Co je hybridní automobil? Typy, schémata a jak fungují

Hybridní automobil kombinuje spalovací motor (SM) s elektrickým motorem, což vede k nižší spotřebě paliva a snížení výfukových emisí. Čím efektivnější je hybridní systém, tím výkonnější baterie potřebuje — a tím vyšší je i cena. Zde je vše, co potřebujete vědět o tom, jak hybridní automobily fungují a co je odlišuje.

Mírné hybridy vs. plné hybridy: Jaký je rozdíl?

V závislosti na roli, kterou elektrický motor hraje v pohonném ústrojí, se hybridy dělí do dvou hlavních kategorií: mírné a plné.

• Mírné hybridy využívají elektrický motor jako pomocníka spalovacího motoru. Dobře známým příkladem je hatchback Honda Insight. Elektrický motor pomáhá při zrychlení, ale nemůže sám pohánět automobil.
• Plné hybridy mohou ujet určitou vzdálenost pouze na elektrický pohon, bez spuštění spalovacího motoru. Lexus RX 400h je klasickým příkladem tohoto typu.

Existuje také třetí, volně definovaná kategorie, někdy nazývaná mikrohybridy — marketingový termín používaný k popisu vozidel se systémem start/stop. Jedná se však v podstatě pouze o pokročilý generátor, nikoli o skutečné hybridní uspořádání, protože žádný elektrický motor nepřenáší točivý moment na kola.

3 hlavní schémata hybridního pohonu

Hybridní pohonné ústrojí existuje ve třech základních konfiguracích: sériové, paralelní a sériově-paralelní. Každá má výrazné vlastnosti, výhody a typické případy použití.

1. Sériový hybrid

Sériový hybrid je nejstarší konfigurace, vynalezená v roce 1899 Ferdinandem Porschem. V tomto schématu:

• Kola jsou poháněna výhradně elektrickým motorem.
• Spalovací motor malého objemu otáčí generátorem pro výrobu elektřiny — nikdy přímo nepohání kola.
• Není potřeba tradiční převodovka ani vysoce výkonný spalovací motor.
• Jsou zapotřebí baterie s velkou kapacitou (obvykle niklometalhydridové).

Toto schéma je dnes v osobních vozidlech méně běžné, ale je široce využíváno v lomových sklápěčích, autobusech a lokomotivách.

2. Paralelní hybrid

Paralelní hybrid, patentovaný v roce 1905 německým inženýrem Henrim Pieperem, je zdaleka nejrozšířenější konfigurací dnes. Je základem téměř všech vozidel s mírným hybridem. Klíčové vlastnosti zahrnují:

• Výkonný elektrický motor (obvykle 10–15 kW) pomáhá spalovacímu motoru při zrychlení.
• Elektrický motor také rekuperuje a ukládá energii prostřednictvím rekuperačního brzdění.
• Obvykle se používá CVT (plynule proměnný převod) nebo planetové soukolí.
• Zdroje energie zahrnují lithium-iontové nebo lithium-polymerové baterie.
• Ve srovnání se sériovými hybridy je potřeba menší kapacita baterie, což udržuje náklady nižší.

Honda zvolila jedinečný přístup tím, že svůj CR-Z benzinovo-elektrický kupé vybavila šestistupňovou mechanickou převodovkou. Někteří výrobci automobilů také zkoumají superkondenzátory, které mohou po krátkou dobu dodávat velmi vysoký výkon, jako alternativu ke konvenčním bateriím.

3. Sériově-paralelní hybrid

Sériově-paralelní konfigurace kombinuje prvky obou schémat a nejlépe ji reprezentují Toyota Prius a modely Lexus s označením „h”, všechny poháněné proprietárním systémem Toyota HSD (Hybrid Synergy Drive).

Jak to funguje:

• Planetová převodovka umožňuje spalovacímu motoru a elektrickému motoru pracovat společně nebo nezávisle.
• Spalovací motor pohání kola a zároveň napájí generátor.
• Není potřeba tradiční převodovka — místo toho palubní elektronika reguluje rychlost motorů a generátoru.
• Výsledkem je ECVT (elektro plynule proměnný převod), který nabízí plynulý a efektivní přenos výkonu.

Jaké motory hybridní automobily používají?

Převážná většina hybridních vozidel používá benzínové motory, mnohé z nich pracující na Atkinsonově cyklu — design s kratším kompresním zdvihem, který zlepšuje tepelnou účinnost a snižuje emise. To činí benzínovo-elektrické hybridy vynikajícími z hlediska jak spotřeby paliva, tak dopadu na životní prostředí.

Proč tedy nejsou diesel-elektrické hybridy rozšířenější? Několik klíčových důvodů:

• Největší hybridní trh — Severní Amerika — historicky zaznamenával nízké přijetí dieselových osobních vozidel.
• Dieselové motory jsou dražší na výrobu než benzínové, což by již tak značnou cenovou přirážku za hybrid ještě zvýšilo.
• Benzínové motory s Atkinsonovým cyklem již dosahují vynikající účinnosti ve spojení s elektrickým motorem.

Toto je překlad. Originál si můžete přečíst zde: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html