Rodzaje i cechy samochodów hybrydowych

Producenci samochodów hybrydowych pozycjonują swoje produkty jako pewną równowagę między wydajnością a osiągami. To jak klasa pośrednia między czystymi pojazdami elektrycznymi a samochodami z silnikami spalinowymi, zaprojektowanymi tak, aby zrównoważyć wady obu. W przypadku benzynowego diesla są to emisje szkodliwych substancji, w samochodach elektrycznych - stosunkowo niska rezerwa mocy i czas potrzebny na naładowanie akumulatorów. Istnieje kilka rodzajów hybryd, z których każdy ma swoje wady i zalety. Spróbujmy je rozgryźć.

Historia samochodów hybrydowych

Chociaż wielu uważa Toyotę Prius za pierwszą hybrydę, to w rzeczywistości jest to dopiero pierwszy masowo sprzedawany samochód hybrydowy. Udane eksperymenty mające na celu stworzenie takich samochodów przeprowadzono już ponad 100 lat temu. Już w 1910 roku wybitny projektant samochodów Ferdinand Porsche, wraz z austriacką firmą karoseryjną Lohner-Werke, stworzył hybrydę tak wydajną, że jedna z jej wersji brała nawet udział w wyścigach i wygrywała je. Jej konstrukcja była tak podobna do współczesnych, że wykorzystywała nawet generator rozruchowy.

Produkcja na dużą skalę nie była możliwa ze względu na znaczące wady tego HEV. Pierwszą z nich była jego ogromna jak na tamte czasy waga. Ze względu na niedoskonałość ówczesnych akumulatorów i silników elektrycznych, dwumiejscowy otwarty faeton z napędem tylko na przednią oś ważył aż 1500 kg. Drugim była wysoka cena. Spartan Lohner-Porsche kosztował około 3 razy więcej niż przeciętny samochód w tamtych czasach. Minęło prawie sto lat, zanim główne komponenty samochodu hybrydowego stały się lżejsze i tańsze, dzięki czemu można je było wykorzystać w samochodzie osobowym dla szerokiego grona osób.

Technologie hybrydowe były wykorzystywane i rozwijane w innych obszarach przez cały ten czas: w transporcie kolejowym i morskim, a także w ciężkich wywrotkach górniczych. Jednak ich zastosowanie nie wynikało z korzyści ekonomicznych, ale z możliwości przenoszenia momentu obrotowego przy minimalnych stratach: łatwiej było to zrobić za pomocą przewodów niż przekładni. Istniały jednak również hybrydy, które wykorzystywały akumulatory wysokonapięciowe, aby zminimalizować działanie silnika spalinowego. Okręty podwodne aktywnie monitorowały redukcję emisji do atmosfery - nie ze względu na środowisko, ale w celu uniknięcia wykrycia przez wroga.

Klasyfikacja samochodów hybrydowych

Początkowo hybrydy dzielono głównie ze względu na sposób połączenia silników i akumulatorów z napędem, na trzy schematy:

1. Seryjny. Zgodnie z nim silnik spalinowy ma połączenie mechaniczne tylko z generatorem, a trakcyjny silnik elektryczny - z kołami napędowymi. W ten sposób zorganizowane są lokomotywy spalinowe, ciężarówki górnicze i nowoczesne hybrydy pasażerskie, na przykład Chevrolet Volt pierwszych generacji.

2. Równoległy. Oba typy silników są mechanicznie połączone z mechanizmem różnicowym, dzięki czemu mogą pracować razem lub osobno. Taki układ umożliwia korzystanie z manualnej skrzyni biegów. Jest on stosowany w samochodach marki Honda.

3. Napęd szeregowo-równoległy, czyli synergiczny. W tym typie silnika rozrusznik i silnik elektryczny są połączone ze sobą i kołami za pomocą przekładni planetarnej. Pozwala to na zmianę stosunku mocy między nimi. Jest on stosowany w samochodach Toyoty, takich jak Prius.

Od niedawna samochody tego typu są jednak częściej klasyfikowane ze względu na rodzaj układu hybrydowego, metodę ładowania oraz interakcję pomiędzy silnikiem spalinowym, elektrycznym i akumulatorem wysokonapięciowym. Jest to nie tyle chwyt marketingowy, co szansa dla przyszłego nabywcy na wybór pojazdu odpowiadającego jego potrzebom. Sama klasyfikacja wygląda więc następująco

HEV (hybrydowy pojazd elektryczny)

Jest to nazwa klasycznego schematu stosowanego w pierwszych produkowanych hybrydach, takich jak Toyota Prius. Akumulatory tych samochodów mogą być ładowane wyłącznie z konwencjonalnego silnika lub poprzez odzyskiwanie energii podczas hamowania. Zewnętrzne ładowanie za pomocą kabla nie jest dostępne. Pojemność akumulatorów jest niewielka, podobnie jak odległość, jaką HEV może pokonać na samym zasilaniu elektrycznym.

W rzeczywistości obejmuje to również FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle). Zasada działania pełnej hybrydy jest podobna do niepełnej hybrydy, ale w niektórych przypadkach takie samochody mają nieco większą baterię, a co za tym idzie, zasięg tylko na energii elektrycznej. W niektórych przypadkach jest to po prostu ładny zestaw słów, który podkreśla, że mamy do czynienia z prawdziwą hybrydą z pełnym zakresem funkcji.

PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle)

«Plug-in hybrid electric vehicle» – jest prawdziwym pośrednikiem między samochodami elektrycznymi a hybrydami. Może być ładowany z gniazdka elektrycznego, zarówno w domu, jak i na stacji, i może być napędzany wyłącznie trakcją elektryczną. Nowoczesne pojazdy PHEV mają dość imponujący zasięg, czasem nawet 90-100 km, i większy akumulator wysokonapięciowy niż pojazdy HEV. Można je również ładować na inne sposoby, w tym z wykorzystaniem rekuperacji.

Podając ich charakterystykę, producenci takich pojazdów zwykle podają bardzo niskie zużycie paliwa (często około 2 litrów/100 km), co z pewnością jest kłamstwem. Podczas jazdy po autostradzie zużycie paliwa przez PHEV jest praktycznie nie do odróżnienia od innych hybryd. Jednocześnie, jeśli używasz takiego samochodu tylko do przemieszczania się od gniazdka do gniazdka, możesz osiągnąć zerowe zużycie węglowodorów.

MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle)

«Mild hybrid» to samochód stworzony na bazie konwencjonalnego samochodu z silnikiem spalinowym z minimalnymi zmianami. Jedyną różnicą jest obecność bardzo małego akumulatora wysokiego napięcia, który zasila rozrusznik/generator połączony paskiem napędowym z kołem pasowym silnika benzynowego lub wysokoprężnego. Ten silnik elektryczny pomaga tylko podczas przyspieszania i uruchamia rozgrzany silnik spalinowy (do rozruchu zimnego silnika służy klasyczny rozrusznik).

Nie ma opcji jazdy elektrycznej, a także zewnętrznego ładowania lub rekuperacji. Generator rozrusznika ładuje akumulator wysokiego napięcia tylko wtedy, gdy pracuje konwencjonalny silnik. Z reguły są one podłączone do oddzielnej sieci, najczęściej o napięciu 48 V. Oprócz nich można do niej podłączyć inne potężne odbiorniki: system klimatyzacji, wzmacniacz układu hamulcowego i/lub kierowniczego.

Oto główne typy dzisiejszych samochodów hybrydowych. Istnieją również EREV (Extended Range Electric Vehicle), pojazdy elektryczne z małymi pomocniczymi silnikami spalinowymi wyłącznie do ładowania akumulatorów, lub FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), które są pojazdami napędzanymi ogniwami paliwowymi, głównie wodorem, ale trudno je nazwać hybrydami.

Jak więc widać, hybrydy są różne. Oznacza to nie tylko różne cechy, ale niestety także różne usterki. Jednak wszystkimi typami samochodów hybrydowych i ich usterkami mogą zająć się specjaliści z STS.Parts, którzy posiadają wieloletnie doświadczenie i cały niezbędny sprzęt do serwisowania zarówno hybryd, jak i pojazdów elektrycznych, a także wszelkich innych typów samochodów.