Auta hybrydowe – co to takiego?
Samochody hybrydowe to pojazdy, w których połączono konwencjonalną jednostkę spalinową (najczęściej benzynową) z silnikiem elektrycznym. Hybryda nie musi być podłączana do sieci elektrycznej, ponieważ układ sam się ładuje. Dodatkowo, podtrzymuje naładowanie akumulatora optymalne dla warunków jazdy panujących w danej chwili. W autach hybrydowych silnik spalinowy ma w założeniu działać jedynie do momentu naładowania ogniw elektrycznych oraz w czasie dłuższego, jednostajnego ruchu.
Celem hybrydy jest wykorzystanie najlepszych elementów różnych technologii do redukcji zużycia paliwa. Wartością dodaną takiej fuzji jest osiągnięcie wyższej całkowitej mocy jednostki napędowej. Najlepszym tego potwierdzeniem jest fakt, że silniki hybrydowe są często sercem
Przekładnia planetarna – skrzynia biegów w autach hybrydowych
Napęd hybrydowy eliminuje mankamenty silników spalinowych. Jednym z najważniejszych jest możliwość efektywnej pracy w relatywnie małym zakresie obrotów. Z tego względu w silnikach spalinowych konieczne jest stosowanie dodatkowych urządzeń, jak skrzynia biegów i sprzęgło, które pozwalają na ruszanie z miejsca, przyspieszanie oraz osiąganie dużych prędkości. Nawet pomimo montażu wielobiegowej przekładni silnik spalinowy jest zmuszony do pracy w nieoptymalnym zakresie parametrów. Efektem są doskonale widoczne chmury dymu wytwarzane podczas przyspieszania przez nadmiernie obciążone silniki wysokoprężne. Napęd spalinowo-elektryczny pozwala znacząco złagodzić lub całkowicie wyeliminować te niedogodności.
Ważnym elementem układu hybrydowego jest przekładnia planetarna. Łączy ona generator oraz oba silniki. Zadaniem przekładni planetarnej jest podział prędkości obrotowej jednostki spalinowej w taki sposób, aby jej równe części otrzymały koła oraz generator. Cały system bardzo przypomina bezstopniową skrzynię biegów. Sumuje momenty obrotowe obu jednostek napędowych. Całością układu zarządza moduł elektroniczny. Dzięki temu kierowca nie musi kontrolować, czy momenty obrotowe dzielą się równomiernie.
Kiedy powstały pierwsze samochody hybrydowe?
Pierwszy na świecie samochód hybrydowy został zaprezentowany w 1900 roku przez Ferdynanda Porsche. Lohner-Porsche Mixte Hybrid sprzedał się na całym świecie w liczbie 300 egzemplarzy. Prawdziwy początek ery aut hybrydowych datowany jest na 1997 rok, kiedy na japońskim rynku pojawiła się Toyota Prius. Dwa lata później miała miejsce premiera Hondy Insight. Początkowo hybrydy były postrzegane jedynie w formie ciekawostki. Szczególnie dla osób zaangażowanych w ochronę środowiska naturalnego. Ze względu na niskie ceny benzyny auta hybrydowe nie stanowiły konkurencji dla pojazdów spalinowych. Sytuacja uległa zmianie dokładnie 10 lat później, kiedy drastycznie wzrosły ceny ropy na rynku. W 1998 roku koszt jednej baryłki wynosił 18,72 USD, aby w 2011 roku osiągnąć rekordowe 118,71 USD.
Do października 2014 roku na całym świecie sprzedano blisko 9 milionów aut hybrydowych. W większości były to modele produkowane przez Toyotę (7 mln egzemplarzy). Druga w zestawieniu Honda, w tym samym okresie sprzedała zaledwie 1,35 mln egzemplarzy. Według danych Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów ACEA
Jakie są rodzaje hybryd?
Auta hybrydowe są wyposażone w silnik spalinowy oraz jeden lub kilka silników elektrycznych. Ze względu na różnice w budowie jednostki napędowej hybrydy dzielimy na trzy rodzaje:
- miękkie hybrydy, czyli mild hybrid lub mHEV,
- pełne hybrydy, czyli full hybrid lub HEV,
- hybrydy plug-in, czyli PHEV
W miękkich hybrydach silnik elektryczny pełni funkcję rozrusznika i alternatora. Nie może samodzielnie napędzać pojazdu. Potrafi jednak odzyskiwać energię podczas hamowania, aby następnie wykorzystać ją do zasilania urządzeń elektrycznych w pojeździe oraz wspomagać silnik spalinowy podczas jazdy. To w prosty sposób przekłada się na obniżenie zużycia paliwa. Silnik elektryczny w autach typu mild hybrid pozwala także na:
- wcześniejszą aktywację systemu Start-Stop,
- żeglowanie, czyli chwilową jazdę ze stałą prędkością przy wyłączonym silniku spalinowym,
- łatwiejszy rozruch jednostki napędowej.
Dużą zaletą układu mHEV są relatywnie niskie koszty, które nie wpływają w odczuwalny sposób na cenę pojazdu. W rankingach samochodów hybrydowych mild hybrid pojawiają s
- Ford Puma Ecoboost Hybrid,
- Mazda CX-30,
- Peugeot 308,
- Volvo XC90,
- Mercedes C200
Samochody hybrydowe HEV (pełne hybrydy) są wyposażone w silnik elektryczny, którego zadaniem jest wspomaganie jednostki spalinowej podczas przyspieszania. Na krótkich odcinkach przy małej prędkości może on także samodzielnie napędzać pojazd. Auta hybrydowe HEV nie mogą być ładowane z zewnętrznego źródła zasilania. Energia gromadzona w akumulatorze jest pozyskiwana podczas pracy jednostki spalinowej oraz w trakcie zwalniania i hamowania. Silnik elektryczny zwiększa osiągi samochodu przez zapewnienie dodatkowego momentu obrotowego. Oprócz tego umożliwia rzadszą i mniej intensywną pracę jednostki spalinowej, co obniża zużycie paliwa.
- Ford S-MAX HEV,
- Hyundai Santa Fe HEV,
- Ford Kuga Full Hybrid.
Hybrydy plug-in (PHEV), to kategoria obejmująca samochody wyposażone w dodatkowy akumulator wysokonapięciowy o dużej pojemności. Co najważniejsze, bateria ma możliwość ładowania z gniazdka. Energia zgromadzona w akumulatorze pozwala przejechać wyłącznie na silniku elektrycznym nawet kilkadziesiąt kilometrów trasy, bez konieczności ładowania. Samochody hybrydowe plug-in pozwalają na codzienne dojazdy do pracy wyłącznie w trybie elektrycznym. Dodatkowym atutem jest w tym przypadku bardzo niski poziom hałasu. Akumulator jest mniejszy niż w konwencjonalnym samochodzie na prąd, dlatego jego ładowanie trwa krócej. Najpopularniejsze hybrydy plug-in to m.in.:
- Volvo XC40 T5 Recharge,
- Citroen C5 Aircross Hybrid,
- Mercedes A250e,
- Peugeot 3008 Hybrid,
- Mazda CX-60 PHEV.
Silniki hybrydowe – jakie rodzaje wyróżniamy?
Poza przedstawionym wyżej podziałem istnieje jeszcze klasyfikacja silników hybrydowych pod względem sposobu połączenia jednostki spalinowej z elektryczną. W jej ramach występuje:
- Szeregowy silnik hybrydowy, czyli układ uzupełniony akumulatorem gromadzącym nadmiar energii. Jego rolą jest wspomaganie pracy generatora przy większym obciążeniu podczas ruszania, gwałtownego przyspieszania oraz jazdy pod górę. W układzie szeregowym silnik elektryczny daje maksymalny moment obrotowy od początku ruszania. To zapewnia płynną i dynamiczną jazdę oraz pracę jednostki spalinowej w optymalnym zakresie parametrów. Mankamentem tego rozwiązania są straty energii wytworzonej przez silnik hybrydowy spowodowane koniecznością jej dwukrotnej zamiany – z mechanicznej na elektryczną w generatorze oraz z elektrycznej na mechaniczną w silniku elektrycznym.
- Równoległy silnik hybrydowy to układ, w którym jednostka spalinowa jest mechanicznie połączona z kołami. Stanowi zatem główne źródło napędu. Silnik elektryczny wspomaga jednostkę spalinową, kiedy potrzebny jest duży moment obrotowy (przyspieszanie, ruszanie pod górę). Hybryda równoległa zapewnia lepszą dynamikę jazdy nawet przy mniejszym silniku spalinowym. Ponadto stwarza lepsze warunki pracy jednostki napędowej i obniża zużycie paliwa. Pewną niedogodnością tego układu jest konieczność zastosowania elementów konwencjonalnego napędu (skrzynia biegów) oraz niemożność poruszania się wyłącznie na silniku elektrycznym.
- Szeregowo-równoległy silnik hybrydowy, nazywany także pełną hybrydą, jest układem łączącym oba powyższe rozwiązania. To znaczy, że silnik spalinowy jest połączony mechanicznie z kołami i może być źródłem ich napędu, ale wcale nie musi. Koła mogą być równie dobrze napędzane przez silnik elektryczny, który jest zasilany energią z generatora lub akumulatora połączonego z silnikiem spalinowym. Takie rozwiązanie pozwala uzyskać wysoką sprawność całego układu oraz jego niezawodność przy jednoczesnym zachowaniu prostej konstrukcji.
Największe zalety aut z napędem hybrydowym
Ekologia i oszczędność – te dwa atuty najczęściej wymieniają zwolennicy samochodów hybrydowych. Warto zdecydować się na hybrydę, ponieważ jest to:
- auto idealne do jazdy po mieście. Silnik elektryczny odzyskuje energię podczas hamowania i wykorzystuje ją do dalszej jazdy, co znacząco ogranicza spalanie szczególnie podczas ruszania,
- auto ekologiczne, które emituje znacznie mniejszą ilość szkodliwych gazów do atmosfery i przyczynia się do walki ze smogiem,
- auto o dużym zasięgu, które obecnie może pokonać nawet kilkadziesiąt kilometrów na samym silniku elektrycznym,
- auto, które emituje zdecydowanie mniejszy hałas w porównaniu do samochodów spalinowych,
- auto o specjalnych przywilejach, które może poruszać się po strefach niedostępnych dla tradycyjnych pojazdów.
Nie wszystkie opinie o autach hybrydowych są jednoznacznie pozytywne. Część osób podkreśla dosyć wysokie ceny tych pojazdów. Najlepsze samochody hybrydowe to duże obciążenie dla budżetu. Dlatego warto pomyśleć o alternatywnych źródłach finansowania. Atrakcyjnym rozwiązaniem może być leasing lub wynajem długoterminowy samochodu hybrydowego w iBemo. Zespół profesjonalnych doradców pomoże wybrać dla Ciebie najlepszy model. Przygotujemy prezentację video i odpowiemy na wszystkie Twoje pytania. Przedstawimy atrakcyjną formę finansowania i elastyczny pakiet usług serwisowych. Zapewniamy przejrzystość całego procesu i kompleksową opiekę przez cały okres umowy. Tobie pozostanie się cieszyć z komfortu podróżowania nowym, ekologicznym i oszczędnym autem hybrydowym.
