Jak działa auto hybrydowe? Rodzaje samochodów hybrydowych i ich podział
Samochody hybrydowe już dawno zawitały na polskie drogi. Niemal zawsze, kiedy mówimy o tym rodzaju pojazdów, ograniczamy się tylko do słowa „hybryda”. Jest to bardzo ogólne stwierdzenie, a hybryda hybrydzie nie równa. W rzeczywistości wyróżnia się kilka rodzajów hybryd, a każda z nich działa inaczej.
Kiedy poprosimy kogoś, aby podał nam definicję samochodu hybrydowego, to większość osób odpowie, że jest to pojazd, który do napędu wykorzystuje silnik spalinowy i silnik elektryczny. Jednak ta definicja jest bardzo ogólna, ponieważ w zależności od stopnia zaawansowania i sposobu połączenia ze sobą silnika spalinowego oraz elektrycznego wyróżnia się kilka rodzajów hybryd. Patrząc pod kątem stopnia zaawansowania można wymienić miękką hybrydę, pełną hybrydę oraz plug-in.
Miękka hybryda i mikrohybryda (mHEV) – co to?
W tego rodzaju hybrydach silnik elektryczny nie jest w stanie napędzać pojazdu. Pełni on rolę alternatora i rozrusznika. W dodatku potrafi odzyskiwać energię podczas hamowania, dzięki czemu ładuje akumulator, zasila pokładowe urządzenia elektryczne oraz wspomaga silnik spalinowy podczas jazdy. Często miękka hybryda bywa mylona z mikrohybrydą lub te sformułowania stosuje się zamiennie, ale w rzeczywistości jest kilka różnic pomiędzy nimi. Główna różnica polega na tym, że miękka hybryda może wspomóc jednostkę spalinową krótkotrwałym zastrzykiem mocy, a mikrohybryda tego nie może.
Pełna hybryda (HEV) – jak działa?
W HEV silnik elektryczny jest już w stanie napędzać pojazd oraz wspomagać silnik spalinowy. Jednostka nie może być ładowana z zewnętrznych źródeł, tak więc potrzebną energię pozyskuje z pracy jednostki spalinowej oraz podczas hamowania. Niestety HEV sprawdza się najlepiej tylko w mieście, ponieważ jazda przy użyciu samej jednostki elektrycznej jest możliwa tylko przy niskich prędkościach oraz zasięg jest bardzo niewielki. Przy wyższych prędkościach HEV nie przynosi istotnych korzyści.
Hybryda plug-in (PHEV) – co to?
Jednostka elektryczna w tym rodzaju hybryd również może sama napędzać samochód, a w dodatku może pokonywać większe odległości. Zawdzięcza to wbudowanemu większemu akumulatorowi, który w tym przypadku może być ładowany z zewnętrznych źródeł. Energię pobiera również z pracy silnika oraz podczas hamowania.
Inny podział samochodów hybrydowych
Oprócz podziału hybryd ze względu na ich poziom zaawansowania, możemy podzielić je jeszcze ze względu na sposób połączenia silnika spalinowego z silnikiem elektrycznym. Według tego kryterium możemy wyróżnić kolejne trzy rodzaje samochodów hybrydowych.
Hybrydy szeregowe – co to?
Na pierwszy ogień weźmiemy hybrydy szeregowe. W tym przypadku silnik spalinowy nie jest połączony mechanicznie z kołami napędowymi. Jego funkcją jest tzw. range extender, czyli napędzanie generatora prądu elektrycznego. Prąd wytworzony w ten sposób wykorzystywany jest przez silnik elektryczny, który odpowiada za napędzanie samochodu. W tym celu stosuje się dwie jednostki elektryczne. Jedna odpowiada za napędzanie samochodu, a druga pełni funkcję generatora prądu.
Kiedy akumulatory są naładowane to silnik spalinowy nie pracuje, ale kiedy prąd się wyczerpie to jednostka się uruchamia i napędza generator prądotwórczy. Dzięki takiemu połączeniu nie musimy zatrzymywać pojazdu, aby naładować go stacjonarnie. Oczywiście, jeśli chcemy to możemy się zatrzymać i naładować samochód za pomocą kabelka.
Najważniejszą zaletą hybryd szeregowych jest możliwość jazdy tylko w trybie elektrycznym. Nie pracujący wtedy silnik spalinowy pozwala zaoszczędzić paliwo i nie wytwarza spalin.
Hybrydy równoległe – jak działają?
W tym rozwiązaniu silnik spalinowy pełni główną rolę w napędzaniu pojazdu, a jednostka elektryczna pełni funkcję pomocniczą. W przypadku hybryd równoległych wyróżnia się napęd hybrydowy o jednym sprzęgle, dwóch sprzęgłach oraz rozdzielonych osiach.
W równoległym napędzie hybrydowym o jednym sprzęgle silnik elektryczny i spalinowy są połączone ze sobą na stałe. W takiej sytuacji nie ma możliwości niezależnej pracy jednostek, przez co poruszanie się wykorzystując tylko jednostkę elektryczną jest możliwe przy niskiej prędkości.
Natomiast w równoległym napędzie hybrydowym o dwóch sprzęgłach jednostka spalinowa i elektryczna nie są ze sobą połączone na stałe. Pomiędzy nimi zastosowano sprzęgło, które sprawia, że jednostki mogą pracować niezależnie, dzięki czemu istnieje możliwość jazdy tylko w trybie elektrycznym bez wprawiania w ruch wału korbowego. Jednak moc silnika elektrycznego jest ograniczona, aby część mocy była w zapasie i była zawsze gotowa do uruchomienia silnika spalinowego.
Ostatni rodzaj, czyli równoległy napęd hybrydowy o rozdzielonych osiach polega na tym, że jednostka spalinowa i elektryczna nie są ze sobą połączone mechanicznie. W tym przypadku jednostka spalinowa napędza koła przedniej osi, a jednostka elektryczna koła osi tylnej. W ten sposób mamy pojazd z napędem na obydwie osie i możliwość rozdzielnia mocy w różnych proporcjach. W tym rozwiązaniu wymagany jest dodatkowy element pełniący rolę rozrusznika silnika spalinowego z tego względu, że podczas postoju silnik elektryczny nie może pełnić roli rozrusznika i alternatora.
Hybrydy mieszane – co to?
Jak sama nazwa wskazuje jest to wymieszanie napędu szeregowego i równoległego. Tego typu konstrukcja charakteryzuje się rozdzieleniem mocy jednostki spalinowej i szeregowo-równoległym układem współpracujących elementów. W hybrydach mieszanych silnik spalinowy współpracuje z dwoma jednostkami elektrycznymi. Jednak najważniejszą częścią jest przekładnia planetarna, w której moc silnika spalinowego jest rozdzielona na moc elektryczną i mechaniczną z możliwością przenoszenia jej bezpośrednio na koła napędowe.
W zależności od sytuacji jedna z jednostek elektrycznych napędza auto, wspomaga silnik spalinowy lub odzyskuje energię podczas hamownia. Z kolei druga może bezpośrednio napędzać pierwszą jednostkę lub ładować akumulatory. Dodatkowo odpowiada jeszcze za uruchamianie jednostki spalinowej, czyli pełni rolę rozrusznika.
Źródło: Skoda-auto.pl
Najnowsze
-
Volvo ES90 – 700 km zasięgu w elektryku dzięki polskim innowacjom! Co jeszcze stworzyli eksperci z Volvo Tech Hub w Krakowie?
Volvo Cars Tech Hub w Krakowie obchodzi drugą rocznicę działalności. Firma chwali się, że to właśnie tam powstały kluczowe technologie dla nowego elektrycznego sedana ES90. Ale czy rzeczywiście polscy inżynierowie mieli tak duży wpływ na ten samochód? Przyjrzyjmy się faktom. -
Kto buduje polskie drogi? Firmy z UE i… Chin. Kto jeszcze zarabia miliardy i czy zdąży do 2030 roku?
-
Nowa Mazda6e – czy elektryk z duszą sportowego sedana podbije rynek?
-
Polskie warsztaty na skraju bankructwa? Długi sięgają 458 mln zł, a wiarygodność płatnicza spada
-
Elektryczny SUV – sprawdź model EX90 od szwedzkiej marki Volvo
