Электромобили и гибриды: основные виды, их плюсы и минусы

В 2024 году в России было продано более 75,6 тысяч электромобилей и гибридов. Это почти 5% рынка новых автомобилей. Давайте посмотрим, что это за техника, как работает, какие преимущества и недостатки её эксплуатации в России.

Чисто батарейные электрокары (BEV)

Электромобили имеют относительно простую конструкцию. Источником энергии служит не жидкое топливо (бензин или дизель), а электричество, запасённое в тяговой батарее. Как правило, литий-железо-фосфатной (LFP) или никель-марганец-кобальтовой (NMC).

Средняя ёмкость нынешних аккумуляторов — 60-75 кВт•ч. Примерно такой запас энергии у модификаций актуальной Tesla 3. Но есть модели и с более ёмкими батареями. К примеру, в характеристиках Мерседеса EQS указаны 120 кВт•ч.

В последнее время производители BEV активно переходят с 400-вольтовой архитектуры (рабочее напряжение электрической системы) на 800-вольтовую. Это позволяет использовать для питания моторов и зарядки батареи токи большей мощности. В итоге не только повышается эффективность силовой установки, но и сокращается время на восполнение энергии.

В движение электромобиль приводит один или несколько электродвигателей. У Audi e-tron S, например, три мотора: один на передней оси и два сзади.

Скорость и динамика разгона напрямую зависят от характеристик моторов. При этом электродвигатель даже сравнительно небольшой мощности способен обеспечить энергичное стартовое ускорение. Всё дело в высоком крутящем моменте, пик которого в электрических машинах доступен чуть ли не с нуля оборотов.

Но чем динамичнее едешь, тем быстрее сокращается запас хода. И заявленные для уже упомянутой Tesla 3 паспортные 580 км могут легко сократиться до 300 км.

© Tesla

Плюсы BEV

• Динамичное ускорение.
• Меньшие в сравнении с машинами с ДВС эксплуатационные расходы. Экономия достигается не только на зарядках, но и благодаря более простому обслуживанию.

Минусы BEV

• Неравномерно развитая по стране зарядная инфраструктура, особенно на трассах. Это ограничивает возможности дальних путешествий.
• Относительно продолжительное — может потребоваться до нескольких часов — время полной зарядки батареи.
• Заметное снижение — до 30% — запаса хода в зимнее время.

Обычные или «параллельные» гибриды (HEV)

Автомобиль с параллельной гибридной системой приводится в движение как двигателем внутреннего сгорания, так и электромотором, питающимся от отдельного аккумулятора. Причём топливная и электрическая силовые установки могут работать не только сами по себе, но и совместно. В этом и заключается смысл параллельности.

Впервые эту систему представила в 1997 году Toyota на модели Prius. Работает же она следующим образом. При небольших нагрузках и на низких скоростях колёса вращает лишь электромотор. ДВС включается только тогда, когда необходимо больше мощности или падает заряд батареи электродвигателя.

Чтобы восполнить энергию аккумулятора, электромотор переключается во время замедлений в режим генератора и таким образом вырабатывает необходимый ток.

Наибольшую экономичность такие гибриды демонстрируют в условиях, когда разгоны чередуются с частыми торможения. Тот же самый Prius может обходиться в городе 4-5 литрами бензина на 100 км пробега.

Но на трассе, при равномерном движении, все преимущества этой конструкции сходят на нет. Без торможений батарея не получает должного питания и в разряженном состоянии создаёт только лишнюю нагрузку на ДВС. Двигатель в итоге начинает расходовать больше топлива, чем его аналог в машине без гибридной составляющей.

© Toyota

Плюсы HEV

• Ощутимая экономия топлива в городе.
• Не нужна зарядка.

Минус HEV

При движении на трассе нет экономии топлива, возможен даже повышенный расход.

Подзаряжаемые «параллельные» гибриды (PHEV)

Говоря простыми словами PHEV — это обычный гибрид с аккумулятором увеличенной ёмкости, который можно зарядить от внешней сети. Чем больше энергии может запасти батарея, тем большее расстояние может проехать машина в режиме электрокара и выше суммарный запас хода.

Подобную гибридную систему, сочетающую в себе 147-сильный бензиновый двигатель, два электромотора и аккумулятор ёмкостью 19,27 кВт•ч, использует официально доступный на российском рынке Chery Tiggo 7 Pro Plug-in Hybrid. Этот китайский кроссовер способен передвигаться как на чистом электричестве, так и усилиями ДВС. На электротяге по паспорту он может проехать до 80 км. Объём топливного бака составляет 60 литров.

Схема позволяет использовать все силовые установки совместно. В таком случае суммарная отдача всех моторов может достигать 235 л.с. Заявленный производителем запас хода составляет 1000 км, а средний расход бензина при полностью заряженной батарее — 1,8 литра на сотню.

На практике к таким показателям можно приблизиться, двигаясь в городе с частыми торможениями, либо по трассе на скоростях до 90 км/ч. При динамичной езде даже на небольшой дистанции можно быстро разрядить батарею. 19,27 кВт•ч это не так уж и много для среднеразмерного кроссовера, а дальше аккумулятор становится лишней нагрузкой.

© Chery

Плюсы PHEV

• Больше экономия топлива и запас хода в сравнении с неподзаряжаемыми гибридами.
• При достаточном заряде батареи можно в полной мере использовать тягу электромоторов для энергичных ускорений и обгонов.

Минус PHEV

Экономия топлива возможна только при движении с заряженной батареей. Езда с пустым аккумулятором — это гарантированный повышенный расход. Следовательно, для оптимальной эксплуатации такой машины требуется достаточная зарядка.

Последовательные гибриды (REV)

Такие автомобили имеют полный набор признаков обычного подзаряжаемого гибрида — тяговые батареи, электромоторы и порт для зарядки, а также ДВС. Но по своим эксплуатационным характеристикам они очень близки к электрокарам.

На них устанавливают аккумуляторы большой ёмкости — от 30 кВт⋅ч и выше. С их помощью только на электротяге можно проехать 200–300 километров.

Их топливные двигатели, как правило, имеют небольшие рабочий объём и мощность. Механически они не связаны с колёсами, а служат исключительно для подзарядки батареи. Получается что-то вроде электрокара с собственной электростанцией на борту.

Именно такая схема применяется сейчас на возглавляющих рейтинги продаж среди гибридов модификациях Lixiang и Voyah. Она не требует сложных и массивных агрегатов для механической синхронизации электрических и бензинового моторов. Последний включается для работы только тогда, когда требуется восполнить запас батареи и работает на оптимальных оборотах с минимальным расходом топлива.

В итоге на полной заправке топливом и электричеством REV могут проезжать более 1000 км. Кроме того, при полностью разряженной батарее такие гибриды, как и все остальные, могут продолжить движение на бензине, но уже с существенной потерей в динамике и повышенным расходом.

© Lixiang

Плюсы REV

• Самый большой запас хода среди всех типов гибридов.
• С заряженной батареей расход существенно ниже, чем у машин с ДВС.
• Отличная динамика.

Минус REV

Так же, как и в случае с параллельным подзаряжаемым гибридом, экономия топлива достигается только при движении с заряженной батареей. Езда с пустым аккумулятором — это повышенный расход. Причём более высокий, чем на гибридах, где ДВС играет не вспомогательную, а основную роль.

Мягкие гибриды

Электрические моторы здесь расположены между двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и коробкой передач или могут быть частью системы «стартер-генератор». Они недостаточно мощны для того, чтобы приводить автомобиль в движение самостоятельно.

В «мягкой» схеме, наряду с электродвигателем, используется небольшой дополнительный аккумулятор, который накапливает энергию от торможения. Благодаря этим запасам, электромотор периодически включается в работу и помогает ДВС при разгоне. Это позволяет достичь некоторой экономии топлива, хотя обычно она очень незначительна.

Главная цель такой конструкции — снижение вредных выбросов, чтобы соответствовать строгим экологическим нормам. Экономия топлива является лишь попутным положительным эффектом.

Плюс мягких гибридов

Небольшая экономия топлива.

Минус мягких гибридов

Более сложная и дорогая конструкция, чем у обычного автомобиля с ДВС.

© Geely

Главное

При текущих ценах на топливо и электричество из всех перечисленных выше видов самыми экономичными в плане расходов на километр пробега являются чисто батарейные электромобили BEV. Выгода ощутима даже при зарядке на уличных станциях по коммерческим тарифам. Если заряжать машину от домашней станции по ночному тарифу, то экономия вырастает в разы.

К электрокарам стоит присмотреться, если вам нужен транспорт для регулярных поездок на небольшие расстояния (до 200 км), есть возможность установить личную станцию или имеется доступ к общественным зарядкам. Либо вам нужен второй автомобиль для эксплуатации в описанном выше режиме.

Пока электромобили не могут стать для всех полноценной заменой традиционной машины с ДВС. Просто потому, что за пределами крупных городов точек для их зарядки всё ещё значительно меньше, чем обычных заправок. Да и сам процесс зарядки требует значительно больше времени, чем уходит на заполнение топливного бака.

PHEV более универсальны, и за счёт меньшей зависимости от электрической составляющей ближе к машинам с ДВС. При заряженной батарее они позволяют хорошо экономить топливо, а при пустой — не так уж и много переплачивать за повышенный расход.

REV подкупают внушительной дальнобойностью и обеспечиваемой мощными электромоторами спорткаровской динамикой. Их батареи самые ёмкие среди гибридов, но всё же имеют свой лимит. Как только запас энергии иссякает, машина превращается в маломощное транспортное средство с большим расходом топлива. Поэтому при эксплуатации последовательного гибрида очень важно следить за уровнем заряда и расходом энергии тягового аккумулятора.

Топ-5 главных автомобильных новинок выставки CES 2025