Jak działa auto hybrydowe? Rodzaje samochodów hybrydowych i ich podział

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.

Miękka hybryda, czyli ile musisz dopłacić, żeby… NIC nie oszczędzić

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.

ADAS – co to jest? Wszystko co musisz wiedzieć o tym systemie

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.

Co oznaczają skróty mHEV, HEV, PHEV i BEV?

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.

Miękka hybryda MHEV – co to takiego i jak wpływa na zużycie paliwa?

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