Vad är en hybridbil? Typer, system och hur de fungerar

En hybridbil kombinerar en förbränningsmotor (ICE) med en elmotor, vilket resulterar i lägre bränsleförbrukning och minskade avgasutsläpp. Ju effektivare hybridsystemet är, desto kraftfullare batterier krävs — och följaktligen desto högre pris. Här är allt du behöver veta om hur hybridbilar fungerar och vad som skiljer dem åt.

Mildhybrider vs. fullhybrider: Vad är skillnaden?

Beroende på vilken roll elmotorn spelar i drivlinan delas hybrider in i två huvudkategorier: milda och fulla.

• Mildhybrider använder elmotorn som ett stöd till förbränningsmotorn. Ett välkänt exempel är Honda Insight halvkombi. Elmotorn hjälper till vid acceleration men kan inte driva bilen på egen hand.
• Fullhybrider kan köra en viss sträcka på enbart el, utan att förbränningsmotorn är igång alls. Lexus RX 400h är ett klassiskt exempel på denna typ.

Det finns också en tredje, löst definierad kategori som ibland kallas mikrohybrider — ett marknadsföringsbegrepp som används för att beskriva fordon med ett start/stopp-system. Detta är dock i princip bara en avancerad generator, inte ett äkta hybridsystem, eftersom ingen elmotor överför vridmoment till hjulen.

De 3 huvudsakliga hybriddrivlinekonfigurationerna

Hybriddrivlinor finns i tre grundläggande konfigurationer: serie, parallell och serie-parallell. Var och en har distinkta egenskaper, fördelar och typiska användningsområden.

1. Seriehybrid

Seriehybriden är den äldsta konfigurationen, uppfunnen 1899 av Ferdinand Porsche. I detta system:

• Hjulen drivs helt av en elmotor.
• En förbränningsmotor med liten slagvolym driver en generator för att producera el — den driver aldrig hjulen direkt.
• Ingen traditionell växellåda eller förbränningsmotor med hög effekt behövs.
• Batterier med stor kapacitet (vanligtvis nickelmetallhydrid) krävs.

Detta system är mindre vanligt i personbilar idag men används i stor utsträckning i grustäktsdumpers, bussar och lok.

2. Parallellhybrid

Patenterad 1905 av den tyske ingenjören Henri Pieper är parallellhybriden den överlägset mest använda konfigurationen idag. Den är grunden för nästan alla mildhybridfordon. Viktiga egenskaper inkluderar:

• En kraftfull elmotor (vanligtvis 10–15 kW) hjälper förbränningsmotorn vid acceleration.
• Elmotorn återvinner och lagrar också energi genom regenerativ bromsning.
• En CVT (kontinuerligt variabel transmission) eller planetväxel används vanligtvis.
• Energikällorna inkluderar litium-jon- eller litiumpolymerbatterier.
• Mindre batterikapacitet behövs jämfört med seriehybrider, vilket håller kostnaderna lägre.

Honda valde ett unikt tillvägagångssätt genom att utrusta sin gas-elektriska coupé CR-Z med en sexväxlad mekanisk växellåda. Vissa biltillverkare utforskar också superkondensatorer, som kan leverera mycket hög effekt under korta perioder, som ett alternativ till konventionella batterier.

3. Serie-parallellhybrid

Serie-parallellkonfigurationen kombinerar element från båda systemen och exemplifieras bäst av Toyota Prius och Lexusmodeller med beteckningen «h», alla drivna av Toyotas proprietära HSD (Hybrid Synergy Drive)-system.

Hur det fungerar:

• En planetväxel gör det möjligt för förbränningsmotorn och elmotorn att arbeta tillsammans eller oberoende av varandra.
• Förbränningsmotorn driver hjulen och driver samtidigt en generator.
• Ingen traditionell växellåda behövs — istället reglerar fordonets elektronik hastigheten på motorerna och generatorn.
• Resultatet är en ECVT (elektrisk kontinuerligt variabel transmission), som erbjuder jämn och effektiv kraftöverföring.

Vilken typ av motorer använder hybridbilar?

Den stora majoriteten av hybridfordon använder bensinmotorer, varav många arbetar enligt Atkinson-cykeln — ett konstruktionsprincip med ett kortare kompressionstakt som förbättrar den termiska verkningsgraden och minskar utsläppen. Detta gör bensin-elektriska hybrider till utmärkta alternativ när det gäller bränsleekonomi och miljöpåverkan.

Varför är då diesel-elektriska hybrider inte vanligare? Några viktiga skäl:

• Den största hybridmarknaden — Nordamerika — har historiskt sett haft låg användning av dieseldrivna personbilar.
• Dieselmotorer är dyrare att tillverka än bensinmotorer, vilket skulle höja det redan betydande hybridprispåslaget ytterligare.
• Bensinmotorer med Atkinson-cykel uppnår redan enastående effektivitet när de paras ihop med en elmotor.

Detta är en översättning. Du kan läsa originalet här: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html