Ponieważ w folderach reklamowych i reklamach telewizyjnych jesteśmy atakowani hasłami o „hybrydach Plug in”, „samoładujących hybrydach elektrycznych”, „hybrydach Mild” itd. postanowiliśmy przygotować kompendium wiedzy w tym zakresie, aby przybliżyć ten temat.
Samoładująca Hybryda Elektryczna
Wprawdzie reklama jednej z firm zachwala produkty koncernu jako „Samoładująca Hybryda Elektryczna”, ale na chwilę obecną każda hybryda jest elektryczna i samoładująca. Obecnie hybryda to kompilacja silnika elektrycznego i silnika spalinowego. „Hybryda pneumatyczna” była zapowiadana kilka lat temu przez firmę Citroen, ale sprawa jej wdrożenia do produkcji ucichła. Każda hybryda jest „samoładująca”, gdyż w odpowiednich warunkach następuje ładowanie baterii akumulatorowych. Nawet jeżeli jest to wersja ładowana z gniazdka, czyli plug in, to po wyczerpaniu energii doładowanej z zewnątrz, model staje się normalną, klasyczną hybrydą
Film KIA o hybrydach – https://youtu.be/IbWxZmDsA5s
Klasyczna hybryda
Technologia ta zakłada, że mamy dwa napędy: spalinowy i elektryczny, połączone przekładnią planetarną, a o tym jaki układ napędowy przekazuje moment na koła decyduje „elektroniczna inteligencja”. W efekcie kierowca nie ma możliwości wyboru rodzaju napędu. To czujniki elektroniczne badające systemy ruchu decydują jaki układ napędza koła. W tym wypadku akumulator w układzie hybrydowym jest stosunkowo niewielki i jest on na bieżąco doładowywany w przypadku rekuperacji i rozładowywany zasilając silnik elektryczny. Na samym silniku elektrycznym możemy w klasycznej hybrydzie przejechać poniżej 2 km, ale tylko „tocząc się” z niewielkimi prędkościami.
Hybryda Plug in
Dzięki współpracy silnika benzynowego i silników elektrycznych oraz dzięki pojemnym bateriom hybrydowym, klienci zyskują w modelu plug in dwa samochody w jednym: auto dysponuje w pełni hybrydowym układem napędowym, ale także daje możliwość całkowitego przełączenia na tryb elektryczny. W tym wypadku baterie elektryczne są już bowiem na tyle duże, że możemy jechać bez używania silnika spalinowego. Niestety układ nie może w pełni naładować baterii podczas jazdy i baterie doładowywane są ze źródeł zewnętrznych. Warto jednak podkreślić, że gdy baterie się „rozładują” i nie możemy jechać wersją elektryczną, mamy jazdę klasyczną hybrydą, gdyż układ doładowuje baterie podczas rekuperacji i wykorzystuje silnik elektryczny (bateria jest za duża i nie ma możliwości jej znacznie doładować, ale tylko tyle aby jechać jako hybryda).
Typowym rozwiązaniem tego typu jest m.in. Opel Grandland X Hybrid, wyposażony w turbodoładowany silnik benzynowy 1.6 o mocy 180 KM, silnik elektryczny o mocy 110 KM, oraz akumulator litowo-jonowy o pojemności 13,2 kWh. Silnik elektryczny jest sprzężony ze sterowaną elektrycznie ośmiobiegową przekładnią automatyczną.
Silnik spalinowy jest wykorzystywany głównie przy średnich i dużych prędkościach jazdy, natomiast w czasie jazdy z niską oraz średnią i zmienną prędkością napęd zapewnia elektryczna część układu.
W trybie elektrycznym ten samochód hybrydowy może przejechać do 59 km.
Oferowany jest także Grandlanda X Hybrid4, z napędem na obie osie, w którym zastosowano silnik benzynowy 1,6 200 KM oraz układ dwóch silników elektrycznych: przód – 110 KM; tył – 113 KM. Przedni silnik elektryczny jest sprzężony ze sterowaną elektrycznie ośmiobiegową przekładnią automatyczną. Drugi silnik elektryczny, inwerter i mechanizm różnicowy są zintegrowane z napędzaną elektrycznie tylną osią, zapewniając napęd na wszystkie koła załączany na żądanie „elektronicznej inteligencji”.
System Mild Hybrid, czyli miękka hybryda
Teoretycznie Mild Hybrid oznacza odzyskiwanie energii kinetycznej w trakcie hamowania, która jest magazynowana w niewielkiej baterii litowo-jonowej i służy do zasilania elektrycznych urządzeń pokładowych. Faktycznie jest to jednak także “wsparcie” silnika spalinowego, silnikiem elektrycznym. Napęd hybrydowy typu mild hybrid wyposażony jest w alternator zespolony z rozrusznikiem (ISG, z ang.: Integrated Starter Generator), który wspiera pracę silnika podczas przyspieszania oraz odzyskuje energię z hamowania. Korzystając z energii odzyskanej z hamowania, funkcja silnika elektrycznego w ISG ponosi wydajność paliwową, wspomagając silnik poprzez dostarczenie dodatkowej energii w miejsce paliwa, które potrzebne jest w takich sytuacjach jak ruszanie z postoju czy silne przyspieszanie. Dzięki zastosowaniu startowego pasa napędowego w ISG, ponowne włączenie silnika po automatycznym zatrzymaniu jego pracy przez system Engine Auto Start Stop jest bardziej płynne i ciche w porównaniu z konwencjonalnym rozrusznikiem.
Aktualnie wiele hybryd stosuje układy zmniejszania prędkości pedałem przyspieszenia, który reklamowano w elektrycznym Nissanie Leaf jako e-pedal.
W celu dalszej poprawy efektywności w modelach zastosowano bowiem układ hamowania regeneracyjnego, który odzyskuje energię wytwarzaną zarówno w czasie hamowania ale także podczas wytracania prędkości. W konwencjonalnym układzie hamulcowym energia mechaniczna powstająca wskutek tarcia przy hamowaniu jest tracona jako ciepło. W hybrydzie -dzięki zamianie nadwyżki energii kinetycznej w energię elektryczną, zużywaną natychmiast lub magazynowaną w akumulatorze- możliwy jest przejazd w mieście ok 50% trasy z wyłączonym silnikiem spalinowym, a napęd jest realizowany silnikiem elektrycznym zasilanym „odzyskaną energią”.
W przypadku, gdy każde ściągnięcie nogi z pedału przyspieszenia od razu powoduje magazynowanie energii w akumulatorze, zasięg jazdy wyłącznie na zasilaniu elektrycznym można zwiększyć średnio o 10 procent.