HEV: Hybrid electric vehicle (Hybrydowy pojazd elektryczny)
Dla doprecyzowania, jaki konkretny rodzaj hybrydy jest wykorzystywany w danym samochodzie, wprowadzono szereg oznaczeń, które najczęściej
funkcjonują w formie skrótów:
HEV, PHEV, mHEV, MicroHybrid.
Napędy hybrydowe różnią się między sobą również pod względem sposobu połączenia silników, spalinowego oraz elektrycznego. Mowa o
hybrydach szeregowych, równoległych oraz mieszanych.
Przykłady:
HEV
Podstawowy typ hybrydy, często nazywany także „pełną hybrydą”.
Jest pojazdem, który może pracować tylko na silniku spalinowym, tylko na silniku elektrycznym lub w kombinacji obu. By cały zestaw działał,
potrzebny jest bak z paliwem i akumulator, który przechowa energię pobraną z silnika spalinowego, bądź odzyskaną z
toczenia i hamowania samochodu.
Jednostka sterująca układem napędowym decyduje, z którego elementu tego układu w danej chwili skorzystać i w jakim
stopniu. Dla chwilowego obniżenia emisji spalin, w hybrydzie tego typu, może być oferowany tryb jazdy
elektrycznej.
Na fotografii: Toyota Prius – samochód osobowy klasy kompaktowej o napędzie hybrydowym Hybrid Synergy Drive - model generacji IV produkowany od 2015r.
Toyota Prius to pełna hybryda mieszana (szeregowo-równoległa).
PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle (Hybrydowy pojazd elektryczny typu plug-in)
Kolejnym rozwinięciem układu hybrydowego jest bardziej zaawansowane rozwiązanie zbliżające go już do napędu elektrycznego.
Jak sama nazwa wskazuje, hybrydy
(plug-in) można podłączyć do zewnętrznych źródeł energii, na przykład domowego gniazdka
bądź stacji szybkiego ładowania. Pojazdy hybrydowe tego typu posiadają większe akumulatory, które pozwalają już na przejechanie
odległości rzędu 30-50 km bez uruchamiania silnika spalinowego. W założeniu konstruktorów wystarczy to do codziennej podróży do
pracy lub szkoły bez zużycia paliwa bądź emitowania spalin. Silnik benzynowy jest w tym założeniu uruchamiany tylko poza miastem,
na dłuższych trasach.
Na fotografii: BMW 530E HYBRID SEDAN Z TECHNOLOGIĄ EDRIVE –
Główne elementy napędu to czterocylindrowy silnik benzynowy o mocy 135 kW (184KM) z technologią BMW TwinPower Turbo,
silnik elektryczny o mocy 83 kW (112KM) i wysokonapięciowy akumulator litowo-jonowy o mocy 9,2 kWh. W przypadku zasilania
wyłącznie energią elektryczną pojazd ma zasięg do 43 km (zgodnie z testami NEDC) i maksymalną prędkość maksymalną 140 km / h.
Na fotografii: BMW i8 – samochód sportowy o napędzie hybrydowym
Silnik elektryczny pojazdu wraz z przekładnią i układami przekształcania mocy został umieszczony
blisko elektrycznie napędzanej osi przedniej. Z tyłu umieszczono doładowany silnik benzynowy z przekładnią i skierowano
jego moc na tył. Akumulator litowo-jonowy jest położony centralnie i umieszczony w aluminiowej obudowie. Silnik spalinowy o
pojemności 1,5 litra wyposażono w technologię TwinPower Turbo, dzięki czemu dysponuje mocą 231 KM i 320 Nm maksymalnego
momentu obrotowego. Silnik elektryczny o mocy 131 KM i także 320 Nm momentu obrotowego. Łączna moc pojazdu wynosi 362 KM
oraz 570 Nm.
mHEV: Mild Hybrid Electric Vehicle (Łagodny układ hybrydowy)
Korzyści wynikające z zastosowania prostszego i tańszego układu hybrydowego, są nie do przecenienia: przy stosunkowo
niedrogim i łatwym do wyprodukowania rozwiązaniu można uzyskać obniżenie zużycie paliwa i emisji spalin na poziomie 10-15%.
Napęd tego typu złożony jest z silnika spalinowego oraz połączonej bezpośrednio z nim, mniejszej niż w przypadku
pełnej hybrydy, jednostki elektrycznej. Najczęściej jej rola jest ograniczona wyłącznie do pełnienia obowiązków
rozrusznika i alternatora. Generowana w ten sposób energia elektryczna może być wykorzystywana przez pokładowe
urządzenia lub co najwyżej częściowego wspierania silnika spalinowego. Sam silnik elektryczny jest w tym układzie
zbyt słaby, by całkowicie przejąć zadanie rozpędzania samochodu.
Mimo ograniczonej funkcjonalności, miękkie hybrydy mają swoje zalety. To stosunkowo prosty, a skuteczny sposób na
zwiększenie wydajności samochodu i poprawę ochrony środowiska. Dlatego też na rynku pojawiają się rozwiązania
rozwijające dalej tę ideę; można spotkać je, pod nazwą mHEV+, która wskazuje na większą rolę silnika
elektrycznego, wynikającą z obecności większego akumulatora.
Silnik elektryczny występujący w roli rozrusznika i alternatora może być stosowany także w pełnej hybrydzie jako kolejne
wsparcie dla wydajności całego zespołu.
Na fotografii: Dodge RAM – eTorque to łagodna hybryda opracowana przez Chryslera, producent zastępuje alternator
generatorem, który może pełnić funkcje silnika elektrycznego. Układ napędowy RAM opiera się teraz na systemie 48-woltowym i zapewnia szybszy start, jak
również hamowanie regeneracyjne. Oprócz lepszej ekonomiki, system zapewnia dodatkowy moment obrotowy, kiedy jest najbardziej potrzebny - podczas uruchamiania
oraz przy większym obciążeniu układu napędowego.
MicroHybrid: Pojazd z systemem obniżającym emisję (System Start - Stop)
W przypadku mikrohybryd silnik elektryczny nie jest wykorzystywany do napędzania samochodu.
System Start-Stop
W samochodach system start-stop lub system stop-start automatycznie wyłącza i uruchamia ponownie silnik spalinowy, aby
zmniejszyć czas pracy silnika na biegu jałowym, zmniejszając w ten sposób zużycie paliwa i emisję spalin. Jest to
najkorzystniejsze dla pojazdów, które spędzają znaczną ilość czasu, czekając na światłach lub często zatrzymują się w korkach.
Technologia Start-Stop może stać się bardziej powszechna, ponieważ obniża emisję CO2 od 8 do 10%.
Na uwagę zasługuje zaawansowany system Start-Stop+, którego funkcjonalność została wzbogacona o akumulację energii hamowania (proces rekuperacji)
oraz alternator ograniczający ładowanie akumulatora w momencie przyspieszania, jak również inne układy ograniczające zużycie paliwa.
Systemy Start Stop wymagają specjalnie skonstruowanych akumulatorów:
- EFB oznacza „Enhanced Flooded Battery“, akumulator kwasowo ołowiowy o wydłużonej żywotności.
- AGM „Absorbent Glass Mat“, wyposażony w separatory z włókna szklanego
Na fotografii: Elementy systemu Start-Stop Firmy Valeo oraz Opla
