Na slovenské cesty definitívne dorazili hybridné a elektrické autá. Stále častejšie si ich vyberajú vodiči, ktorí chcú na jednej strane znížiť svoj negatívny vplyv na životné prostredie a na druhej jednoducho ušetriť na palive. Napriek rastúcej popularite hybridov veľa ľudí stále nevie, ako tieto typy áut fungujú. Pozrite si nášho komplexného sprievodcu hybridnými autami!
V tomto článku sa dozviete:
- aké typy hybridných áut rozlišujeme,
- ako fungujú rôzne typy hybridných áut,
- ako sa hybridné auto vyrába a ako sa nabíja.
Čo je to hybridné auto?
Hybridné auto je vozidlo, ktoré využíva dva rôzne zdroje pohonu – spaľovací a elektrický. Účelom zavedenia takéhoto systému je odstrániť nevýhody bežného motora, ktorý sa vyznačuje nízkou tepelnou účinnosťou. To znamená, že len malé percento spáleného paliva sa spotrebuje na pohon komponentov auta. Aj viac ako 50 % benzínu možno považovať za energetické straty.
V elektrickom motore nie sú žiadne takéto nevýhody. Je to oveľa ekonomickejšie a ekologickejšie riešenie ako spaľovací motor. Žiaľ, plne „zelené“ autá majú stále svoje limity, a tak ešte nejaký čas potrvá, kým sa stanú našou každodennosťou. Zatiaľ túto medzeru vypĺňajú hybridy.
Typy hybridných áut
Spôsob fungovania hybridného pohonu závisí od jeho typu. Na trhu sú tri hlavné odrody:
- Micro hybrid – vozidlo, ktoré využíva elektromotor len pri štartovaní spaľovacieho motora. Nahrádza alternátor a štartér. Elektrická jednotka vďaka tomu plní ďalšiu dôležitú funkciu – pri jazde funguje ako generátor, ktorý regeneruje energiu pri spomaľovaní a brzdení. Jeho rezerva je zasa uložená v batérii, ktorá v momente štartovania roztáča kľukový hriadeľ, čím sa znižuje odpor a tým aj spotreba paliva.
- Mild hybrid – funguje podobne ako mikrohybrid, až na to, že je o niečo pokročilejší. Funkcia elektromotora je obmedzená na regeneráciu energie pri brzdení a spomaľovaní, ale aj na pomoc spaľovaciemu motoru pri akcelerácii. Bežnému motoru sa teda výrazne uľaví v situáciách, keď spotrebuje najviac paliva.
- Plne hybridné – to je skupina vozidiel najčastejšie označovaná pojmom hybridné auto. Elektromotor tu dokáže nielen rekuperovať energiu a podporovať spaľovací motor, ale aj samostatne poháňať auto.
Ako funguje hybridné auto?
Hybridné autá môžu prísť v niekoľkých variantoch, ktoré sa líšia spôsobom kombinácie spaľovacieho motora s elektrickým. Hlavná klasifikácia zahŕňa:
- sériové hybridy,
- paralelné hybridy,
- a zmiešané (sériovo-paralelné) hybridy.
Pozrime sa postupne na všetky a odpovedzme si na otázku, aké sú rozdiely v ich konštrukcii.
Sériový hybrid
V autách tohto typu nie je spaľovací motor spojený s kolesami hnanej nápravy. To znamená, že jeho úloha sa zredukovala na výrobu elektriny, ktorú využíva elektrická jednotka. Len to vlastne uvedie auto do pohybu. Sériové hybridy teoreticky využívajú dva motory, no priamy pohon má na starosti iba jeden elektromotor.
Výhodou takéhoto riešenia je, že benzínový motor neustále pracuje v optimálnych podmienkach, teda pri nízkej záťaži a v správnom rozsahu otáčok. To má, samozrejme, za následok nižšiu spotrebu paliva. Ba čo viac, batériu vozidla nie je potrebné nabíjať z elektrickej siete, pretože potrebnú elektrinu vyrába spaľovací motor. Začína sa vtedy, keď energia uložená v batériách klesne na určitú úroveň.
Paralelný hybrid
Pri paralelných hybridoch sú nápravy poháňané spaľovacím motorom. Elektrická jednotka má na druhej strane podpornú funkciu. V tejto kategórii nájdete oba modely s jednou aj s dvomi spojkami.
Jednospojkový systém sa vyznačuje trvalým spojením medzi elektromotorom a spaľovacím motorom. Takéto riešenie neumožňuje ich samostatné použitie. Niektoré autá tohto typu dokážu fungovať v elektrickom režime, ale len pri nízkych rýchlostiach – napríklad pri rozjazde alebo jazde v dopravnej zápche.
Systém dvojitej spojky znamená, že medzi týmito dvoma motormi nie je žiadne trvalé spojenie. Sú oddelené spojkou, takže každý pohon môže byť použitý samostatne. Elektromotor v tomto prípade umožňuje jazdiť vyššími rýchlosťami, než je samotný pohyb kľukového hriadeľa.
Za zmienku stojí aj systém s oddelenými osami. V takýchto hybridoch neexistuje spojenie medzi motormi. Každý z nich poháňa samostatnú nápravu – napríklad spaľovací motor vpredu a elektrický agregát vzadu. Ak obe fungujú súčasne, vodič profituje zo širokej ponuky pohonu všetkých štyroch kolies. Tento typ systému však nemôže nahradiť alternátor a štartér.
Zmiešaný hybrid: sériovo-paralelný
Ako môžete ľahko uhádnuť, zmiešaný systém kombinuje vlastnosti sériového a paralelného pohonu. Používa jeden benzínový motor a dva elektrické motory, pričom výkon prvého z nich je rozdelený medzi mechanický a elektrický. Kolesá môžu byť poháňané energiou spaľovacieho motora, ale aj elektrického. Toto riešenie sa premieta do vysokej účinnosti systému pri zachovaní relatívne jednoduchého a spoľahlivého dizajnu.