Łagodna hybryda (mild hybrid) Łagodna hybryda ma nieco bardziej skomplikowaną konstrukcję, ale nadal silnik elektryczny nie może napędzać samochodu w sposób samodzielny. Pełni on jedynie rolę pomocnika jednostki spalinowej, zaś jego zadaniem jest przede wszystkim odzyskiwanie energii podczas hamowania oraz wspomaganie silnika spalinowego podczas rozpędzania auta.
Pełna hybryda (full hybrid) To najbardziej zaawansowane rozwiązanie, w którym silnik elektryczny pełni wiele ról. Może zarówno napędzać samochód, jak również wspomagać silnik spalinowy oraz odzyskiwać energię podczas hamowania.
Napędy hybrydowe różnią się między sobą również pod względem sposobu połączenia ze sobą silnika spalinowego oraz elektrycznego. Mowa o hybrydach szeregowych, równoległych oraz mieszanych.
W hybrydzie szeregowej znajdziemy silnik spalinowy, ale nie jest on w żaden sposób połączony z kołami napędowymi. Jego rolą jest napędzanie generatora prądu elektrycznego – jest to tzw. range extender. Wytworzony w ten sposób prąd wykorzystywany jest przez silnik elektryczny, który odpowiada za napędzanie samochodu. W wielkim skrócie, silnik spalinowy wytwarza prąd, który kierowany jest do silnika elektrycznego napędzającego koła.Zobacz także: Dacia Sandero 1.0 SCe. Budżetowe auto z oszczędnym silnikiem
Tego typu układ napędowy do działania wymaga dwóch jednostek elektrycznych, z których jedna pełni rolę generatora prądu, druga zaś źródła napędu. Ze względu na fakt, że silnik spalinowy nie jest połączony mechanicznie z kołami, może pracować w optymalnych warunkach tj. w odpowiednim zakresie obrotów oraz niewielkim obciążeniem. Sprawia to, że zużycie paliwa oraz jednostki spalinowej jest niewielkie.
Podczas jazdy, gdy akumulatory zasilające silnik elektryczny są naładowane, silnik spalinowy jest wyłączony. Gdy zgromadzone zasoby prądu wyczerpują się, jednostka spalinowa uruchamia się i napędza generator prądotwórczy, zasilający jednostkę elektryczną. Takie rozwiązanie sprawia, że możemy kontynuować jazdę bez konieczności ładowania akumulatorów z gniazdka, choć z drugiej strony, nic nie stoi na przeszkodzie, aby po dojechaniu do celu skorzystać z kabla zasilającego i naładować akumulatory korzystając z sieci elektrycznej.
Zalety:
- Możliwość jazdy w trybie elektrycznym bez użycia silnika spalinowego (cisza, ekologia itp.).
Wady:
- Wysokie koszty budowy.
- Spore wymiary i masa napędu.
[page_break]
W hybrydzie równoległej główną rolę napędową odgrywa jednostka spalinowa, natomiast silnik elektryczny pełni funkcję wspomagającą. Co więcej, hybrydy równoległe dzielą się na napędy o jednym lub dwóch sprzęgłach, jak również napędy o rozdzielonych osiach. W przypadku tego pierwszego, jednosprzęgłowego rozwiązania , jednostka elektryczna jest na stałe połączona z silnikiem spalinowym, co z kolei wyklucza możliwość niezależnej pracy obu jednostek. Co prawda jest tryb jazdy wyłącznie na silniku elektrycznym, ale tylko przy niewielkiej prędkości np. podczas ruszania lub jazdy w korku.
Rozwiązanie dwusprzęgłowe ma więcej zalet, bowiem jednostka spalinowa nie jest połączona na stałe z jednostką elektryczną – niezależną pracę umożliwia zastosowane pomiędzy jednostkami sprzęgło. W praktyce oznacza to, że w przeciwieństwie do rozwiązania jednoprzęsłowego, w którym jazda w trybie elektrycznym wprawia w ruch wał korbowy, w układach dwusprzęgłowych można bez przeszkód korzystać tylko z silnika elektrycznego nawet przy wyższych prędkościach. Mimo to są pewne ograniczenia, bowiem podczas samodzielnego napędzania samochodu, silnik elektryczny nie może pracować z pełną mocą. Część tej mocy musi pozostawać w „rezerwie” na wypadek konieczności uruchomienia silnika spalinowego.
Fot. Toyota
Napęd hybrydowy o rozdzielonych osiach charakteryzuje się tym, że jednostka spalinowa i elektryczna nie są ze sobą w żaden sposób połączone. Silnik spalinowy może napędzać koła osi przedniej, natomiast koła tylne mogą być napędzane silnikiem elektrycznym (lub odwrotnie). Jeśli obie jednostki napędowe są aktywne równocześnie, mamy do dyspozycji napęd na cztery koła z możliwością rozdzielania mocy w różnych proporcjach. Rzecz jasna podczas hamowania silnik elektryczny może odzyskiwać energię, choć z drugiej strony jest pewne ograniczenie – na postoju silnik elektryczny nie może pełnić roli rozrusznika i alternatora. W związku z tym konieczne jest zastosowanie oddzielnego elementu pełniącego rolę rozrusznika silnika spalinowego. Kolejną pozytywną cechą powyższego rozwiązania jest fakt, że jednostka elektryczna może pracować z dużą prędkością obrotową.
Reasumując, hybrydy równoległe, szczególnie dwusprzęgłowe oraz o rozdzielonych osiach, charakteryzują się dużą sprawnością oraz możliwością zachowania napędu konwencjonalnego w szerokim zakresie pracy. Poza tym taki układ zajmuje stosunkowo niewiele miejsca, jest niedrogi w produkcji, a to przekłada się na ostateczny koszt zakupu.
Zalety:
- Duże możliwości odzyskiwania energii podczas hamowania (tyczy się hybryd dwusprzęgłowych i o rozdzielonych osiach).
- Stosunkowo niedrogie koszty produkcji i zakupu.
- Niewielkie wymiary i prostota konstrukcji.
Wady:
- Konieczność stosowania oddzielnego alternatora i rozrusznika.
Hybryda mieszana to połączenie napędu szeregowego z równoległym. W tym przypadku jednostka spalinowa wspomagana jest przez dwa silniki elektryczne. Moc silnika spalinowego rozdzielana jest za pomocą przekładni planetarnej na moc elektryczną oraz mechaniczną z możliwością przenoszenia bezpośrednio na koła napędowe.
W zależności od potrzeb, jedna z jednostek elektrycznych napędza auto, wspomaga silnik spalinowy bądź odzyskuje energię w czasie hamowania, natomiast druga może wspomagać pierwszy silnik elektryczny lub ładować akumulatory, pełni także rolę rozrusznika, który odpowiada za uruchamianie jednostki spalinowej. Przekładnia planetarna z kolei zastępuje konwencjonalną skrzynię biegów, choć specyficzny sposób jej pracy nie każdemu kierowcy przypadnie do gustu.
Zalety:
- Wyższa sprawność w porównaniu do hybryd szeregowych.
- Niezła oszczędność paliwa w ruchu miejskim.
- Wiele trybów jazdy do wyboru.
Wady:
- Działanie przekładni planetarnej.
Najpopularniejsze oraz najdroższe auta hybrydowe w Polsce
Fot. Toyota
Kontrastem dla popularnych propozycji są takie modele, jak Porsche Panamera czy też Land Rover Range Rover. Najdroższe jest Porsche Panamera S E-Hybrid w wersji Executive – ponad 968 tysięcy złotych – wyposażone w napęd hybrydowy bazujący na jednostce benzynowej 4.0 o mocy 680 KM. Za ponad 910 tysięcy złotych jest model Land Rover Range Rover SVAutobiography AWD z układem hybrydowym o mocy 404 KM.
