Podział i zasada działania samochodów hybrydowych

Technologia hybrydowa od lat pozostaje jednym z najpopularniejszych trendów w branży motoryzacyjnej. Niezmiennie uchodzi też za swego rodzaju synonim nowoczesności i innowacyjności. Wbrew pozorom jednak, hybrydy nie są wynalazkiem ani XXI, ani XX wieku – powstały bowiem jeszcze w XIX stuleciu, zaś od żarówkowego patentu Edisona dzieli je zaledwie kilkanaście lat. Dlaczego więc na lata zniknęły z ogólnej świadomości, a także – co można powiedzieć o nich dzisiaj.

Hybrydowe = historyczne?

W świadomości wielu pokutuje przeświadczenie, że pierwszym hybrydowym modelem auta był pewien flagowy egzemplarz jednego z japońskich koncernów. Tymczasem za pierwszy twór tego typu uznawane jest auto stworzone w roku 1900 przez wybitnego niemieckiego konstruktora – Ferdinanda Porsche. Powstanie modelu, ochrzczonego mianem Semper Vivus (co, z łaciny, przetłumaczyć można na „wiecznie żywy”), wynikało zaś z potrzeby dostosowania funkcjonujących rozwiązań do wciąż zmieniających się realiów motoryzacyjnego świata. Rozpowszechnione już wtedy – w niektórych kręgach – silniki spalinowe charakteryzowały się bowiem sporą wagą oraz szeregiem niedoskonałości, związanych z istotą ich napędu. Za najsłabszą stronę napędów elektrycznych uchodziła natomiast sama… bateria. Przekucie wad w zalety pozwoliło więc panu Porsche na stworzenie auta napędzanego przez trzy silniki – dwa elektryczne oraz jeden spalinowy. Sposób ich montażu umożliwił zaś zredukowanie do minimum wszelkiego rodzaju strat mocy. Pojazd-marzenie? Tylko z pozoru. Skomplikowany (ówcześnie) sposób budowy, a także PR reklamujący te modele jako „idealne dla kobiet” (stanowiących w owym czasie zdecydowaną mniejszość wśród kierujących), uzupełniony sukcesywnym ulepszaniem modeli spalinowych oraz coraz większą powszechnością benzyny, sprawiły, że zarówno hybrydy, jak i auta elektryczne, odeszły do lamusa na długie lata. Szkoda? Z pewnością. Działanie to umożliwiło jednak – choć lata później – ponowne wejście tego typu modeli na rynku i to w dużo lepszej formie.

O istocie działania i podstawowym podziale

O sposobie funkcjonowania aut hybrydowych powiedzieć można wiele – wszystko zależy bowiem od rodzaju zastosowanych nań rozwiązań. Zmianie nie ulega jednak ich istota, czyli ścisła współpraca napędów: elektrycznego oraz spalinowego z zespołem akumulatorów. By jednak najpełniej zrozumieć sposób funkcjonowania, warto pochylić się nad podstawowym podziałem omawianych modeli, a także nad ich budową.

Hybryda szeregowa

W tym przypadku wspomniany silnik spalinowy (opcja najbardziej rozpowszechniona) nie łączy się w sposób mechaniczny z kołami napędowymi. Tym samym pełni rolę generatora prądu, który to uzupełnia pracę napędu przy wymagających tego manewrach (takich jak gwałtowne przyspieszanie czy jazda pod górkę). Dzięki tym działaniom dochodzi do redukcji zużycia paliwa (rzędu kilku procent). Główną wadą tej kwestii jest z kolei konieczność dwukrotnej zamiany całości energii, która to prowadzi do jej nieuniknionych strat.

Hybryda równoległa

Ten sposób sprowadza się w zasadniczej części do połączenia silnika spalinowego z kołami, które to są jednocześnie napędzane przez zasilanie elektryczne. Ten rodzaj mechanizmu pozwala nie tylko na uzyskanie wyjątkowej sprawności całego układu, lecz także na wyjątkową prostotę jego wykonania. Taki sposób budowy pozwala na uzyskanie zdecydowanie lepszej dynamiki auta, w chwili użycia mniejszego silnika spalinowego, któremu to zapewnia tym samym dogodniejsze warunki pracy.

Hybryda mieszana

W tym przypadku (który to, nie bez powodu, nazywany jest pełną hybrydą) istotna jest – wspomniana już – równoległa współpraca obu rodzajów napędu. Opcja ta stanowi w istocie połączenie wymienionych uprzednio rodzajów. Koła są bowiem napędzane równoległe zarówno przez napęd spalinowy, jak i elektryczny, sam generator wykorzystywany jest zaś do gromadzenia energii w czasie hamowania.

Inny rodzaj podziału wymaga wzięcia pod uwagę stopnia zaawansowania samego napędu, tym samy zaś wyróżnienia następujących opcji:

– micro hybrid – silnik elektryczny pełni tu rolę swego rodzaju rozrusznika, a także alternatora,

– mild hybrid – napęd elektryczny funkcjonuje tu jako jednostka pomocnicza,

– full hybrid – najbardziej zaawansowany napęd, gdzie opcja elektryczna może zarówno napędzać pojazd, jak i wspomagać silnik spalinowy.