Skąd samochody hybrydowe czerpią energię elektryczną?
Hybrydy to najpopularniejszy typ ekologicznych pojazdów na świecie. Swoją popularność zawdzięczają znacznemu obniżeniu ceny – obecnie większość hybryd kosztuje tyle samo, co porównywalny diesel o tej samej konfiguracji. Drugim powodem jest łatwość użytkowania – hybrydy tankują tak samo jak każdy inny pojazd spalinowy i nie są ładowane z gniazdka elektrycznego. Ale jeśli nie mają ładowarek, skąd silnik elektryczny czerpie energię?
Obecnie na rynku dostępne są różne technologie silników, które zmniejszają lub eliminują emisje spalin. Najpopularniejsze są pojazdy hybrydowe, ale osoby, które chcą zainwestować w napęd alternatywny, mogą również zdecydować się na hybrydy typu plug-in (PHEV), pojazdy elektryczne (EV), aw niektórych krajach także pojazdy napędzane wodorowymi ogniwami paliwowymi (FCV). Zaletą tych trzech rozwiązań jest możliwość bezemisyjnej jazdy. Wiążą się z tym jednak pewne problemy logistyczne – samochody napędzane prądem ładowanym z sieci wymagają dłuższego czasu ładowania akumulatorów. Nie każdy ma wygodny dostęp do gniazdka poza domem czy stacji szybkiego ładowania. Samochody napędzane wodorem ładują się tylko w kilka minut i mają zwykle większy zasięg niż samochody elektryczne, ale sieć stacji benzynowych jest wciąż w fazie rozwoju. W rezultacie samochody hybrydowe jeszcze przez jakiś czas pozostaną najpopularniejszą formą ekojazdy.
Hybrydy są samowystarczalne, jeśli chodzi o ładowanie akumulatora zasilającego silnik elektryczny. System hybrydowy wytwarza energię elektryczną dzięki dwóm rozwiązaniom – systemowi odzyskiwania energii hamowania oraz optymalizacji pracy silnika spalinowego.
Pierwszy opiera się na interakcji układu hamulcowego z generatorem. Kiedy kierowca naciska pedał hamulca, hamulce nie działają natychmiast. Zamiast tego najpierw uruchamiany jest generator, który przetwarza energię obracających się kół na energię elektryczną. Drugim sposobem doładowania akumulatora jest użycie silnika benzynowego. Można zapytać – co to za oszczędności, skoro silnik spalinowy służy jako generator? Otóż ten system jest zaprojektowany w taki sposób, że wykorzystuje energię, która jest marnowana w konwencjonalnych samochodach. System hybrydowy Toyoty został zaprojektowany tak, aby jak najczęściej utrzymywać silnik w optymalnym zakresie obrotów, nawet gdy prędkość jazdy wymaga niższych lub wyższych obrotów. Podczas dynamicznego przyspieszania uruchamiany jest silnik elektryczny, który dodaje mocy i pozwala kierowcy przyspieszyć w pożądanym tempie bez przeciążania silnika spalinowego. Z drugiej strony, jeśli niższe obroty są wystarczające do napędzania samochodu, system nadal utrzymuje silnik w optymalnym zakresie, a nadmiar mocy jest kierowany do alternatora. Dzięki temu wspomaganiu silnik benzynowy nie jest przeciążany, mniej się zużywa i zużywa mniej benzyny.
Redaktorzy polecają:
Najpiękniejsze samochody zza żelaznej kurtyny
Czy wirtualny alkomat jest niezawodny?
Oto, co musisz wiedzieć o nawigacji
Głównym zadaniem silnika elektrycznego jest wspomaganie jednostki benzynowej w momentach większego obciążenia – podczas ruszania i przyspieszania. W pojazdach z napędem w pełni hybrydowym może być również używany oddzielnie. Zasięg elektryczny Toyoty Prius wynosi około 2 km na raz. Na pierwszy rzut oka to nie wystarczy, jeśli błędnie wyobrazimy sobie, że podczas całej podróży silnik elektryczny wystarczy na tak krótki dystans, a przez resztę czasu będzie bezużyteczny. W przypadku hybryd Toyoty jest odwrotnie. Silnik elektryczny jest używany prawie stale - albo do obsługi jednostki benzynowej, albo do samodzielnej pracy. Jest to możliwe dzięki temu, że układ napędowy niemal bez przerwy doładowuje akumulator za pomocą dwóch opisanych powyżej mechanizmów.
Skuteczność tego rozwiązania została potwierdzona testami przeprowadzonymi w ostatnim czasie przez Uniwersytet Rzymski. 20 kierowców nowego Priussa przejechało kilka razy w różnych porach dnia 74-kilometrową trasę po Rzymie i okolicach. Łącznie pokonany dystans w badaniu wyniósł 2200 km. Samochody przejechały średnio 62,5% drogi na samym napędzie elektrycznym, nie emitując spalin. Wartości te były jeszcze wyższe w typowej jeździe miejskiej. Układ odzyskiwania energii hamowania generował 1/3 energii elektrycznej zużywanej przez testowanego Priusa.
