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิง แต่ยังเพิ่มกำลัง รถยนต์ไฮบริดสมัยใหม่ ใช้วิธีการเพิ่มเติมในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน เช่น ในการใช้งานบางอย่าง เครื่องยนต์สันดาปภายในถูกใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อให้พลังงานแก่มอเตอร์ไฟฟ้า

1. แผนภาพของรถยนต์ไฮบริดดีเซล-ไฟฟ้า

ในรูปแบบไฮบริดมากมาย การปล่อยไอเสีย มันยังลดลงด้วยการดับเครื่องยนต์สันดาปภายในเมื่อจอดแล้วเปิดใหม่เมื่อจำเป็น นักออกแบบพยายามทำให้แน่ใจว่าการโต้ตอบกับมอเตอร์ไฟฟ้าช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ตัวอย่างเช่น เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานที่ความเร็วต่ำ ประสิทธิภาพจะต่ำ เนื่องจากต้องใช้พลังงานมากที่สุดเพื่อเอาชนะความต้านทานของตัวเอง ในระบบไฮบริด สามารถใช้สำรองนี้ได้โดยการเพิ่มความเร็วของเครื่องยนต์สันดาปภายในให้อยู่ในระดับที่เหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่

อายุเกือบเท่ารถยนต์

ประวัติของรถยนต์ไฮบริดมักจะเริ่มต้นในปี 1900 เมื่อ Ferdinand Porsche นำเสนอโมเดลที่งาน World Exhibition ในกรุงปารีส Gibrid Lohner-Porsche Mixte (2) รถยนต์ไฮบริดดีเซลไฟฟ้าคันแรกของโลก ภายหลังการขายเครื่องนี้หลายร้อยสำเนา สองปีต่อมา Knight Neftal ได้สร้างรถแข่งไฮบริด ในปี ค.ศ. 1905 Henri Pieper ได้แนะนำไฮบริดที่มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้

ในปี ค.ศ. 1915 บริษัท Woods Motor Vehicle ซึ่งเป็นผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า ได้สร้างโมเดล Dual Power ด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน 4 สูบและมอเตอร์ไฟฟ้า ต่ำกว่าความเร็ว 24 กม. / ชม. รถทำงานเฉพาะกับมอเตอร์ไฟฟ้าจนถึง จนกว่าแบตจะหมดและเหนือความเร็วนี้ เครื่องยนต์สันดาปภายในถูกเปิดขึ้น ซึ่งสามารถเร่งรถได้ถึง 56 กม. / ชม. Dual Power เป็นความล้มเหลวในเชิงพาณิชย์ มันช้าเกินไปสำหรับราคาและขับยากเกินไป

ในปี 1931 Erich Geichen ได้เสนอรถยนต์ที่มีการชาร์จแบตเตอรีขณะลงเขา พลังงานมาจากกระบอกสูบของอากาศอัดซึ่งถูกสูบด้วย พลังงานจลน์ ชิ้นส่วนรถยนต์กำลังตกต่ำ

Sการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ขณะเบรกซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์สำคัญของเทคโนโลยีไฮบริดสมัยใหม่ ได้รับการพัฒนาในปี 1967 โดย AMC สำหรับ American Motors และตั้งชื่อว่า Energy Regeneration Brake

ในปี 1989 ออดี้เปิดตัวรถทดลอง Audi Duo มันขนานกัน เป็นลูกผสม ขึ้นอยู่กับออดี้ 100 Avant Quattro รถติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้า 12,8 แรงม้าที่ขับเคลื่อนเพลาล้อหลัง เขาดึงพลังงานจาก แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม. เพลาหน้าขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เบนซินห้าสูบ 2,3 ลิตร 136 แรงม้า ความตั้งใจของ Audi คือการสร้างรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในนอกเมืองและมอเตอร์ไฟฟ้าในเมือง ผู้ขับขี่ได้เลือกโหมดการเผาไหม้หรือโหมดการขับขี่ด้วยไฟฟ้า Audi ผลิตเพียงสิบสำเนาของรุ่นนี้ ความสนใจของลูกค้าที่ต่ำนั้นมาจากประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า Audi 100 มาตรฐานเนื่องจากภาระงานที่เพิ่มขึ้น

ความก้าวหน้ามาจากตะวันออกไกล

วันที่รถยนต์ไฮบริดเข้าสู่ตลาดอย่างกว้างขวางและได้รับความนิยมอย่างแท้จริงคือปี 1997 เมื่อเข้าสู่ตลาดญี่ปุ่น โตโยต้าพรีอุส (3). ในขั้นต้น รถยนต์เหล่านี้พบผู้ซื้อส่วนใหญ่อยู่ในแวดวงที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม สถานการณ์เปลี่ยนไปในทศวรรษหน้า เมื่อราคาน้ำมันเริ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ตั้งแต่ครึ่งหลังของทศวรรษที่แล้ว ผู้ผลิตรายอื่นก็เริ่มออกสู่ตลาดด้วย รุ่นไฮบริดมักใช้โซลูชันไฮบริดของโตโยต้าที่ได้รับใบอนุญาต ในโปแลนด์ Prius ปรากฏตัวในโชว์รูมในปี 2004 ในปีเดียวกันนั้น Prius รุ่นที่สองได้เปิดตัวและในปี 2009 รุ่นที่สาม

เธอติดตามToyota ฮอนด้ายานยนต์ยักษ์ใหญ่ของญี่ปุ่นอีกราย ขายโมเดล วิปัสสนา (4) ซึ่งเป็นลูกผสมคู่ขนานบางส่วน บริษัทเปิดตัวในปี 1999 ในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น มันเป็นรถที่ประหยัดกว่าผลิตภัณฑ์ของโตโยต้า Prius รุ่นแรกใช้เชื้อเพลิงในเมือง 4,5 ลิตร/100 กม. และนอกเมือง 5,2 ลิตร/100 กม. Honda Insight สองล้อ รุ่นแรกบริโภค 3,9 ลิตร / 100 กม. ในเมืองและ 3,5 ลิตร / 100 กม. นอกเมือง

โตโยต้าเปิดตัวรถยนต์ไฮบริดรุ่นใหม่ การผลิต โตโยตี้ ออริส ไฮบริด เริ่มต้นในเดือนพฤษภาคม 2010 เป็นลูกผสมสำหรับการผลิตรายแรกในยุโรปที่มีราคาต่ำกว่า Prius ออริส ไฮบริด มันมีไดรฟ์เช่นเดียวกับ Prius แต่ระยะทางก๊าซน้อยกว่า - 3,8 ลิตร / 100 กม. ในรอบรวม

ภายในเดือนพฤษภาคม 2007 Toyota Motor Corporation มียอดขายลูกผสมหนึ่งล้านคันแรก สองล้านภายในเดือนสิงหาคม 2009 6 ล้านภายในเดือนธันวาคม 2013 ในเดือนกรกฎาคม 2015 จำนวนรถยนต์ไฮบริดของโตโยต้าเกิน 8 ล้านคัน ในเดือนตุลาคม 2015 ยอดขายรถยนต์ไฮบริดของโตโยต้าเพียงแห่งเดียวในยุโรปเกินหนึ่งล้านคัน ในไตรมาสแรกของปี 2019 ลูกผสมคิดเป็นร้อยละ 50 แล้ว ยอดขายรวมของโตโยต้าในทวีปของเรา โมเดลยอดนิยม อย่างไรก็ตามในหมวดนี้ไม่มี Priuse อีกต่อไป แต่มีอย่างต่อเนื่อง ยาริส ไฮบริด, C-HR ไฮบริด Oraz โคโรลล่า ไฮบริด. ภายในสิ้นปี 2020 โตโยต้าตั้งเป้าที่จะขายรถไฮบริดจำนวน 15 ล้านคัน ซึ่งตามข้อมูลของบริษัทได้ดำเนินการเสร็จสิ้นในเดือนมกราคมปีนี้ นั่นคือ ที่จุดเริ่มต้น แล้วในปี 2017 ตามที่ผู้ผลิต 85 ล้านตันถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ น้อยกว่า

ในช่วงอาชีพหลักที่มีระยะเวลายาวนานกว่าสองทศวรรษ ยานยนต์ไฮบริด นวัตกรรมใหม่ได้เกิดขึ้น ไฮบริดฮุนได Elantra LPI (5) ซึ่งออกจำหน่ายในเกาหลีใต้ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2009 เป็นเครื่องยนต์ไฮบริดระบบสันดาปภายในเครื่องแรกที่ขับเคลื่อนด้วยแอลพีจี Elantra เป็นไฮบริดบางส่วนที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์เป็นครั้งแรกเช่นกัน Elantra ใช้น้ำมันเบนซิน 5,6 ลิตรต่อ 100 กม. และปล่อย CO99 XNUMX กรัม/กม.₂. ในปี 2012 เปอโยต์ได้คิดค้นโซลูชั่นใหม่ด้วยการเปิดตัว 3008 Hybrid4 ในตลาดยุโรป ซึ่งเป็นดีเซลไฮบริดรุ่นแรกที่ผลิตในปริมาณมาก ตามที่ผู้ผลิตระบุ รถตู้ไฮบริดรุ่น 3008 ใช้น้ำมันดีเซล 3,8 ลิตร/100 กม. และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 99 กรัม/กม.₂.

5. ไฮบริดฮุนได Elantra LPI

โมเดลนี้ถูกนำเสนอในงาน New York International Auto Show ในปี 2010 ลินคอล์น เอ็มเคแซด ไฮบริดซึ่งเป็นรุ่นไฮบริดรุ่นแรกที่มีราคาเท่ากันกับรุ่นปกติของรุ่นเดียวกัน

ภายในเดือนเมษายน 2020 นับตั้งแต่ปีสำคัญ 1997 มียอดขายรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดมากกว่า 17 ล้านคันทั่วโลก ผู้นำตลาดคือญี่ปุ่น ซึ่งขายรถยนต์ไฮบริดได้มากกว่า 2018 ล้านคันภายในเดือนมีนาคม 7,5 รองลงมาคือสหรัฐอเมริกา ซึ่งขายได้ทั้งหมด 2019 ล้านคันภายในปี 5,4 และรถยนต์ไฮบริด 2020 ล้านคันจำหน่ายในยุโรปภายในเดือนกรกฎาคม 3 ตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของรถไฮบริดที่มีจำหน่ายทั่วไป ได้แก่ Prius รุ่นไฮบริดของโตโยต้ารุ่นอื่นๆ ได้แก่ Auris, Yaris, Camry และ Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid

ขนาน อนุกรม และผสม

ปัจจุบันมีสกุลต่างๆ หลายสกุลซ่อนอยู่ภายใต้ชื่อสามัญว่า "ไฮบริด" ระบบขับเคลื่อน และแนวคิดเพื่อประสิทธิภาพที่มากขึ้น ต้องจำไว้ว่าขณะนี้ในขณะที่การออกแบบพัฒนาและก้าวหน้า การจำแนกประเภทที่ชัดเจนบางครั้งก็ล้มเหลว เนื่องจากมีการใช้การผสมผสานของโซลูชันต่างๆ ร่วมกับการประดิษฐ์ใหม่ที่ละเมิดความบริสุทธิ์ของคำจำกัดความ เริ่มต้นด้วยการหารด้วยการกำหนดค่าไดรฟ์

W ไฮบริดไดรฟ์ เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบขนานและมอเตอร์ไฟฟ้าเชื่อมต่อทางกลไกกับล้อขับเคลื่อน รถยนต์อาจใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน มอเตอร์ไฟฟ้า หรือทั้งสองอย่าง ใช้รูปแบบนี้ ในรถยนต์ฮอนด้า: อินไซท์, ซีวิค, แอคคอร์ด. อีกตัวอย่างหนึ่งของระบบดังกล่าวคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ/สตาร์ทสายพานของเจนเนอรัล มอเตอร์สในเชฟโรเลต มาลิบู ในหลายรุ่น เครื่องยนต์สันดาปภายในยังทำงานเป็น เครื่องปั่นไฟ.

ไดรฟ์แบบขนานที่เป็นที่รู้จักในตลาดในปัจจุบันประกอบด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในเต็มกำลังและมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กกว่า (สูงสุด 20 กิโลวัตต์) รวมถึงแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ในการออกแบบเหล่านี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจำเป็นต้องรองรับเครื่องยนต์หลักเท่านั้น ไม่ใช่แหล่งพลังงานหลัก ระบบขับเคลื่อนไฮบริดแบบขนานถือว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าระบบที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีขนาดเท่ากันเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการขับขี่ในเมืองและบนทางหลวง

ในระบบไฮบริดตามลำดับ รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าโดยตรงเท่านั้น และใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อขับเคลื่อนระบบ เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า เช่นกัน ชุดแบตเตอรี่ในระบบนี้มักจะมีขนาดใหญ่กว่ามาก ซึ่งส่งผลต่อต้นทุนการผลิต เชื่อว่าการจัดเรียงนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยเฉพาะเมื่อขับในเมือง ตัวอย่าง ไฮบริดอนุกรม นี่คือนิสสัน อี-พาวเวอร์

ไดรฟ์ไฮบริดแบบผสม รวมข้อดีของทั้งสองโซลูชันข้างต้น - แบบขนานและแบบอนุกรม "ลูกผสมไฮบริด" เหล่านี้ถือว่าเหมาะสมที่สุดในแง่ของประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับซีรีส์ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความเร็วต่ำ และแบบขนานซึ่งเหมาะสมที่สุดที่ความเร็วสูงกว่า อย่างไรก็ตามการผลิตของพวกเขาเป็นวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นนั้นมีราคาแพงกว่า มอเตอร์ขนาน. ผู้ผลิตที่โดดเด่นของระบบส่งกำลังไฮบริดแบบผสมคือโตโยต้า ใช้ใน Toyota และ Lexus, Nissan และ Mazda (ส่วนใหญ่ได้รับใบอนุญาตจาก Toyota), Ford และ General Motors

สามารถถ่ายโอนกำลังจากเครื่องยนต์สันดาปภายในสองตัวและเครื่องยนต์คู่ขนานไปยังระบบขับเคลื่อนล้อโดยใช้อุปกรณ์ประเภทเดียวกัน (ตัวจ่ายกำลังไฟฟ้า) ซึ่งเป็นชุดเกียร์ของดาวเคราะห์อย่างง่าย เพลาเครื่องยนต์สันดาปภายใน เชื่อมต่อกับส้อมของเฟืองดาวเคราะห์ของกระปุกเกียร์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า - พร้อมเฟืองกลางและมอเตอร์ไฟฟ้าผ่านกระปุกเกียร์ - พร้อมเฟืองภายนอกซึ่งส่งแรงบิดไปยังล้อ สิ่งนี้ทำให้คุณสามารถถ่ายโอนบางส่วนได้ ความเร็วในการหมุน และแรงบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในต่อล้อและส่วนต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้ เครื่องยนต์ มันสามารถทำงานได้ภายในช่วง RPM ที่เหมาะสมโดยไม่คำนึงถึงความเร็วของรถ เช่น เมื่อสตาร์ทรถ และกระแสที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะใช้เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งเครื่องยนต์สันดาปภายในจะรักษาแรงบิดสูงไว้เพื่อขับเคลื่อนล้อ คอมพิวเตอร์ซึ่งประสานการทำงานของทั้งระบบ ควบคุมโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า ดังนั้นจึงควบคุมการทำงานของกระปุกเกียร์ของดาวเคราะห์ดังนี้ ระบบส่งกำลังแบบแปรผันต่อเนื่องทางไฟฟ้าเครื่องกล. ในระหว่างการลดความเร็วและการเบรก มอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ และเมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สตาร์ทเตอร์.

W ไดรฟ์ไฮบริดเต็มรูปแบบ รถสามารถขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เพียงอย่างเดียวหรือด้วยแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวหรือทั้งสองอย่าง ตัวอย่างของระบบดังกล่าว ได้แก่ ไฮบริด ซินเนอร์จี้ ไดรฟ์ Toyoty, ระบบไฮบริด ลุย, ไฮบริดโหมดคู่ การผลิต เจนเนอรัล มอเตอร์ส / Chryslตัวอย่างรถยนต์: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid และ Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h และ CT200h รถยนต์เหล่านี้ต้องการแบตเตอรี่ขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพ ด้วยการใช้กลไกการแบ่งปันพลังงาน ยานพาหนะจะได้รับความยืดหยุ่นมากขึ้นโดยที่ความซับซ้อนของระบบเพิ่มขึ้นด้วยต้นทุนที่ลดลง

ลูกผสมบางส่วน โดยหลักการแล้ว นี่คือรถยนต์ทั่วไปที่มีสตาร์ทเตอร์แบบยืดยาว ซึ่งช่วยให้ดับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ทุกครั้งที่รถลงเขา เบรกหรือหยุด และสตาร์ทเครื่องยนต์อย่างรวดเร็วหากจำเป็น

เริ่มต้น โดยปกติแล้วจะติดตั้งระหว่างเครื่องยนต์กับเกียร์ แทนที่ทอร์คคอนเวอร์เตอร์ ให้พลังงานเพิ่มเติมเมื่อติดไฟ อุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น วิทยุและเครื่องปรับอากาศ สามารถเปิดได้เมื่อเครื่องยนต์สันดาปไม่ทำงาน แบตเตอรี่จะถูกชาร์จเมื่อเบรก เมื่อเทียบกับไฮบริดเต็มรูปแบบ ลูกผสมบางส่วนมีแบตเตอรี่ขนาดเล็กกว่าและมอเตอร์ไฟฟ้าที่เล็กกว่า ดังนั้นน้ำหนักเปล่าและต้นทุนการผลิตจึงต่ำกว่า ตัวอย่างของการออกแบบนี้คือ Chevrolet Silverado Hybrid ขนาดเต็ม ผลิตในปี 2005-2007 เขาประหยัดได้ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ เมื่อดับเครื่องยนต์สันดาปภายในและนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ในระหว่างการเบรก

ลูกผสมของลูกผสมและไฟฟ้า

รถไฮบริดประเภทอื่นควรให้เวลามากขึ้น ซึ่งในบางแง่ก็เป็นอีกก้าวหนึ่งของ "ไฟฟ้าบริสุทธิ์" เหล่านี้เป็นรถยนต์ไฮบริด (PHEV) ซึ่งแบตเตอรี่สำหรับ ไดรฟ์ไฟฟ้า สามารถชาร์จจากแหล่งภายนอก (6) ดังนั้น PHEV จึงถือได้ว่าเป็นไฮบริดของรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า มีอุปกรณ์ครบครัน ปลั๊กชาร์จ. ส่งผลให้แบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ขึ้นหลายเท่า ซึ่งหมายความว่าสามารถติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทรงพลังยิ่งขึ้นได้

6.แผนภาพรถยนต์ไฮบริด

ผลที่ได้คือ รถยนต์ไฮบริดใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่ารถไฮบริดคลาสสิก ซึ่งโดยทั่วไปสามารถวิ่งได้ประมาณ 50-60 กม. "ตามกระแส" โดยไม่ต้องสตาร์ทเครื่องยนต์ และยังมีสมรรถนะที่ดีกว่าด้วย เพราะไฮบริดมักเป็นตัวเลือกที่ทรงพลังที่สุด รุ่นนี้.

ช่วงของรถยนต์ไฟฟ้า PHEV นั้นมากกว่ารถยนต์ไฮบริดหลายเท่าที่ไม่มีคุณสมบัตินี้ ระยะทางไม่กี่สิบกิโลเมตรเหล่านี้เพียงพอสำหรับการเดินทางรอบเมือง ไปทำงาน หรือไปที่ร้าน ตัวอย่างเช่น ใน Skoda Superb iV (7) แบตเตอรี่สามารถเก็บไฟฟ้าได้มากถึง 13kWh ซึ่งให้ช่วงสูงถึง 62km ในโหมดการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ด้วยเหตุนี้ เมื่อเราจอดรถไฮบริดที่บ้านและกลับบ้าน เราสามารถใช้เชื้อเพลิงได้โดยเฉลี่ย 0 ลิตร/100 กม. เครื่องยนต์สันดาปภายในปกป้องแบตเตอรี่จากการคายประจุในที่ที่ไม่มีแหล่งพลังงาน และแน่นอนว่าช่วยให้คุณไม่ต้องกังวลเรื่องระยะการเดินทางไกล

7. Skoda Superb iV ไฮบริดระหว่างการชาร์จ

สำคัญไม่แพ้กัน ลูกผสมประเภท ติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทรงพลัง Skoda Superb iV พารามิเตอร์ของมันคือ 116 แรงม้า และแรงบิด 330 นิวตันเมตร ด้วยเหตุนี้รถจึงไม่เพียงเร่งความเร็วในทันที (มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนรถได้เร็วเหมือนกันไม่ว่าจะวิ่งด้วยความเร็วเท่าใด) เนื่องจาก Skoda รายงานว่า Superb เร่งความเร็วได้ถึง 60 กม. / ชม. ใน 5 วินาที ยังสามารถเร่งความเร็วรถได้ถึง 140 กม./ชม. ซึ่งช่วยให้คุณขับขี่ได้โดยปราศจากความเครียดและอยู่ในโหมดการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ เช่น บนถนนวงแหวนหรือทางหลวงพิเศษ

ขณะขับขี่รถมักจะใช้เครื่องยนต์ทั้งสอง (เครื่องยนต์สันดาปภายในขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าจึงใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าในรถยนต์ทั่วไป) แต่เมื่อคุณปล่อยแก๊ส เบรก หรือขับด้วยความเร็วคงที่ เครื่องยนต์สันดาปดับเครื่องยนต์และหลังจากนั้นเท่านั้น มอเตอร์ไฟฟ้า ขับล้อ เครื่องก็เลยทำงานเหมือน คลาสสิค ไฮบริด และคืนพลังงานในลักษณะเดียวกัน - ในการเบรกแต่ละครั้ง พลังงานจะถูกกู้คืนและไปที่แบตเตอรี่ในรูปของกระแสไฟฟ้า ในอนาคตจะทำหน้าที่อย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถดับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้บ่อยขึ้น

บีวายดี ออโต้ ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติจีนเปิดตัวรถยนต์ปลั๊กอินไฮบริดรุ่นแรกในเดือนธันวาคม 2008 เป็นรุ่น F3DM PHEV-62 รอบปฐมทัศน์ของรุ่น Plug-in Hybrid ของรถยนต์ไฟฟ้าที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก, เชฟโรเลตโวลต์เกิดขึ้นในปี 2010 ต.โอโยตะ เข้าฉายในปี 2012

แม้ว่าจะไม่ได้ทำงานในลักษณะเดียวกันทั้งหมด แต่ส่วนใหญ่สามารถทำงานในสองโหมดหรือมากกว่า: "ไฟฟ้าทั้งหมด" ซึ่งเครื่องยนต์และแบตเตอรี่ให้พลังงานทั้งหมดสำหรับรถยนต์ และ "ไฮบริด" ซึ่งใช้ทั้งไฟฟ้าและน้ำมันเบนซิน โดยทั่วไปแล้ว PHEV จะทำงานในโหมดไฟฟ้าทั้งหมด โดยจะใช้ไฟฟ้าจนกว่าแบตเตอรี่จะหมด บางรุ่นเปลี่ยนไปใช้โหมดไฮบริดหลังจากไปถึงความเร็วเป้าหมายบนทางหลวงแล้ว โดยปกติประมาณ 100 กม./ชม.

นอกเหนือจาก Skoda Superb iV ที่อธิบายข้างต้นแล้ว โมเดลไฮบริดที่มีชื่อเสียงและเป็นที่นิยมมากที่สุด ได้แก่ Kia Niro PHEV, ปลั๊กอิน Hyundai Ioniq, BMW 530e และ X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, ปอร์เช่ คาเยนน์ อี-ไฮบริด

ลูกผสมจากส่วนลึกของทะเลสู่ท้องฟ้า

เป็นที่น่าจดจำว่า ไฮบริดไดรฟ์ ไม่ได้ใช้งานเฉพาะในส่วนของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถยนต์ทั่วไปเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ระบบขับเคลื่อนไฮบริด ใช้ เครื่องยนต์ดีเซล หรือ เทอร์โบไฟฟ้า เพื่อขับเคลื่อนตู้รถไฟ รถโดยสาร รถบรรทุก เครื่องจักรไฮดรอลิกเคลื่อนที่ และเรือ

ในโครงสร้างขนาดใหญ่มักจะมีลักษณะเช่นนี้ เครื่องยนต์ดีเซล/เทอร์ไบน์ ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือ ปั๊มไฮโดรลิซึ่งขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า/ไฮดรอลิก ในรถยนต์ขนาดใหญ่ การสูญเสียพลังงานสัมพัทธ์จะลดลง และประโยชน์ของการจ่ายพลังงานผ่านสายเคเบิลหรือท่อ แทนที่จะเป็นส่วนประกอบทางกลจะชัดเจนยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกำลังถ่ายโอนไปยังระบบขับเคลื่อนหลายระบบ เช่น ล้อหรือใบพัด จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ ยานพาหนะขนาดใหญ่มีพลังงานสำรองเพียงเล็กน้อย เช่น ตัวสะสม/ตัวสะสมไฮดรอลิก

การออกแบบไฮบริดที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนคือ ไดรฟ์ใต้น้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ใช้น้ำมันดีเซลดิบและแบตเตอรี่ใต้น้ำ ตัวอย่างเช่น เรือดำน้ำของสงครามโลกครั้งที่สองใช้ทั้งระบบอนุกรมและขนาน

ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก แต่การออกแบบที่น่าสนใจไม่น้อยคือ เชื้อเพลิง-ไฮดรอลิก ไฮบริด. ในปี 1978 นักเรียนที่ศูนย์อาชีวศึกษาและเทคนิค Minnesota Hennepin ใน Minneapolis ได้เปลี่ยน Volkswagen Beetle เป็น เบนซิน-ไฮดรอลิก ไฮบริด ด้วยชิ้นส่วนสำเร็จรูป ในยุค 90 วิศวกรชาวอเมริกันจากห้องปฏิบัติการของ EPA ได้พัฒนาระบบเกียร์แบบ "ปิโตร-ไฮดรอลิก" สำหรับรถเก๋งอเมริกันทั่วไป

รถทดสอบมีความเร็วประมาณ 130 กม. / ชม. ในรอบการขับขี่ในเมืองและบนทางหลวงแบบผสมผสาน อัตราเร่งจาก 0-100 กม./ชม. ใช้เวลา 8 วินาที โดยใช้เครื่องยนต์ดีเซล 1,9 ลิตร EPA ประเมินว่าส่วนประกอบไฮดรอลิกที่ผลิตในปริมาณมากจะเพิ่มราคารถเพียง 700 ดอลลาร์ การทดสอบของ EPA ทดสอบการออกแบบไฮบริดเบนซินและไฮดรอลิกของ Ford Expedition ซึ่งใช้เชื้อเพลิง 7,4 ลิตรต่อ 100 กิโลเมตรในการจราจรในเมือง ปัจจุบัน UPS บริษัทจัดส่งของสหรัฐฯ ดำเนินการรถบรรทุกสองคันโดยใช้เทคโนโลยีนี้ (8)

8. ไฮดรอลิกไฮบริดในการให้บริการของ UPS

กองทัพสหรัฐได้ทำการทดสอบ ฮัมวี่ ไฮบริด เอสยูวี ตั้งแต่ปี 1985 การประเมินไม่เพียงแต่สังเกตไดนามิกที่มากขึ้นและการประหยัดเชื้อเพลิงที่มากขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลายเซ็นการระบายความร้อนที่เล็กลงและการทำงานที่เงียบขึ้นของเครื่องจักรเหล่านี้ ซึ่งคุณอาจเดาได้ว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานทางทหาร

ฟอร์มต้น ระบบขับเคลื่อนไฮบริดสำหรับการขนส่งทางทะเล มีเรือใบบนเสากระโดงและ เครื่องยนต์ไอน้ำ ด้านล่างดาดฟ้า ได้มีการกล่าวถึงอีกตัวอย่างหนึ่งแล้ว เรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้า. ระบบขับเคลื่อนไฮบริดที่ใหม่กว่า แม้ว่าจะล้าสมัยแล้วสำหรับเรือรบ รวมถึงว่าวขนาดใหญ่จากบริษัทต่างๆ เช่น SkySails ว่าวลากจูง พวกมันสามารถบินได้สูงกว่าเสากระโดงเรือสูงสุดหลายเท่า สกัดกั้นลมที่แรงกว่าและสม่ำเสมอกว่า

ในที่สุด แนวคิดแบบไฮบริดได้ค้นพบหนทางสู่การบินแล้ว ตัวอย่างเช่น เครื่องบินต้นแบบ (9) ได้รับการติดตั้งระบบเมมเบรนแบบแลกเปลี่ยนแบบไฮบริด (PEM) ได้ถึง แหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ซึ่งเชื่อมต่อกับใบพัดแบบธรรมดา เซลล์เชื้อเพลิงให้กำลังทั้งหมดสำหรับระยะการล่องเรือ ในระหว่างการบินขึ้นและไต่ระดับ ซึ่งเป็นส่วนที่ต้องการกำลังสูงสุดในการบิน ระบบใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนน้ำหนักเบา เครื่องบินสาธิตยังเป็นเครื่องร่อนมอเตอร์ Dimona ซึ่งสร้างโดย บริษัท Diamond Aircraft Industries ของออสเตรียซึ่งได้ทำการดัดแปลงการออกแบบเครื่องบิน ด้วยปีกกว้าง 16,3 เมตร เครื่องบินจะสามารถบินด้วยความเร็วประมาณ 100 กม./ชม. โดยใช้พลังงานที่ได้รับจากเซลล์เชื้อเพลิง

เครื่องบินสาธิตเซลล์เชื้อเพลิงโบอิ้ง 9 ลำ

ไม่ใช่ทุกอย่างที่เป็นสีชมพู

ปฏิเสธไม่ได้ว่าเนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบรถยนต์ไฮบริดมากกว่าในกรณีของรถยนต์ทั่วไป การลดการปล่อยไอเสียของรถยนต์มากกว่าการชดเชยการปล่อยมลพิษเหล่านี้ รถยนต์ไฮบริดสามารถลดการปล่อยมลพิษที่ก่อให้เกิดหมอกควันได้มากถึง 90 เปอร์เซ็นต์ และลดการปล่อยคาร์บอนลงครึ่งหนึ่ง

แม้ว่า รถไฮบริด กินน้ำมันน้อยกว่ารถยนต์ทั่วไป ยังคงมีความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริด แบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดส่วนใหญ่ในปัจจุบันแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์หรือลิเธียมไอออน อย่างไรก็ตาม ทั้งสองยังถือว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว ซึ่งปัจจุบันเป็นแบตเตอรี่สตาร์ทเตอร์ส่วนใหญ่ในรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน

ควรสังเกตว่าข้อมูลไม่คลุมเครือ ความเป็นพิษทั่วไปและระดับการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม แบตเตอรี่นิกเกิลไฮไดรด์ ถือว่าต่ำกว่ากรณีมาก แบตเตอรี่กรดตะกั่ว หรือใช้แคดเมียม แหล่งอื่นกล่าวว่าแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์มีพิษมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมาก และการรีไซเคิลและการกำจัดอย่างปลอดภัยนั้นสร้างภาระให้มากขึ้น สารประกอบนิกเกิลที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำหลายชนิด เช่น นิกเกิลคลอไรด์และนิกเกิลออกไซด์ แสดงให้เห็นว่ามีผลการก่อมะเร็งที่ทราบกันดีซึ่งได้รับการยืนยันในการทดลองกับสัตว์

แบตเตอรี่ litowo-jonowe ปัจจุบันถือว่าเป็นทางเลือกที่น่าสนใจเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงสุดของแบตเตอรี่ใดๆ และสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้ามากกว่าเซลล์แบตเตอรี่ NiMH ได้ถึงสามเท่าในขณะที่ยังคงรักษาปริมาณไว้สูง พลังงานไฟฟ้า. แบตเตอรี่เหล่านี้ยังผลิตพลังงานได้มากกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า โดยหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองพลังงานในระดับที่มากขึ้นและให้ความทนทานที่เหนือกว่าด้วยอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ใกล้จะถึงอายุของรถยนต์ นอกจากนี้ การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของรถ และยังช่วยให้คุณได้รับ 30 เปอร์เซ็นต์ ประหยัดเชื้อเพลิงได้ดีกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน โดยที่การปล่อย COXNUMX ลดลงตามมา₂.

น่าเสียดายที่เทคโนโลยีที่อยู่ในการพิจารณานั้นถูกกำหนดให้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่หายากและมีราคาแพงกว่า ลง การออกแบบมอเตอร์ และส่วนอื่นๆ ของรถยนต์ไฮบริดก็ต้องการโลหะแรร์เอิร์ธ ตัวอย่างเช่น ดิสโพรเซียมซึ่งเป็นธาตุหายากที่จำเป็นสำหรับการผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าและระบบแบตเตอรี่ขั้นสูงประเภทต่างๆ ในระบบขับเคลื่อนแบบไฮบริด หรือ นีโอไดเมียมซึ่งเป็นโลหะหายากอีกชนิดหนึ่งที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของแม่เหล็กแรงสูงที่ใช้ในมอเตอร์แม่เหล็กถาวร

แร่หายากเกือบทั้งหมดในโลกส่วนใหญ่มาจากประเทศจีน แหล่งข้อมูลที่ไม่ใช่ภาษาจีนหลายแห่งเช่น ทะเลสาบฮอยดาส ในภาคเหนือของแคนาดาหรือ เมาท์เวลด์ ในออสเตรเลียขณะนี้อยู่ระหว่างการพัฒนา หากเราไม่พบวิธีแก้ปัญหาอื่น ไม่ว่าจะอยู่ในรูปแบบของเงินฝากใหม่หรือวัสดุที่จะมาแทนที่โลหะหายาก ราคาของวัสดุก็จะเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน และสิ่งนี้อาจทำให้แผนการลดการปล่อยมลพิษตกรางโดยค่อยๆ เลิกใช้น้ำมันเบนซินออกจากตลาด

นอกจากนี้ยังมีปัญหาที่นอกเหนือจากการขึ้นราคาซึ่งมีลักษณะทางจริยธรรม ในปี 2017 รายงานของสหประชาชาติเปิดเผยการละเมิด เด็กในเหมืองโคบอลต์ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของเรา รวมถึงมอเตอร์ไฟฟ้ารุ่นล่าสุดในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก (DCR) โลกได้เรียนรู้เกี่ยวกับเด็ก ๆ ที่ถูกบังคับให้ทำงานในเหมืองโคบอลต์ที่สกปรก อันตราย และมักจะเป็นพิษตั้งแต่อายุสี่ขวบ องค์การสหประชาชาติประมาณการว่ามีเด็กประมาณแปดสิบคนเสียชีวิตในเหมืองเหล่านี้ทุกปี ผู้เยาว์มากถึง 40 คนถูกบังคับให้ทำงานทุกวัน บางครั้งนั่นเป็นราคาที่สกปรกของลูกผสมบริสุทธิ์ของเรา

นวัตกรรมท่อไอเสียเป็นกำลังใจ

อย่างไรก็ตาม มีข่าวดีสำหรับ วิธีไฮบริด และความปรารถนาทั่วไปสำหรับรถยนต์ที่สะอาดขึ้น เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้พัฒนาสิ่งที่มีแนวโน้มและน่าประหลาดใจ การดัดแปลงเครื่องยนต์ดีเซลอย่างง่ายซึ่งสามารถใช้ร่วมกับไดรฟ์ไฟฟ้าในระบบไฮบริด ไดรฟ์ดีเซล ซึ่งจะทำให้มีขนาดเล็กลง ถูกกว่า และบำรุงรักษาง่ายกว่า และที่สำคัญที่สุด พวกเขาจะสะอาดขึ้น

Charles Mueller และเพื่อนร่วมงานอีกสามคนของเขาที่ศูนย์วิจัยห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Sandia กำลังดำเนินการแก้ไขที่เรียกว่า Channel Fuel Injection (DFI-) มีพื้นฐานมาจากหลักการง่ายๆ ของเตาแก็ส นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า DFI สามารถลดการปล่อยไอเสียและแนวโน้มของ DPF ที่จะอุดตันเขม่า Muller กล่าวว่าสิ่งประดิษฐ์ของเขาสามารถขยายระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องได้โดยการลดปริมาณเขม่าในเหวี่ยง

แล้วมันทำงานอย่างไร? หัวฉีด ในดีเซลทั่วไปจะสร้างสารผสมที่หลากหลายในบริเวณห้องเผาไหม้ อย่างไรก็ตาม ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า พื้นที่เหล่านี้มีเชื้อเพลิงมากกว่าที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ตั้งแต่สองถึงสิบเท่า ด้วยเชื้อเพลิงที่มากเกินไปที่อุณหภูมิสูงจึงมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดเขม่าจำนวนมาก การติดตั้งท่อ DFI ช่วยให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลมีประสิทธิผล มีเขม่าน้อยหรือไม่มีเลย "สารผสมของเรามีเชื้อเพลิงน้อยกว่า" Müller อธิบายในเอกสารเผยแพร่เกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่นี้

ช่องทางที่นายมุลเลอร์กำลังพูดถึงคือท่อที่ติดตั้งอยู่ไม่ไกลจากจุดที่ออกจากรูหัวฉีด พวกเขาจะติดตั้งที่ด้านล่างของหัวถังถัดจากหัวฉีด Müller เชื่อว่าในที่สุดพวกเขาจะทำจากโลหะผสมที่ทนต่ออุณหภูมิสูงเพื่อให้ทนต่อพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ อย่างไรก็ตาม ตามที่เขาพูด ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการประดิษฐ์ที่พัฒนาโดยทีมงานของเขาจะมีเพียงเล็กน้อย

เมื่อระบบเผาไหม้ทำให้เกิดเขม่าน้อยลง ก็สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ระบบหมุนเวียนไอเสีย (EGR) ลดไนโตรเจนออกไซด์ NOx. นักพัฒนาโซลูชันกล่าวว่าสิ่งนี้สามารถลดปริมาณเขม่าและ NOx ที่ออกมาจากเครื่องยนต์ให้เหลือหนึ่งในสิบของระดับปัจจุบัน พวกเขายังทราบด้วยว่าแนวคิดของพวกเขาจะช่วยลดการปล่อย CO₂ และสารอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน

ข้างต้นไม่ได้เป็นเพียงสัญญาณว่าบางทีเราจะไม่บอกลาเครื่องยนต์ดีเซลอย่างรวดเร็วซึ่งหลายคนยอมแพ้แล้ว นวัตกรรมในเทคโนโลยีการขับเคลื่อนการเผาไหม้เป็นความต่อเนื่องของการคิดที่อยู่เบื้องหลังความนิยมที่เพิ่มขึ้นของรถไฮบริด เป็นกลยุทธ์เล็กๆ น้อยๆ ค่อยๆ ลดภาระสิ่งแวดล้อมจากยานพาหนะ เป็นเรื่องดีที่รู้ว่านวัตกรรมในทิศทางนี้ไม่ได้ปรากฏเฉพาะในส่วนไฟฟ้าของไฮบริดเท่านั้น แต่ยังปรากฏอยู่ในเชื้อเพลิงด้วย