hybrid na oras

Sa isang sitwasyon kung saan mahirap ilagay ang lahat ng pera sa purong mga de-kuryenteng sasakyan, kung dahil lamang sa hindi pa rin kasiya-siyang hanay, mga kakulangan sa baterya, nakakabagabag na mahabang pag-charge at mga alalahanin sa kapaligiran, ang mga hybrid na solusyon ay nagiging isang makatwirang ginintuang kahulugan. Ito ay makikita sa mga resulta ng pagbebenta ng sasakyan.

Kotse na Hybrid ang sasakyang ito sa isang tipikal na sistemang nilagyan engine at isa o higit pa (1). Ang electric drive ay maaaring gamitin hindi lamang upang mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina, kundi pati na rin upang madagdagan ang kapangyarihan. Mga modernong hybrid na kotse gumamit ng mga karagdagang pamamaraan upang mapabuti ang kahusayan ng enerhiya, tulad ng. Sa ilang mga pagpapatupad, ginagamit ang panloob na combustion engine upang makabuo ng kuryente para mapagana ang isang de-koryenteng motor.

1. Diagram ng isang diesel-electric hybrid na sasakyan

Sa maraming hybrid na disenyo mga emisyon ng tambutso nababawasan din ito sa pamamagitan ng pag-off ng internal combustion engine kapag naka-park at pag-on muli kapag kailangan. Sinisikap ng mga taga-disenyo na matiyak na ang pakikipag-ugnayan sa de-koryenteng motor ay nag-optimize ng operasyon nito, halimbawa, kapag ang isang panloob na combustion engine ay tumatakbo sa mababang bilis, ang kahusayan nito ay mababa, dahil nangangailangan ito ng pinakamaraming enerhiya upang mapagtagumpayan ang sarili nitong paglaban. Sa isang hybrid na sistema, ang reserbang ito ay maaaring gamitin sa pamamagitan ng pagtaas ng bilis ng panloob na combustion engine sa isang antas na angkop para sa pag-charge ng baterya.

Halos kasing edad ng mga kotse

Ang kasaysayan ng mga hybrid ng sasakyan ay karaniwang nagsisimula noong 1900, nang ipinakita ni Ferdinand Porsche ang modelo sa World Exhibition sa Paris. Gibrid Lohner-Porsche Mixte (2), ang unang diesel-electric hybrid na sasakyan sa mundo. Ilang daang kopya ng makinang ito ang naibenta sa kalaunan. Pagkalipas ng dalawang taon, nagtayo si Knight Neftal ng hybrid racing car. Noong 1905, ipinakilala ni Henri Pieper ang isang hybrid kung saan ang isang de-koryenteng motor ay maaaring singilin ang mga baterya.

Noong 1915, nilikha ng Woods Motor Vehicle Company, isang tagagawa ng mga de-koryenteng sasakyan, ang modelong Dual Power na may 4-silindro na internal combustion engine at isang de-koryenteng motor. Sa ibaba ng bilis na 24 km / h, ang kotse ay nagtrabaho lamang sa de-koryenteng motor hanggang hanggang sa maubos ang bateryaat sa itaas ng bilis na ito, ang panloob na combustion engine ay naka-on, na maaaring mapabilis ang kotse sa 56 km / h. Ang Dual Power ay isang komersyal na kabiguan. Masyadong mabagal para sa presyo nito at napakahirap magmaneho.

Noong 1931, iminungkahi ni Erich Geichen ang isang kotse na na-charge ang mga baterya habang bumababa sa isang burol. Ang enerhiya ay ibinibigay mula sa isang silindro ng naka-compress na hangin, na nabomba salamat sa kinetic energy mga bahagi ng kotse na pababa.

Spagbawi ng enerhiya sa panahon ng pagpepreno, isang pangunahing imbensyon ng modernong hybrid na teknolohiya, ay binuo noong 1967 ng AMC para sa American Motors at pinangalanang Energy Regeneration Brake.

Noong 1989, inilabas ng Audi ang pang-eksperimentong kotse na Audi Duo. Ito ay kahanay hybrid batay sa Audi 100 Avant Quattro. Ang kotse ay nilagyan ng 12,8 hp electric motor na nagmaneho sa rear axle. Hinugot niya ang enerhiya baterya ng nickel cadmium. Ang front axle ay hinimok ng 2,3-litro na limang-silindro na petrol engine na may 136 hp. Ang layunin ng Audi ay lumikha ng isang kotse na pinapagana ng isang panloob na combustion engine sa labas ng lungsod at isang de-koryenteng motor sa lungsod. Pinili ng driver ang combustion mode o electric driving mode. Ang Audi ay gumawa lamang ng sampung kopya ng modelong ito. Ang mababang interes ng customer ay naiugnay sa mas mababang performance kaysa sa karaniwang Audi 100 dahil sa dagdag na workload.

Ang pambihirang tagumpay ay nagmula sa Malayong Silangan

Ang petsa kung saan ang mga hybrid na kotse ay malawak na pumasok sa merkado at nakakuha ng tunay na katanyagan ay 1997 lamang, nang pumasok ito sa merkado ng Hapon. Toyota Prius (3). Sa una, ang mga kotseng ito ay nakahanap ng mga mamimili pangunahin sa mga bilog na sensitibo sa kapaligiran. Nagbago ang sitwasyon sa susunod na dekada, nang mabilis na tumaas ang presyo ng langis. Mula noong ikalawang kalahati ng huling dekada, ang iba pang mga tagagawa ay nagsimula na ring dalhin sa merkado mga hybrid na modelo, kadalasang nakabatay sa mga lisensyadong Toyota hybrid na solusyon. Sa Poland, lumitaw si Prius sa mga showroom noong 2004. Sa parehong taon, ang pangalawang henerasyon ng Prius ay pinakawalan, at noong 2009, ang pangatlo.

Sinundan niya ang Toyota Honda, isa pang Japanese automotive giant. pagbebenta ng modelo Kaalaman (4), isang bahagyang parallel hybrid, ang kumpanya ay inilunsad noong 1999 sa US at Japan. Ito ay isang mas matipid na kotse kaysa sa isang produkto ng Toyota. Ang unang henerasyong Prius sedan ay kumonsumo ng 4,5 l/100 km sa lungsod at 5,2 l/100 km sa labas ng lungsod. Dalawang gulong na Honda Insight Ang unang henerasyon ay kumonsumo ng 3,9 l / 100 km sa lungsod at 3,5 l / 100 km sa labas ng lungsod.

Naglabas ang Toyota ng mga bagong hybrid na bersyon ng mga kotse. Produksyon Toyoty Auris Hybrid nagsimula noong Mayo 2010. Ito ang unang hybrid ng produksyon sa Europa na nagbebenta ng mas mababa kaysa sa Prius. Auris Hybrid ito ay may parehong drive tulad ng Prius, ngunit ang gas mileage ay mas mababa - 3,8 l / 100 km sa pinagsamang cycle.

Noong Mayo 2007, naibenta ng Toyota Motor Corporation ang unang milyong hybrid nito. Dalawang milyon sa Agosto 2009, 6 milyon sa Disyembre 2013. Noong Hulyo 2015, ang kabuuang bilang ng mga Toyota hybrid ay lumampas sa 8 milyon. Noong Oktubre 2015, ang mga benta ng Toyota hybrids sa Europe lamang ay lumampas sa isang milyong unit. Sa unang quarter ng 2019, ang mga hybrid ay umabot na sa 50 porsyento. kabuuang benta ng Toyota sa ating kontinente. Pinakatanyag na Mga Modelo sa kategoryang ito, gayunpaman, wala nang mga Priuse, ngunit tuloy-tuloy Yaris Hybrid, C-HR Hybrid Oraz Corolla Hybrid. Sa pagtatapos ng 2020, ang Toyota ay nagnanais na magbenta ng 15 milyong mga hybrid, na, ayon sa kumpanya, ay ginawa noong Enero ngayong taon, i.e. sa simula. Nasa 2017 na, ayon sa tagagawa, 85 milyong tonelada ang pinakawalan sa kapaligiran. carbon dioxide mas kaunti.

Sa panahon ng isang pangunahing karera na sumasaklaw ng higit sa dalawang dekada mga hybrid ng sasakyan may mga bagong inobasyon na lumitaw. Hybrid Hyundai Elantra LPI (5), na ibinebenta sa South Korea noong Hulyo 2009, ay ang unang internal combustion engine hybrid na pinapagana ng LPG. Elantra ay isang bahagyang hybrid na gumagamit ng mga baterya ng lithium polymer, sa unang pagkakataon din. Ang Elantra ay kumonsumo ng 5,6 litro ng gasolina bawat 100 km at naglalabas ng 99 g/km ng COXNUMX.₂. Noong 2012, nagkaroon ng bagong solusyon ang Peugeot sa paglulunsad ng 3008 Hybrid4 para sa European market, ang unang mass-produced na diesel hybrid. Ayon sa tagagawa, ang 3008 Hybrid van ay kumonsumo ng 3,8 l/100 km ng diesel fuel at naglabas ng 99 g/km ng CO.₂.

5. Hybrid Hyundai Elantra LPI

Ang modelo ay ipinakita sa New York International Auto Show noong 2010. Lincoln MKZ Hybrid, ang unang hybrid na bersyon na pareho ang presyo sa regular na bersyon ng parehong modelo.

Pagsapit ng Abril 2020, mula noong landmark year 1997, mahigit 17 milyong hybrid electric vehicle ang naibenta sa buong mundo. Ang nangunguna sa merkado ay ang Japan, na nagbebenta ng higit sa 2018 milyong hybrid na sasakyan noong Marso 7,5, na sinundan ng US, na nakapagbenta ng kabuuang 2019 milyong mga yunit noong 5,4, at 2020 milyong hybrid na sasakyan na naibenta sa Europe noong Hulyo 3. Ang pinakakilalang mga halimbawa ng malawak na magagamit na mga hybrid ay, bilang karagdagan sa Prius, mga hybrid na bersyon ng iba pang mga modelo ng Toyota: Auris, Yaris, Camry at Highlander, Honda Insight, Lexus GS450h, Chevrolet Volt, Opel Ampera, Nissan Altima Hybrid.

Parallel, series at mixed

Maraming iba't ibang genera ang kasalukuyang nakatago sa ilalim ng generic na pangalang "hybrid". mga sistema ng pagpapaandar at mga ideya para sa higit na kahusayan. Dapat alalahanin na ngayon, habang umuunlad at umuunlad ang disenyo, kung minsan ay nabigo ang malinaw na pag-uuri, dahil ginagamit ang mga kumbinasyon ng iba't ibang solusyon kasama ang mga bagong imbensyon na lumalabag sa kadalisayan ng kahulugan. Magsimula tayo sa paghahati sa configuration ng drive.

W hybrid drive Parallel type internal combustion engine at electric motor ay mekanikal na konektado sa mga gulong ng drive. Ang isang kotse ay maaaring pinapagana ng isang panloob na combustion engine, isang de-koryenteng motor, o pareho. Ginagamit ang scheme na ito sa mga kotse ng Honda: Insight, Civic, Accord. Ang isa pang halimbawa ng naturang sistema ay ang General Motors belt alternator/starter sa Chevrolet Malibu. Sa maraming mga modelo, ang panloob na combustion engine ay gumagana din bilang generator ng kuryente.

Ang mga parallel drive na kasalukuyang kilala sa merkado ay binubuo ng mga full power na internal combustion engine at mas maliliit (hanggang 20 kW) na mga de-koryenteng motor, pati na rin ang maliliit na baterya. Sa mga disenyong ito, kailangan lamang ng mga de-koryenteng motor na suportahan ang pangunahing makina at hindi ang pangunahing pinagmumulan ng kuryente. Ang mga parallel hybrid drive ay itinuturing na mas mahusay kaysa sa mga system na nakabatay lamang sa mga internal combustion engine na may parehong laki, lalo na sa pagmamaneho sa lungsod at highway.

Sa isang sequential hybrid system, ang sasakyan ay direktang pinapatakbo ng de-koryenteng motor lamang, at isang panloob na combustion engine ang ginagamit upang itulak ang system. electric current generator pati na rin ang. Ang hanay ng mga baterya sa sistemang ito ay kadalasang mas malaki, na nakakaapekto sa mga gastos sa produksyon. Ang pag-aayos na ito ay pinaniniwalaan na nagpapataas ng kahusayan ng internal combustion engine, lalo na kapag nagmamaneho sa lungsod. Halimbawa serial hybrid Ito ay isang Nissan e-Power.

Mixed hybrid drive pinagsasama ang mga pakinabang ng pareho sa mga solusyon sa itaas - parallel at serial. Ang mga "hybrid hybrids" na ito ay itinuturing na pinakamainam sa mga tuntunin ng pagganap, kumpara sa serye, na pinaka-epektibo sa mababang bilis, at parallel, na pinakamainam sa mas mataas na bilis. Gayunpaman, ang kanilang produksyon bilang mas kumplikadong mga circuit ay mas mahal kaysa parallel na motors. Ang nangingibabaw na tagagawa ng mixed hybrid powertrains ay Toyota. Ginagamit ang mga ito sa Toyota at Lexus, Nissan at Mazda (karamihan ay nasa ilalim ng lisensya mula sa Toyota), Ford at General Motors.

Ang kapangyarihan mula sa dalawang internal combustion engine at isang parallel ay maaaring ilipat sa wheel drive gamit ang isang device ng uri (power distributor), na isang simpleng hanay ng mga planetary gear. Panloob na combustion engine shaft konektado sa tinidor ng planetary gears ng gearbox, ang electric generator - kasama ang gitnang gear nito, at ang de-koryenteng motor sa pamamagitan ng gearbox - kasama ang panlabas na gear, kung saan ang metalikang kuwintas ay ipinadala sa mga gulong. Pinapayagan ka nitong ilipat ang bahagi bilis ng pag-ikot at ang torque ng internal combustion engine sa mga gulong at bahagi sa generator. Sa gayon engine maaari itong gumana sa loob ng pinakamainam na hanay ng RPM anuman ang bilis ng sasakyan, halimbawa kapag nagsisimula, at ang kasalukuyang nabuo ng alternator ay ginagamit upang paandarin ang de-koryenteng motor, na ang mataas na torque ay pinananatili ng panloob na combustion engine upang himukin ang mga gulong. Ang computer, na nag-coordinate sa pagpapatakbo ng buong system, ay kinokontrol ang pagkarga sa generator at ang power supply sa electric motor, at sa gayon ay kinokontrol ang pagpapatakbo ng planetary gearbox bilang electromechanical patuloy na variable transmission. Sa panahon ng pagbabawas ng bilis at pagpepreno, ang de-koryenteng motor ay nagsisilbing generator upang muling magkarga ng baterya, at kapag sinimulan ang panloob na combustion engine, ang generator ay nagsisilbing generator. starter.

W buong hybrid drive ang kotse ay maaaring paandarin ng engine lamang, o ng baterya lamang, o pareho. Ang mga halimbawa ng ganitong sistema ay Hybrid Synergy Drive Toyoty, hybrid na sistema ford, Dual mode hybrid produksyon General Motors / ChryslMga halimbawa ng sasakyan: Toyota Prius, Toyota Auris Hybrid, Ford Escape Hybrid, at Lexus RX400h, RX450h, GS450h, LS600h at CT200h. Ang mga kotse na ito ay nangangailangan ng malaki, mahusay na baterya. Sa pamamagitan ng paggamit ng mekanismo ng pagbabahagi ng kuryente, ang mga sasakyan ay nakakakuha ng higit na kakayahang umangkop sa halaga ng pagtaas ng pagiging kumplikado ng system.

bahagyang hybrid sa prinsipyo, ito ay isang maginoo na kotse na may pinahabang starter, na nagpapahintulot sa panloob na combustion engine na patayin sa tuwing pababa ang sasakyan, magpreno o huminto, at upang mabilis na simulan ang makina kung kinakailangan.

Starter karaniwan itong naka-install sa pagitan ng engine at transmission, na pinapalitan ang torque converter. Nagbibigay ng karagdagang enerhiya kapag nag-apoy. Maaaring i-on ang mga accessory tulad ng radyo at air conditioning kapag hindi gumagana ang combustion engine. Ang mga baterya ay sinisingil kapag nagpepreno. Kumpara sa buong hybrids ang mga partial hybrid ay may mas maliliit na baterya at mas maliit na de-koryenteng motor. Samakatuwid, ang kanilang walang laman na timbang at ang kanilang gastos sa produksyon ay mas mababa. Ang isang halimbawa ng disenyong ito ay ang full-size na Chevrolet Silverado Hybrid, na ginawa noong 2005-2007. Nag-ipon siya ng hanggang 10 porsiyento. kapag pinapatay at i-on ang internal combustion engine at pagbawi ng enerhiya sa panahon ng pagpepreno.

Mga hybrid ng hybrids at electrics

Ang isa pang kategorya ng mga hybrid ay dapat bigyan ng mas maraming oras, na sa ilang mga paraan ay isa pang hakbang patungo sa "purong electrics". Ito ay mga hybrid na sasakyan (PHEV) kung saan ang mga baterya electric drive maaari ding singilin mula sa isang panlabas na pinagmulan (6). Kaya, ang PHEV ay maituturing na hybrid ng hybrid at electric vehicle. Nilagyan ito plug na nagcha-charge. Bilang isang resulta, ang mga baterya ay din ng ilang beses na mas malaki, na nangangahulugan na ito ay posible na mag-install ng isang mas malakas na de-koryenteng motor.

6. Diagram ng isang hybrid na kotse

Bilang resulta, ang mga hybrid na kotse ay kumonsumo ng mas kaunting gasolina kaysa sa mga klasikong hybrid, kadalasan ay maaaring tumakbo ng mga 50-60 km "sa kasalukuyang" nang hindi sinisimulan ang makina, at mayroon ding mas mahusay na pagganap, dahil ang mga hybrid ay madalas na ang pinakamakapangyarihang mga pagpipilian. modelong ito.

Ang hanay ng isang PHEV electric vehicle ay maraming beses na mas malaki kaysa sa isang hybrid na sasakyan na walang feature na ito. Ang ilang sampung kilometro na ito ay sapat na para sa mga paglalakbay sa paligid ng lungsod, sa trabaho o sa tindahan. Halimbawa, sa Skoda Superb iV (7) Ang baterya ay maaaring mag-imbak ng hanggang 13kWh ng kuryente, na nagbibigay ng hanay na hanggang 62km sa zero emission mode. Salamat dito, kapag ipinarada namin ang aming hybrid sa bahay at umuwi, makakamit namin ang isang average na pagkonsumo ng gasolina na 0 l/100 km. Pinoprotektahan ng internal combustion engine ang baterya mula sa pagdiskarga sa isang lugar kung saan walang access sa pinagmumulan ng kuryente, at, siyempre, pinapayagan kang huwag mag-alala tungkol sa saklaw sa mahabang biyahe.

7. Skoda Superb iV hybrid habang nagcha-charge

pare-parehong mahalaga uri ng mga hybrid nilagyan ng malalakas na de-koryenteng motor Skoda Superb iV ang mga parameter nito ay 116 hp. at 330 Nm ng metalikang kuwintas. Salamat dito, ang kotse ay hindi lamang bumibilis kaagad (ang motor na de koryente ay nagtutulak sa kotse nang kasing bilis, kahit na anong bilis ang pagpapatakbo nito sa sandaling ito), dahil iniulat ng Skoda na ang Superb ay nagpapabilis sa 60 km / h sa loob ng 5 segundo, ito maaari ding pabilisin ang kotse sa 140 km/h – nagbibigay-daan ito sa iyong magmaneho nang walang stress at sa zero-emission mode, halimbawa sa mga ring road o motorway.

Habang nagmamaneho, ang kotse ay karaniwang pinapagana ng parehong mga makina (ang panloob na combustion engine ay pinapagana ng koryente, kaya ito ay gumagamit ng mas kaunting gasolina kaysa sa isang maginoo na kotse), ngunit kapag inilabas mo ang gas, preno o nagmamaneho sa isang pare-parehong bilis, ang panloob Pinapatay ng combustion engine ang makina at pagkatapos lamang nito motor na de koryente nagmamaneho ng mga gulong. Kaya gumagana ang makina klasikong hybrid at nagpapanumbalik ng enerhiya sa parehong paraan - sa bawat pagpepreno, ang enerhiya ay naibalik at napupunta sa mga baterya sa anyo ng electric current; sa hinaharap, ito ay tiyak na nagsisilbi upang matiyak na ang panloob na combustion engine ay maaaring patayin nang mas madalas.

Ang unang plug-in hybrid na sasakyan ay inilunsad sa merkado ng Chinese manufacturer na BYD Auto noong Disyembre 2008. Ito ang modelong F3DM PHEV-62. Premiere ng plug-in hybrid na bersyon ng pinakasikat na electric car sa mundo, Chevrolet Voltnaganap noong 2010. T.oyota premiered noong 2012.

Bagama't hindi lahat ng modelo ay gumagana sa parehong paraan, karamihan ay maaaring gumana sa dalawa o higit pang mga mode: "all electric" kung saan ang makina at baterya ay nagbibigay ng lahat ng enerhiya para sa kotse, at "hybrid" na gumagamit ng parehong kuryente at gasolina. Ang mga PHEV ay karaniwang gumagana sa all-electric mode, na tumatakbo sa kuryente hanggang sa maubos ang baterya. Lumipat sa hybrid mode ang ilang modelo pagkatapos maabot ang target na bilis sa highway, kadalasan sa paligid ng 100 km/h.

Bukod sa Skoda Superb iV na inilarawan sa itaas, ang pinakasikat at tanyag na hybrid na mga modelo ay ang Kia Niro PHEV, Hyundai Ioniq Plug-in, BMW 530e at X5 xDrive45e, Mercedes E 300 ei E 300 de, Volvo XC60 Recharge, Ford Kuga PHEV, Audi Q5 TFSI e, Porsche Cayenne E-Hybrid.

Mga hybrid mula sa kailaliman ng dagat hanggang sa himpapawid

Ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na hybrid drive ginagamit hindi lamang sa segment ng mga pampasaherong sasakyan at mga sasakyan sa pangkalahatan. Halimbawa hybrid drive system gamitin mga diesel engine o turboelectric upang paandarin ang mga tren, bus, trak, mobile hydraulic machine at barko.

Sa malalaking istruktura, kadalasang ganito diesel/turbine engine nagtutulak ng electric generator o haydroliko bombana nagtutulak ng electric/hydraulic motor. Sa mas malalaking sasakyan, nababawasan ang relatibong pagkawala ng kuryente at nagiging mas maliwanag ang mga benepisyo ng pamamahagi ng kuryente sa pamamagitan ng mga cable o pipe kaysa sa mga mekanikal na bahagi, lalo na kapag inilipat ang kuryente sa maraming drive system gaya ng mga gulong o propeller. Hanggang kamakailan, ang mga mabibigat na sasakyan ay may maliit na supply ng pangalawang enerhiya, tulad ng mga hydraulic accumulator / accumulator.

Ang ilan sa mga pinakalumang hybrid na disenyo ay non-nuclear submarine drivetumatakbo sa mga hilaw na diesel at mga baterya sa ilalim ng tubig. Halimbawa, ginamit ng mga submarino ng World War II ang parehong serial at parallel system.

Hindi gaanong kilala, ngunit hindi gaanong kawili-wiling mga disenyo fuel-hydraulic hybrids. Noong 1978, ginawa ng mga estudyante sa Minnesota Hennepin Vocational and Technical Center sa Minneapolis ang isang Volkswagen Beetle sa petrol-hydraulic hybrid na may mga natapos na bahagi. Noong dekada 90, ang mga inhinyero ng Amerikano mula sa laboratoryo ng EPA ay nakabuo ng isang "petro-hydraulic" na transmission para sa isang tipikal na American sedan.

Ang pagsubok na kotse ay umabot sa bilis na humigit-kumulang 130 km / h sa magkahalong urban at highway driving cycle. Ang acceleration mula 0 hanggang 100 km / h ay 8 segundo gamit ang isang 1,9 litro na diesel engine. Tinatantya ng EPA na ang mga hydraulic component na ginawa nang maramihan ay nagdagdag lamang ng $700 sa presyo ng kotse. Sinubukan ng pagsubok ng EPA ang petrol-hydraulic hybrid na disenyo ng Ford Expedition, na kumonsumo ng 7,4 litro ng gasolina bawat 100 kilometro sa trapiko sa lungsod. Ang kumpanyang US courier na UPS ay kasalukuyang nagpapatakbo ng dalawang trak gamit ang teknolohiyang ito (8).

8. Hydraulic hybrid sa serbisyo ng UPS

Nagsusubok ang militar ng US Humvee hybrid SUV mula noong 1985. Ang mga pagsusuri ay nabanggit hindi lamang ang mas malaking dinamika at mas malaking ekonomiya ng gasolina, kundi pati na rin, halimbawa, ang isang mas maliit na thermal signature at mas tahimik na operasyon ng mga makinang ito, na, bilang maaari mong hulaan, ay maaaring maging malaking kahalagahan sa mga aplikasyon ng militar.

maagang anyo hybrid propulsion system para sa maritime transport may mga barkong may layag sa mga palo at mga makina ng singaw sa ibaba ng kubyerta. Ang isa pang halimbawa ay nabanggit na diesel-electric na submarino. Ang mga mas bago, bagama't muli na luma, hybrid propulsion system para sa mga barko ay kinabibilangan, bukod sa iba pa, malalaking saranggola mula sa mga kumpanya tulad ng SkySails. Paghila ng saranggola maaari silang lumipad sa taas nang maraming beses na mas mataas kaysa sa pinakamataas na palo ng barko, na humaharang ng mas malakas at mas matatag na hangin.

Ang mga hybrid na konsepto ay sa wakas ay natagpuan ang kanilang paraan sa aviation. Halimbawa, ang prototype aircraft (9) ay nilagyan ng hybrid exchangeable membrane system (PEM) hanggang sa suplay ng kuryente ng motorna konektado sa isang maginoo propeller. Ang fuel cell ay nagbibigay ng lahat ng kapangyarihan para sa yugto ng cruise. Sa panahon ng pag-alis at pag-akyat, ang pinaka-hinihingi ng kapangyarihan na bahagi ng paglipad, ang system ay gumagamit ng magaan na lithium-ion na mga baterya. Ang demonstration aircraft ay din ang Dimona motor glider, na itinayo ng Austrian company na Diamond Aircraft Industries, na nagsagawa ng mga pagbabago sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid. Sa isang wingspan na 16,3 metro, ang sasakyang panghimpapawid ay maaaring lumipad sa bilis na halos 100 km / h, gamit ang enerhiya na natanggap mula sa fuel cell.

9 Boeing Fuel Cell Demonstrator Aircraft

Hindi lahat ay pink

Hindi maikakaila na, dahil sa pagiging kumplikado ng disenyo ng mga hybrid na sasakyan kaysa sa kaso ng mga maginoo na sasakyan, ang pagbawas sa mga emisyon ng sasakyan ay higit pa sa kabayaran para sa mga emisyong ito. Maaaring bawasan ng mga hybrid na sasakyan ang mga emisyon ng mga pollutant na nagdudulot ng smog nang hanggang 90 porsyento. at bawasan ang carbon emissions sa kalahati.

Sa kabila ng katotohanan na Kotse na Hybrid kumonsumo ng mas kaunting gasolina kaysa sa mga maginoo na kotse, mayroon pa ring pag-aalala tungkol sa epekto sa kapaligiran ng hybrid na baterya ng kotse. Karamihan sa mga hybrid na baterya ng kotse ngayon ay nabibilang sa isa sa dalawang uri: nickel-metal hydride o lithium-ion. Gayunpaman, pareho pa rin ang itinuturing na mas environment friendly kaysa sa mga lead na baterya, na kasalukuyang bumubuo sa karamihan ng mga starter na baterya sa mga sasakyang gasolina.

Dapat pansinin dito na ang data ay hindi malabo. Pangkalahatang toxicity at mga antas ng pagkakalantad sa kapaligiran mga baterya ng nickel hydride itinuturing na mas mababa kaysa sa kaso mga baterya ng lead acid o paggamit ng cadmium. Sinasabi ng iba pang mga mapagkukunan na ang mga baterya ng nickel-metal hydride ay mas nakakalason kaysa sa mga baterya ng lead-acid, at ang pag-recycle at ligtas na pagtatapon ay mas mabigat. Ang iba't ibang natutunaw at hindi matutunaw na mga compound ng nickel, tulad ng nickel chloride at nickel oxide, ay ipinakita na may mga kilalang carcinogenic effect na nakumpirma sa mga eksperimento sa hayop.

Baterya litowo-jonowe Ang mga ito ay itinuturing na isang kaakit-akit na alternatibo dahil mayroon silang pinakamataas na density ng enerhiya ng anumang baterya at maaaring makagawa ng higit sa tatlong beses ang boltahe ng mga cell ng baterya ng NiMH habang pinapanatili ang mataas na volume. Enerhiya ng kuryente. Ang mga bateryang ito ay gumagawa din ng higit na lakas at mas mahusay, na nag-iwas sa nasayang na kuryente sa mas malaking lawak at nagbibigay ng higit na tibay, na may tagal ng baterya na papalapit sa buhay ng isang kotse. Bilang karagdagan, ang paggamit ng mga baterya ng lithium-ion ay binabawasan ang kabuuang bigat ng kotse, at pinapayagan ka ring makakuha ng 30 porsyento. pinahusay na ekonomiya ng gasolina kaysa sa mga sasakyang pinapagana ng gasolina, na may kasunod na pagbawas sa mga emisyon ng CO₂.

Sa kasamaang palad, ang mga teknolohiyang isinasaalang-alang ay nakatakdang umasa sa mahirap hanapin at mas mahal na mga materyales. Pababa disenyo ng motor at iba pang bahagi ng hybrid na sasakyan ay nangangailangan, bukod sa iba pang mga bagay, rare earth metals. Halimbawa dysprosium, isang bihirang elemento ng lupa na kinakailangan para sa paggawa ng iba't ibang uri ng mga advanced na de-koryenteng motor at mga sistema ng baterya sa mga hybrid na propulsion system. O kaya neodymium, isa pang rare earth metal na isang mahalagang bahagi ng high-strength magnets na ginagamit sa permanent magnet electric motors.

Halos lahat ng mga rare earth sa mundo ay pangunahing nagmula sa China. Maraming mga mapagkukunang hindi Tsino tulad ng Lawa ng Hoidas sa hilagang Canada o Bundok Veld sa Australia ito ay kasalukuyang nasa ilalim ng pag-unlad. Kung hindi tayo makakahanap ng mga alternatibong solusyon, maging sa anyo ng mga bagong deposito o mga materyales na papalit sa mga bihirang metal, tiyak na magkakaroon ng pagtaas sa mga presyo ng mga materyales. At maaaring madiskaril nito ang mga planong bawasan ang mga emisyon sa pamamagitan ng unti-unting pag-phase out ng gasolina sa merkado.

Mayroon ding mga problema, bukod sa pagtaas ng mga presyo, na may likas na etikal. Noong 2017, isang ulat ng UN ang nagsiwalat ng mga pang-aabuso mga bata sa mga minahan ng kobalt, isang napakahalagang hilaw na materyal para sa ating mga berdeng teknolohiya, kabilang ang pinakabagong henerasyon ng mga de-koryenteng motor sa Democratic Republic of the Congo (DCR). Nalaman ng mundo ang tungkol sa mga bata na napilitang magtrabaho sa marumi, mapanganib at kadalasang nakakalason na mga minahan ng cobalt sa edad na apat. Tinatantya ng United Nations na halos walumpung bata ang namamatay sa mga minahan na ito bawat taon. Aabot sa 40 menor de edad ang pinilit na magtrabaho araw-araw. Minsan yan ang dirty price ng mga puro hybrid natin.

Ang mga makabagong exhaust pipe ay nakapagpapatibay

Gayunpaman, may magandang balita para sa hybrid na pamamaraan at isang pangkalahatang pagnanais para sa mas malinis na mga kotse. Ang mga mananaliksik ay nakabuo kamakailan ng isang promising at nakakagulat simpleng pagbabago ng mga makinang dieselna maaaring isama sa electric drive sa hybrid system. Diesel drive maaari nitong gawing mas maliit, mas mura, at mas madaling mapanatili ang mga ito. At higit sa lahat, magiging mas malinis sila.

Si Charles Mueller at tatlo sa kanyang mga kasamahan sa Sandia National Laboratory research center ay nagtatrabaho sa isang pagbabago na kilala bilang Channel Fuel Injection (DFI-). Ito ay batay sa simpleng prinsipyo ng isang Bunsen burner. Sinasabi ng mga siyentipiko na maaaring bawasan ng DFI ang mga emisyon ng tambutso at ang tendensya ng DPF na barado ang soot. Ayon kay Muller, ang kanyang imbensyon ay maaari pang pahabain ang mga pagitan ng pagpapalit ng langis sa pamamagitan ng pagbabawas ng dami ng soot sa crankcase.

Kaya paano ito gumagana? Mga nozzle sa maginoo na diesel lumikha sila ng mga rich mixtures sa mga lugar ng combustion chamber. Gayunpaman, ayon sa mga siyentipiko, ang mga lugar na ito ay naglalaman ng dalawa hanggang sampung beses na mas maraming gasolina kaysa sa kinakailangan para sa kumpletong pagkasunog nito. Sa labis na gasolina sa mataas na temperatura, dapat magkaroon ng posibilidad na bumuo ng isang malaking halaga ng soot. Ang pag-install ng DFI ducts ay nagbibigay-daan sa mahusay na pagkasunog ng diesel fuel na may kaunti o walang soot formation. "Ang aming mga mixtures ay naglalaman ng mas kaunting gasolina," paliwanag ni Müller sa isang publikasyon tungkol sa bagong teknolohiya.

Ang mga channel na pinag-uusapan ni Mr. Muller ay mga tubo na naka-install sa isang maikling distansya mula sa kung saan sila lumabas sa mga butas ng nozzle. Ang mga ito ay naka-mount sa underside ng cylinder head sa tabi ng injector. Naniniwala si Müller na sa kalaunan ay gagawin ang mga ito mula sa isang mataas na temperatura na lumalaban sa haluang metal upang mapaglabanan ang enerhiya ng init ng pagkasunog. Gayunpaman, ayon sa kanya, ang mga karagdagang gastos na nauugnay sa pagpapatupad ng imbensyon na binuo ng kanyang koponan ay magiging maliit.

Kapag ang isang combustion system ay gumagawa ng mas kaunting soot, maaari itong magamit nang mas mahusay. sistema ng muling pag-ikot ng gas (EGR) upang bawasan ang mga nitrogen oxide, NOx. Ayon sa mga nag-develop ng solusyon, maaari nitong bawasan ang dami ng soot at NOx na lumalabas sa makina hanggang sa ikasampu ng kasalukuyang antas. Napansin din nila na ang kanilang konsepto ay makakatulong na mabawasan ang mga paglabas ng CO.₂ at iba pang substance na nagdudulot ng global warming.

Ang nasa itaas ay hindi lamang isang senyales na, marahil, hindi tayo magpaalam nang mabilis sa mga makinang diesel, kung saan marami na ang sumuko. Ang mga inobasyon sa teknolohiya ng combustion drive ay isang pagpapatuloy ng pag-iisip sa likod ng lumalagong katanyagan ng mga hybrid. Ito ay isang diskarte ng maliliit na hakbang, unti-unting binabawasan ang pasanin sa kapaligiran mula sa mga sasakyan. Masarap malaman na ang mga inobasyon sa direksyon na ito ay lumilitaw hindi lamang sa elektrikal na bahagi ng hybrid, kundi pati na rin sa gasolina.