Kada istražujete nove automobile i uključite hibridne modele, naići ćete na tehničke termine koji vam možda nisu poznati. Evo šta je važno znati.
Toyota Prius nije bio prvi hibridni automobil na tržištu, ali je bio prvi moderni benzinsko-električni automobil koji je ostvario značajan komercijalni uspeh. Prius nije samo popularizovao koncept hibridnog automobila, već je industriju upoznao i sa Toyotinim paralelnim hibridnim sistemom sa dva motora i podelom snage.
Šta zapravo znači ovaj termin? Najkorisniji način da se razlikuju hibridni sistemi je da se pita može li vozilo da se pokreće isključivo na električnu energiju iz baterije, ili je benzinski motor uvek potreban. Paralelni i serijski hibridi mogu to da urade, isto važi i za plug-in hibridne automobile. S druge strane, mild hibridi ne mogu.
Paralelni hibridi
U paralelnom hibridnom sistemu, i motor i električni motor mogu pokretati točkove, zajedno ili zasebno. Toyotin sistem, prvi put predstavljen na japanskoj verziji Priusa 1997. godine, koristi dva motora između motora i prednjih točkova, napajana malim baterijskim paketom od 0,8 do 1,4 kilovat-časova (kWh).
Deo opisa koji se naziva „power split“ znači da oba izvora snage zajedno obezbeđuju jedan izlazni obrtni moment ka točkovima. Pri manjim opterećenjima i nižim brzinama, jedan ili oba motora mogu pokretati vozilo dok je motor isključen. Motor se uključuje kada je potrebna veća snaga, bilo da pokreće vozilo samostalno ili u kombinaciji sa motorima.
Ključ sistema je regenerativno kočenje, kada motor funkcioniše kao generator i puni bateriju dok vozilo usporava. U idealnim okolnostima, do 30 % energije koja bi inače bila izgubljena u kočenju može biti povraćeno, što u realnom svetu znači potrošnju od 5,6 do 6,7 l/100 km kod Toyote Prius i do 5,9 l/100 km kod Honda CR-V Hybrid. Najveća efikasnost se postiže u saobraćaju stop-and-go, gde se najviše koristi električni pogon.
Dva električna motora i motor su povezani kroz planetarni prenos, koji zamenjuje konvencionalni menjač. To omogućava kontinuirano podešavanje prenosa, pri čemu algoritmi vozila stalno prilagođavaju snagu iz baterije i motora kako bi maksimalno iskoristili električnu energiju i smanjili potrošnju goriva.
U nekim situacijama, jedan motor može pokretati vozilo dok drugi koristi motor ili regenerativno kočenje za punjenje baterije. Sa gotovo tri decenije iskustva, Toyota je razvila softverske algoritme koji čine prelaze potpuno neprimetnim, pa vozači i putnici često ni ne prime kada se motor uključuje i isključuje.
Serijski hibridi
Serijski hibrid je mnogo jednostavniji po konceptu. Kada je potrebna veća snaga od one koju baterija može da obezbedi, benzinski motor se uključuje kako bi napajao generator koji puni baterijski paket. Motor obrtni moment prenosi samo na generator, a ne mehanički na točkove, koji se pokreću isključivo električnim motorima.
Ovaj princip koriste dizel-električne železničke lokomotive i najbolje funkcioniše pri konstantnoj brzini, kada motor radi najefikasnije na unapred zadatoj brzini. Međutim, potrebe za snagom kod putničkog vozila variraju od stabilnog krstarenja do maksimalnog ubrzanja, što može opteretiti baterije, pa serijski hibridi obično zahtevaju veći kapacitet baterija nego konvencionalni hibridi.
Plug-in hibridi (PHEV)
Plug-in hibrid može biti složen za objašnjenje. Najjednostavnije, to je običan hibrid sa znatno većom baterijom koja se može priključiti na struju. To omogućava da vozilo funkcioniše kao električno na određenu udaljenost.
Chevrolet je popularizovao plug-in koncept modelom Volt (2011–2018). Mnogi vozači su mogli svakodnevno voziti samo na električnu energiju, a motor se uključivao uglavnom pri dužim putovanjima. Volt je pružao gotovo identične performanse bilo da je radio samo na bateriju ili kao regularni hibrid nakon pražnjenja baterije. Drugi plug-in hibridi imaju snažnije motore od električnih motora, pa se motor uključuje kada je potrebna veća snaga. Što je baterija veća, učestalost uključivanja motora se smanjuje.
Danas su svi plug-in hibridi izvedeni iz power-split hibrida, uključujući Toyota Prius Prime i RAV4 Prime, kao i različite PHEV verzije Hyundai i Kia hibrida.
Proizvođači vide plug-in hibride kao način da ispune sve strože zahteve za vozila bez emisije štetnih gasova, bez troška razvoja potpuno električnih automobila. Električni automobili zahtevaju baterije od 60 do 100 kWh, dok PHEV koriste baterije od 10 do 25 kWh. Proizvođači dobijaju priznanje za proizvodnju vozila bez emisije čak i kada se PHEV nikada ne priključi na struju, što znači da funkcioniše samo kao teži i skuplji konvencionalni hibrid.
Mild hibridi
Mild hibridi imaju električne motore koji nisu dovoljno snažni da sami pokrenu vozilo. Mogu biti smešteni između motora i menjača ili biti deo integrisanog starter-generator sistema, gde jači motor zamenjuje oba ta komponenta. Prednosti u potrošnji goriva su manje izražene i ponekad se ne reklamiraju kao „hibrid“.
Mali baterijski paket je i ovde potreban za skladištenje energije povraćene iz viška snage motora i/ili regenerativnog kočenja. Motor dodaje dodatni impuls motoru kada je potrebno, čime se ostvaruju potencijalne uštede u gorivu.
Novi mild-hibrid sistemi često rade na 48 volti. Oni isporučuju više snage nego standardni 12-voltni sistem vozila, ali su znatno jeftiniji od punih hibrida koji rade na 280 do 400 volti.