Samochody hybrydowe napędzane dwoma różnymi rodzajami silników komplikują temat znany od lat – mocy maksymalnej. Dlaczego 2+2 w tym przypadku nie równa się 4? Jak należy rozumieć moc systemową hybrydy?
Każdy silnik ma swój przebieg momentu obrotowego, z którego w funkcji obrotów wynika bezpośrednio moc. W największych z możliwych uproszczeń moc to nic innego jak wartość momentu obrotowego pomnożona przez obroty, przy jakich występuje. Oczywiście wynik ten należy jeszcze podzielić przez współczynnik zamieniający go w znane jednostki kW lub KM. Nie mniej jednak, im wyższy moment obrotowy przy wyższych obrotach, tym wyższa moc.
To samo dotyczy tak silników spalinowych jak i elektrycznych. Różnica jednak polega na tym, że silniki spalinowe maksimum momentu obrotowego uzyskują przy obrotach rzędu 1500-2500 (turbodoładowane) lub 3000-4500 (wolnossące). Przebieg momentu w funkcji obrotów jest dość płaski, zatem różnica pomiędzy wartością momentu przy 2000 i przy 5000 obrotach nie jest duża.
Zupełnie inaczej wygląda przebieg momentu obrotowego silnika elektrycznego. Maksimum jest osiągane już przy najniższych obrotach, prawie od zera, natomiast tam gdzie w silniku spalinowym z turbodoładowaniem pojawia się maksimum, tam w silniku elektrycznym moment gwałtownie spada. Popatrzcie jak to wygląda na prostym wykresie:
To też sprawia, że moc maksymalna dla każdego z tych silników przypada na inną wartość obrotów. W naszym przypadku dla silnika elektrycznego są to obroty 2500, natomiast dla spalinowego 5000. Jako że cały napęd nie może mieć dwóch różnych prędkości obrotowych w danej chwili, to też nie można dodawać do siebie obu tych wartości – w naszym przypadku 42+70. W ten sposób można policzyć jedynie moc sumaryczną, która w praktyce o niczym nas nie informuje.
Znacznie ważniejsza jest moc systemowa, której nie da się policzyć nie dysponując wykresem mocy obu silników. Moc systemowa jest bowiem najwyższą sumą mocy obu jednostek, ale dla jednej wartości obrotów. W naszym przykładowym układzie hybrydowym maksymalna moc systemowa to 102 przypadająca na obroty 5000. Zatem niższa o 10 od mocy sumarycznej.
Dane techniczne – jak je czytać?
Weźmy jako przykład, typowy samochód hybrydowy jakim jest Hyundai Ioniq Hybrid. Otwierając cennik z danymi technicznymi dowiadujemy się następujących rzeczy na temat mocy i momentu obrotowego:
- moc maks. silnika spalinowego: 105 KM przy 5700 obr./min
- maks. moment obrotowy silnika spalinowego: 147 Nm przy 4000 obr./min
- moc maks. silnika elektrycznego: 43,5 KM
- maks. moment obrotowy silnika elektrycznego: 170 Nm
- moc napędu hybrydowego: 141 KM
- moment obrotowy napędu hybrydowego: 265 Nm (na 1 biegu) / 235 Nm (na biegach 2-6)
Dwie pierwsze informacje są dokładnie tym samym co w przypadku klasycznego auta spalinowego. Są to bowiem wartości dotyczące wyłącznie silnika benzynowego. Dwie kolejne dotyczą silnika elektrycznego. Z tych czterech informacji przydatną jest czwarta, która mówi o tym, że startując z miejsca mamy do dyspozycji przynajmniej 170 Nm. Przyda się również pierwsza, która określa jakich obrotów nie warto przekraczać podczas przyspieszania. Z kolei druga określa wartość obrotów, do których samochód powinien mieć najlepsze przyspieszenie, ponieważ do 4000 obr./min spada moment w silniku elektrycznym i rośnie w spalinowym, zatem właśnie w tym przedziale będą najwyższe wartości sumaryczne.
Dwie ostatnie informacje dotyczą maksymalnych wartości systemowych, ale producent nie podaje obrotów. Jak wynika z ostatniej informacji, w przypadku Hyundaia Ioniq inny moment generuje silnik elektryczny na pierwszym niż na pozostałych biegach.
Podobnie jak w naszym hipotetycznym przykładzie, również i tu maksymalna moc obu silników nie jest równa mocy sumarycznej: 105+43,5 nie równa się 141 KM. Dlatego też nie ma najmniejszego sensu dodawanie mocy maksymalnych w hybrydach. Najważniejszą informacją dla kierowcy wbrew pozorom nie jest jednak moc systemowa, ale obroty, przy których występuje maksimum momentu silnika spalinowego. Ta wartość wyznacza bowiem przedział, w którym nie tylko samochód jest najbardziej dynamiczny, ale i najbardziej wydajny, czyli ekonomiczny.
