Što je hibridni automobil? Vrste, sheme i kako rade

Hibridni automobil kombinuje motor s unutrašnjim sagorijevanjem (MUS) s električnim motorom, što rezultira manjom potrošnjom goriva i smanjenim ispušnim emisijama. Što je hibridni sistem efikasniji, to su mu potrebne snažnije baterije — a samim tim i viša cijena. Evo svega što trebate znati o tome kako hibridni automobili rade i što ih razlikuje.

Blagi hibrid nasuprot punom hibridu: U čemu je razlika?

Ovisno o ulozi elektromotora u pogonskom sistemu, hibridi se dijele u dvije glavne kategorije: blage i pune.

• Blagi hibridi koriste elektromotor kao pomoćni pogon motoru s unutrašnjim sagorijevanjem. Poznat primjer je hečbek Honda Insight. Elektromotor pomaže pri ubrzavanju, ali ne može samostalno pokretati automobil.
• Puni hibridi mogu prijeći određenu udaljenost koristeći samo električnu energiju, bez rada MUS-a. Lexus RX 400h je klasičan primjer ovog tipa.

Postoji i treća, labavo definisana kategorija koja se ponekad naziva mikrohibridi — marketinški termin koji se koristi za vozila sa sistemom start/stop. Međutim, ovo je u suštini samo napredni generator, a ne pravi hibridni sistem, jer nijedan elektromotor ne prenosi okretni moment na kotače.

3 glavne sheme hibridnog pogonskog sistema

Hibridni pogonski sistemi dolaze u tri osnovne konfiguracije: serijsku, paralelnu i serijsko-paralelnu. Svaka ima posebne karakteristike, prednosti i tipične slučajeve upotrebe.

1. Serijski hibrid

Serijski hibrid je najstarija konfiguracija, koju je izumio Ferdinand Porsche 1899. godine. U ovoj shemi:

• Kotači su u potpunosti pokretani električnim motorom.
• MUS malog radnog volumena okreće generator za proizvodnju električne energije — nikada direktno ne pokreće kotače.
• Nije potreban tradicionalni mjenjač niti visokoučinski motor s unutrašnjim sagorijevanjem.
• Potrebne su baterije velikog kapaciteta (obično nikal-metal-hidridne).

Ova shema je danas manje zastupljena u putničkim automobilima, ali se široko koristi u kamenolomskim kiperima, autobusima i lokomotivama.

2. Paralelni hibrid

Patentiran 1905. godine od strane njemačkog inženjera Henrija Piepera, paralelni hibrid je daleko najrasprostranjenija konfiguracija danas. To je temelj gotovo svih blagih hibridnih vozila. Ključne karakteristike uključuju:

• Snažan elektromotor (obično 10–15 kW) pomaže MUS-u pri ubrzavanju.
• Elektromotor također obnavlja i pohranjuje energiju putem regenerativnog kočenja.
• Obično se koristi CVT (kontinualno varijabilni mjenjač) ili planetarni zupčanik.
• Izvori energije uključuju litij-ionske ili litij-polimerske baterije.
• Potreban je manji kapacitet baterije u poređenju sa serijskim hibridima, što snižava troškove.

Honda je primijenila jedinstven pristup opremivši svoju kupeu Honda CR-Z s benzinsko-električnim pogonom šestostepenim mehaničkim mjenjačem. Neki proizvođači automobila također istražuju superkondenzatore, koji mogu isporučiti vrlo visoku snagu u kratkim periodima, kao alternativu konvencionalnim baterijama.

3. Serijsko-paralelni hibrid

Serijsko-paralelna konfiguracija kombinuje elemente obje sheme i najbolje je ilustrirana Toyotom Prius i Lexus modelima s oznakom “h”, koji svi koriste Toyotin vlastiti sistem HSD (Hybrid Synergy Drive).

Kako funkcioniše:

• Planetarni mjenjač omogućava MUS-u i elektromotoru da rade zajedno ili neovisno.
• MUS pokreće kotače istovremeno napajajući generator.
• Nije potreban tradicionalni mjenjač — umjesto toga, elektronika na vozilu reguliše brzinu motora i generatora.
• Rezultat je ECVT (električno kontinualno varijabilni mjenjač), koji pruža glatki i efikasni prijenos snage.

Kakve motore koriste hibridni automobili?

Velika većina hibridnih vozila koristi benzinske motore, od kojih mnogi rade po Atkinsonovom ciklusu — dizajn s kraćim taktom kompresije koji poboljšava termičku efikasnost i smanjuje emisije. Ovo čini benzinsko-električne hibride izvrsnim u pogledu ekonomičnosti goriva i ekološkog utjecaja.

Zašto onda dizel-električni hibridi nisu češći? Nekoliko ključnih razloga:

• Najveće tržište hibrida — Sjeverna Amerika — historijski je imalo nisku zastupljenost dizelskih putničkih vozila.
• Dizel motori su skuplji za proizvodnju od benzinskih, što bi još više povećalo već značajnu premiju u cijeni hibrida.
• Benzinski motori s Atkinsonovim ciklusom već postižu izuzetnu efikasnost kada su upareni s električnim motorom.

Ovo je prijevod. Originalni članak možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html