Термин «гибрид» берет свое начало от латинского слова hybrida, и означает нечто скрещенное, или смешанное. В технике гибридом называют систему, в которой комбинируются друг с другом две разных технологии.
Следует отличать от гибридов транспортные средства с электромеханической трансмиссией , такие как тепловозы , некоторые карьерные самосвалы (кроме последних разработок, где применён последовательный гибридный привод).
В связи с концепциями привода термин технология гибридного привода применяется для обозначения двух направлений:
— бивалентный (или двухтопливный) силовой агрегат;
— гибридный силовой агрегат.
Под автомобилями с двухтопливным силовым агрегатом подразумевают автомобили, у которых двигатель внутреннего сгорания для способен работать на различных видах топлива. К примеру, уже известны системы, в которых могут применяться минеральные и воспроизводимые виды топлива (дизельное/биодизельное топливо), или жидкие и газообразные топлива (бензин/природный газ/сжиженный газ). Число таких автомобилей на рынке увеличивается.
Под автомобилями с гибридными силовыми агрегатами понимаются комбинации из двух разных силовых агрегатов, работа которых основана на разных принципах действия. В настоящее время под технологией гибридного привода подразумевают комбинацию двигателя внутреннего сгорания (далее – ДВС) и электродвигателя-генератора. Электродвигатель-генератор может использоваться как генератор для выработки электрической энергии, так и тяговый электродвигатель для движения автомобиля и как стартер для запуска ДВС. При этом, в период работы каждый двигатель может быть задействован как по отдельности, так и оба в независимых циклах.
Прототип автомобиля с гибридным двигателем появился еще в конце 19 столетия и начало двадцатого века ознаменовался техническим прогрессом. Создание мощных электромоторов и аккумуляторных батарей большой емкости привело к изобретению электромобилей. Но дорогие, тяжелые, громоздкие блоки батарей и небольшие расстояния проезда на одной зарядке лишили электромобили преимущества перед дешевыми автомобилями каретками Генри Форда с ДВС.
Ситуация изменилась, когда бельгийский инженер Пайпер запатентовал схему гибридной установки, в которой совместил бензиновый ДВС с электромотором, известный конструктор автомобилей Фердинанд Порше использовал это изобретение на практике. Первое гибридное транспортное средство с передним приводом получило название Lochner-Porsche, и в 1900 году на парижской выставке было принято с восторгом. Казалось, что у гибридных автомобилей большое будущее, но массовое появление на рынке дешевых автомобилей с ДВС остановило развитие перспективного направления.
В течение всего двадцатого века предпринимались попытки реанимировать технологию гибридных силовых установок, позволяющих экономить топливо:
В послевоенные годы в Советском Союзе создали автобус ЗИС-154, оснащенный дизельным двигателем мощностью 110 лошадиных сил с подключенным генератором постоянного тока и электромоторами на задних колесах.
В 60-70 годах в стране проводились испытания гибридных двигателей, добившись экономии почти половины дизтоплива, но практического применения технология не получила.
Примерно в те же годы к идее гибридных легковых автомобилей вернулись автогиганты США, и появился первый седан Buick Skylark с роторным агрегатом и электромотором мощностью 20 киловатт. Экономичные и более экологичные Бьюики стали первой ласточкой возрождения гибридных авто.
Японские производители позже других подключились к многолетним поискам инженеров, но их гибридный седан Toyota Prius стал настоящим прорывом в мировом автомобилестроении. Японские производители отказались от громоздких установок американской конструкции и оснастили Приус собственной гибридной установкой, состоящую из бензинового ДВС системы Аткинсона и двух электромоторов в роли генераторов. У автомобиля были характеристики, обеспечивающие следующие преимущества:
1. За счет маломощного двигателя и размера электромоторов была снижена масса среднеразмерного Toyota Prius, но небольшая мощность двигателя Аткинсона компенсировалась электроприводом «аккумулятор – электромотор», поэтому автомобиль не потерял динамических характеристик.
2. Гибридный двигатель не имел стандартной коробки передач, вместо которой была установлена бесступенчатая трансмиссия с электронным блоком управления.
3. Ручной режим перехода на движение с электродвигателями давал плавность хода, почти полную тишину и экономию топлива.
4. Система рекуперации, обеспечивала дополнительную подзарядку аккумуляторов энергией, появляющейся при торможении.
У гибридного двигателя первого Toyota Prius, естественно, были недостатки, но и сегодня на его принципах, доработанных под современные требования, производятся все японские гибридные автомобили.
Развернувшееся его производство в ведущих фирмах автопрома можно проследить в информационных ресурсах.