Što je hibridni automobil? Vrste, sheme i kako rade

Hibridni automobil kombinira motor s unutarnjim izgaranjem (MUI) s električnim motorom, što rezultira manjom potrošnjom goriva i smanjenim ispušnim emisijama. Što je hibridni sustav učinkovitiji, to su mu potrebne snažnije baterije — i, posljedično, viša cijena. Evo svega što trebate znati o tome kako hibridni automobili rade i po čemu se razlikuju.

Blagi hibridi u odnosu na pune hibride: Koja je razlika?

Ovisno o ulozi koju električni motor ima u pogonskom sklopu, hibridi se dijele u dvije glavne kategorije: blagi i puni.

• Blagi hibridi koriste električni motor kao pomoćni uz motor s unutarnjim izgaranjem. Dobro poznat primjer je Honda Insight hatchback. Električni motor pomaže pri ubrzavanju, ali ne može sam pokretati automobil.
• Puni hibridi mogu prijeći određenu udaljenost samo na električni pogon, bez rada motora s unutarnjim izgaranjem. Lexus RX 400h klasičan je primjer ove vrste.

Postoji i treća, labavo definirana kategorija koja se ponekad naziva mikrohibridi — marketinški izraz koji opisuje vozila sa sustavom start/stop. Međutim, ovo je u osnovi samo napredni generator, a ne pravi hibridni sustav, budući da nijedan električni motor ne prenosi moment na kotače.

3 glavne sheme hibridnog pogonskog sklopa

Hibridni pogonski sklopovi dolaze u tri temeljne konfiguracije: serijska, paralelna i serijsko-paralelna. Svaka ima posebne karakteristike, prednosti i tipične primjene.

1. Serijski hibrid

Serijski hibrid je najstarija konfiguracija, izumljena 1899. od strane Ferdinanda Porschea. U ovoj shemi:

• Kotači su u potpunosti pokretani električnim motorom.
• Motor s unutarnjim izgaranjem malog volumena rotira generator za proizvodnju električne energije — nikada izravno ne pokreće kotače.
• Nije potreban tradicionalni mjenjač ni motor s unutarnjim izgaranjem visokih performansi.
• Potrebne su baterije velikog kapaciteta (obično niklova metal hidridne).

Ova shema danas je manje uobičajena u osobnim automobilima, ali je široko korištena u kamenolomskim damperima, autobusima i lokomotivama.

2. Paralelni hibrid

Paralelni hibrid, patentiran 1905. od strane njemačkog inženjera Henrija Piepera, daleko je najšire korištena konfiguracija danas. Temelj je gotovo svih vozila s blagim hibridom. Ključne karakteristike uključuju:

• Snažan električni motor (obično 10–15 kW) pomaže motoru s unutarnjim izgaranjem pri ubrzavanju.
• Električni motor također povraća i pohranjuje energiju kroz regenerativno kočenje.
• Obično se koristi CVT (kontinuirano varijabilni prijenos) ili planetarni zupčanik.
• Izvori napajanja uključuju litij-ionske ili litij-polimerske baterije.
• Potreban je manji kapacitet baterije u usporedbi sa serijskim hibridima, što troškove drži nižima.

Honda je zauzela jedinstven pristup opremivši svoj CR-Z benzinsko-električni kupe šesterostupanjskim mehaničkim mjenjačem. Neki proizvođači automobila također istražuju superkondenzatore, koji mogu isporučiti vrlo visoku izlaznu snagu na kratke periode, kao alternativu konvencionalnim baterijama.

3. Serijsko-paralelni hibrid

Serijsko-paralelna konfiguracija kombinira elemente obje sheme i najbolje je primjerom Toyota Prius i Lexus modeli s oznakom „h”, svi pokretani Toyotinim vlasničkim HSD (Hybrid Synergy Drive) sustavom.

Kako radi:

• Planetarni prijenos omogućuje motoru s unutarnjim izgaranjem i električnom motoru da rade zajedno ili neovisno.
• Motor s unutarnjim izgaranjem pokreće kotače dok istovremeno napaja generator.
• Nije potreban tradicionalni mjenjač — umjesto toga, ugrađena elektronika regulira brzinu motora i generatora.
• Rezultat je ECVT (elektro kontinuirano varijabilni prijenos), koji nudi glatku i učinkovitu isporuku snage.

Koje vrste motora koriste hibridni automobili?

Velika većina hibridnih vozila koristi benzinske motore, od kojih mnogi rade na Atkinsonovom ciklusu — dizajn s kraćim hodom kompresije koji poboljšava toplinsku učinkovitost i smanjuje emisije. To čini benzinsko-električne hibride izvrsnim performerima u smislu ekonomičnosti goriva i utjecaja na okoliš.

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

• Najveće hibridno tržište — Sjeverna Amerika — povijesno je imalo nisku prihvaćenost dizelskih osobnih vozila.
• Dizelski motori skuplje se proizvode od benzinskih, što bi ionako značajnu hibridnu cjenovnu premiju gurnulo još više gore.
• Benzinski motori s Atkinsonovim ciklusom već postižu izvrsnu učinkovitost kada su upareni s električnim motorom.

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