Кроме того, можно устанавливать ДВС меньшей мощности без ухудшения динамических свойств автомобиля, так как дополнительная мощность формируется электродвигателем. Всё это позволит снизить расход топлива и, как следствие, уменьшить выбросы вредных веществ, в том числе и окислов углерода.

Теперь о типах ГЭУ. Любая такая установка содержит три основных элемента: ДВС, электрическая машина с блоком управления и буферный накопитель энергии.

Все ГЭУ можно разделить на три основных типа: последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. Назовём их для краткости соответственно ПоГЭУ, ПаГЭУ и ППГЭУ (или комбинированные) – несколько неуклюже, но для наших целей популярного изложения сойдёт.

В ПоГЭУ (Series HEV) вся механическая энергия, вырабатываемая ДВС, переводится генератором в электрическую энергию, а затем с помощью тягового электродвигателя снова переводится в механическую энергию привода ведущих колёс автомобиля.

То есть, налицо последовательное (двойное) преобразование энергии. К достоинствам ПоГЭУ относится предельно простая трансмиссия, включающая одноступенчатый редуктор и дифференциал, а также то, что ДВС может всегда работать в оптимальном – с энергетической и экологической точек зрения – режиме.

Общим существенным недостатком установок этого типа является большая суммарная мощность входящего в её состав электрооборудования. Ведь кроме тягового электродвигателя с контроллером, рассчитанным на полную максимальную мощность установки, требуется ещё и генератор со своим контроллером (тоже на полную мощность).

Всё это ведёт к существенному увеличению массы, объёма и стоимости устанавливаемого электрооборудования. Кроме того, кпд ПоГЭУ по определению ниже из-за необходимости двойного преобразования всей вырабатываемой ДВС энергии.

Частным случаем последовательной концепции являются так называемые электромобили с расширенным пробегом (Range Extender), отличающиеся от обычных электромобилей наличием мотор-генераторной установки небольшой мощности для возможности подзаряда тяговой аккумуляторной батареи во время движения с малой нагрузкой или при отсутствии электрической сети (к примеру, в полевых условиях).

Избыток этой энергии запасается в буферном накопителе, в качестве которого используется аккумуляторная батарея достаточно большой ёмкости. А вот совмещённый с генератором ДВС, как правило, делается на пониженную мощность или даже совсем крохотным.

К примеру, у Citroen Saxo Dynavolt масса ДВС составляет всего 8 кг, а батареи – около 300 кг. Применён двухтактный впрысковой двигатель мощностью 10 кВт с генератором 6,5 кВт; они расположены вместе с топливным баком под задним сиденьем.

При этом пробег в сравнении с чисто электромобильным вариантом Saxo Dynavolt увеличивается с 80 до 340 км, а средний расход топлива составляет всего 2,4 л на 100 км.

Общий выброс окислов углерода, в сравнении с серийным Citroen Saxo с четырёхтактным впрысковым двигателем, сокращается на треть.

В ПаГЭУ (Parallel HEV), в зависимости от режима движения автомобиля, привод ведущих колёс осуществляется или только от электродвигателя, или только от ДВС, или от того и другого одновременно.

У этого типа ГЭУ имеются три основных направления, получивших названия Микро гибрид (Micro-Hybrid), Средний гибрид (Midi-Hybrid) и Полный гибрид (Full-Hybrid). Назовём их соответственно МГ, СГ и ПГ.

В конструкции МГ используются мотор-генераторы мощностью до 4 кВт при напряжении от 14 до 42 V и реализующие, как правило, только так называемый режим старт-стоп, т. е. остановку и мгновенный запуск ДВС на светофорах.

МГ (их ещё называют стартёр-генераторами) требуют минимальных изменений в конструкции базового автомобиля, позволяя, тем не менее, экономить до 10% топлива.

Функционально они обеспечивают режим автоматического останова и пуска двигателя (быстрый повторный пуск ДВС менее чем за 0,3 секунды и до 600 об/мин в процессе пуска), а также выработку дополнительной электроэнергии (режим генератора) с увеличением общего кпд системы до 85 %.

Наличие дополнительной электроэнергии позволяет освоить и другие потенциалы, например, электрифицировать энергоёмкие системы – такие как кондиционер, гидроусилитель рулевого управления, электротормоза и т.п.

Частным случаем параллельной концепции служат автомобили со вспомогательным электроприводом (Power Assist), использующие электропривод сравнительно небольшой мощности, – не более 25% от мощности ДВС.

Однако влияние этой помощи на снижение расхода топлива по различным оценкам не превышает 20%, да и то лишь в городских режимах движения.

Бóльшую часть времени ДВС работает в далеко не оптимальной области, а значительная часть энергии при торможениях уходит в нагрев тормозных колодок из-за недостаточной мощности электропривода, неспособного в полной мере рекуперировать энергию торможения.

Типичным представителем этого класса автомобилей является Honda Insight, имеющий ДВС 51 кВт и электродвигатель 9,2 кВт, расположенный между ДВС и КП и фактически представляющий собой стартёр- генераторную установку повышенной мощности.

Сравнительно высокие показатели по экономичности и токсичности этого гибрида объясняются в основном лёгким кузовом и суперсовременным ДВС.

Под СГ понимаются ГЭУ, в которых мощность мотор-генератора достигает 15 кВт.

В дополнение к функциям МГ в данном случае обеспечивается создание дополнительного ускорения при разгоне и рекуперация электроэнергии при торможении.

Кпд системы, достигающий в режиме генератора 88%, несколько превышает уровень МГ. Такое решение требует использования компактной электрической машины в трансмиссии, размещённой, как правило, на коленчатом валу ДВС. Экономия топлива, в зависимости от реализованных функций, может составлять от 15 до 20%.

Под ПГ понимаются ГЭУ, в которых мощность мотор-генератора достигает 75 кВт. В дополнение к функциям СГ в данном случае обеспечивается режим езды только на одном электроприводе, без помощи ДВС.

Разработка глубоко затрагивает весь автомобиль, поскольку ПГ требует второго (со стороны электродвигателя) сцепления, а также тяговой аккумуляторной батареи с соответствующим запасом энергии.

Заметное увеличение мощности требует существенного увеличения уровня напряжения тяговой батареи. Существующая бортовая сеть на 14V при этом может быть сохранена, но дополняется промежуточным конвертором, обеспечивающим связь между этими двумя сетями.

Электродвигатель как правило устанавливается между ДВС и коробкой на месте маховика. Имеется также буферный накопитель, но в данном случае он уже небольшой, а вот