Silnik hybrydowy łączy silnik spalinowy z jednym lub kilkoma silnikami elektrycznymi. Elektroniczny system sam dobiera źródło napędu do warunków jazdy, a energia odzyskana podczas hamowania trafia do akumulatora trakcyjnego. Nie każdą hybrydę ładuje się jednak z gniazdka – zależy to od jej rodzaju.
Co to jest silnik hybrydowy?
Samochód z napędem hybrydowym korzysta z dwóch źródeł energii. Silnik spalinowy może napędzać koła, silnik elektryczny może go wspomagać, a w niektórych konstrukcjach samodzielnie wprawiać auto w ruch. Oba układy mogą pracować osobno albo jednocześnie.
Za współpracę odpowiada system zarządzania energią. Analizuje między innymi prędkość, położenie pedału przyspieszenia, zapotrzebowanie na moc i poziom naładowania akumulatora. Kierowca zazwyczaj nie musi ręcznie przełączać trybów pracy. Głównym celem takiego rozwiązania jest ograniczenie zużycia paliwa, szczególnie podczas ruszania i jazdy miejskiej, a także poprawa płynności napędu.
Jak działa napęd hybrydowy w praktyce?
Praca układu zmienia się zależnie od typu hybrydy, pojemności akumulatora i warunków na drodze. Typowy cykl jazdy można opisać w kilku etapach:
- Ruszanie – silnik elektryczny może wspomagać jednostkę spalinową. W pełnej hybrydzie lub PHEV może też samodzielnie wprawić samochód w ruch.
- Jazda ze stałą prędkością – system wybiera silnik spalinowy, elektryczny albo ich jednoczesną pracę. Przy niewielkim obciążeniu silnik spalinowy może zostać wyłączony.
- Przyspieszanie – silnik elektryczny dostarcza dodatkowego momentu obrotowego, dzięki czemu jednostka spalinowa nie musi samodzielnie pokrywać całego zapotrzebowania na moc.
- Zwalnianie i hamowanie – silnik elektryczny pracuje jak generator. Odzyskuje część energii kinetycznej i przekazuje ją do akumulatora trakcyjnego.
- Postój – silnik spalinowy może automatycznie się wyłączyć, a urządzenia pokładowe są zasilane z instalacji elektrycznej.
Odzyskiwanie energii podczas zwalniania nazywa się rekuperacją, czyli hamowaniem odzyskowym. Nie pozwala ono odzyskać całej energii zużytej wcześniej do jazdy, ale zmniejsza jej straty i może ograniczać zużycie tradycyjnych hamulców. Mechanizm ten przynosi największe korzyści w mieście, gdzie samochód często hamuje i ponownie rusza.
Rodzaje hybryd – MHEV, HEV i PHEV
Najważniejsza różnica między poszczególnymi układami dotyczy roli silnika elektrycznego, wielkości akumulatora i sposobu jego ładowania.
| Typ napędu | Ładowanie z gniazdka | Jazda na prądzie | Główne zastosowanie |
|---|---|---|---|
| MHEV – miękka hybryda | Nie | Nie, silnik elektryczny tylko wspomaga spalinowy | Jazda mieszana bez zmiany nawyków |
| HEV – pełna hybryda | Nie | Tak, krótko i zwykle przy małym obciążeniu | Miasto i jazda mieszana bez ładowania |
| PHEV – plug-in hybrid | Tak | Tak, na znacznie dłuższych odcinkach | Codzienne dojazdy z dostępem do ładowania |
MHEV, czyli mild hybrid, ma najmniejszy udział napędu elektrycznego. Układ, często pracujący przy napięciu 12 lub 48 V, wspomaga silnik spalinowy podczas ruszania i przyspieszania oraz odzyskuje energię przy zwalnianiu. Nie zapewnia typowej jazdy wyłącznie na prądzie i nie wymaga podłączania do ładowarki.
HEV, czyli full hybrid, wykorzystuje mocniejszy silnik elektryczny i większy akumulator. Może przez krótki czas poruszać się wyłącznie na energii elektrycznej. Akumulator ładuje się automatycznie podczas rekuperacji, a w określonych warunkach także dzięki pracy silnika spalinowego. Ten typ szczególnie dobrze pasuje do jazdy miejskiej.
PHEV ma największy akumulator spośród tych trzech rodzajów. Można go ładować z domowego gniazdka, wallboxa albo publicznej stacji. Po naładowaniu pozwala pokonywać codzienne odcinki wyłącznie na prądzie, a po wyczerpaniu energii przechodzi do pracy hybrydowej. Regularne ładowanie ma tu duże znaczenie. Bez niego kierowca wozi cięższy akumulator, ale nie wykorzystuje jego głównej zalety.
Jaki typ hybrydy wybrać?
Wybór zależy przede wszystkim od długości tras, miejsca użytkowania i dostępu do ładowarki. Poszczególne rozwiązania sprawdzą się w innych scenariuszach:
- MHEV będzie dobrym wyborem, jeśli chcesz ograniczyć zużycie paliwa bez ładowania samochodu i bez zmiany codziennych przyzwyczajeń. To zwykle prostsza oraz tańsza forma elektryfikacji, ale oszczędności są mniejsze niż w HEV.
- HEV pasuje do kierowcy jeżdżącego głównie po mieście lub drogach podmiejskich, często stojącego w korkach i niemającego dostępu do domowej ładowarki. Pozwala korzystać z napędu elektrycznego bez podłączania auta do prądu.
- PHEV ma sens, gdy możesz regularnie ładować samochód w domu albo w pracy, a codzienne trasy mieszczą się w jego zasięgu elektrycznym. Sprawdzi się też u osób, które na co dzień chcą jeździć na prądzie, ale podczas dalszych podróży potrzebują silnika spalinowego.
Nie istnieje jeden najoszczędniejszy typ hybrydy w każdych warunkach. HEV zwykle dobrze wykorzystuje rekuperację w mieście. PHEV może zużywać najmniej paliwa na krótkich trasach, jeśli jest regularnie ładowany. MHEV pozostaje rozwiązaniem dla osób, które chcą częściowego wsparcia elektrycznego bez obsługi ładowarki.
W skrócie: MHEV wybierz dla prostego wspomagania bez ładowania, HEV do miasta i jazdy bez dostępu do gniazdka, a PHEV, gdy możesz regularnie ładować auto i chcesz pokonywać codzienne trasy głównie na prądzie.
