Čo vlastne máme na mysli, keď hovoríme o automobile s hybridným pohonom? V skratke to znamená kombináciu klasického spaľovacieho motora – väčšinou benzínového, ale dnes už aj dieselového – a prídavného elektromotora. Výsledkom takéhoto vzťahu je, že hybridy sú v porovnaní s autami využívajúcimi výhradne benzínový alebo naftový spaľovací motor šetrnejšie k životnému prostrediu. Spaľovací motor a elektromotor môžu spolupracovať na viacerých úrovniach a pri rôznom rozdelení úloh. Dostávame sa k deleniu hybridných systémov do jednotlivých kategórií.
Najznámejším delením hybridov je ich rozlišovanie podľa stupňa elektrifikácie. Pri tomto rozdelení hovoríme o takzvaných mild-hybridoch, full-hybridoch – tie sa označujú tiež jednoducho ako hybridy – a plug-in hybridoch. Okrem stupňa elektrifikácie hybridy môžeme rozdeľovať aj podľa toku energie. V tomto prípade ide o sériové, sériovo-paralelné a paralelné hybridy. Do tejto kategórie si ešte dovolíme zaradiť aj tzv. „through the road“ hybridy.
Sériový hybrid
Sériový hybrid spoznáte podľa toho, že na pohon kolies využíva výhradne elektromotor. Ten pri svojej činnosti čerpá elektrickú energiu z akumulátora, ktorému ju vyrába a následne dodáva spaľovací motor. Dodávka elektrickej energie prebieha za pomoci generátora, ktorý cez invertor mení striedavý prúd na jednosmerný a ten ukladá do akumulátora.
Výhodou sériového hybridu je, že spaľovací motor môže byť teoreticky uložený kdekoľvek vo vozidle, pretože nie je mechanicky spojený s kolesami a nie je napojený ani na prevodovku. Zároveň nemusí byť mimoriadne výkonný, pretože v prípade potreby elektromotor využije nahromadenú energiu z akumulátora. Nevýhodu sériového hybridu predstavuje zložitosť systému a straty, ktoré vznikajú pri viacnásobnej premene energie.
Paralelný hybrid
Ako už napovedá názov, paralelný hybrid do pohonu zapája spaľovací motor aj elektromotor. Kolesá pritom dokážu roztáčať spoločne i každý zvlášť, čo vo výsledku zaručuje vyššiu efektivitu. Spaľovací motor sa na pohone obvykle podieľa cez automatickú prevodovku a svojou prácou zároveň dobíja batériu. Elektromotor je v prípade paralelného hybridu umiestnený v rovnakej jednotke s generátorom a slúži aj na rekuperáciu energie.
Výhodou paralelného hybridného systému je jeho kompaktná konštrukcia a v porovnaní so sériovým hybridom aj lepšia efektivita pri vyšších rýchlostiach. Auto totiž môže využiť celý potenciál, ktorý vzniká pri zapojení spaľovacieho motora aj elektromotora súčasne.
Sériovo-paralelný hybrid
Pri sériovo-paralelnom hybride hovoríme o technicky najkomplikovanejšom, ale zároveň najúčinnejšom hybridnom systéme súčasnosti. Aj tu sa o pohon dokážu postarať elektromotor aj spaľovací motor. Aj tu dokážu pracovať súčasne, no ich výkon v tomto prípade rozdeľuje planétová automatická prevodovka. Tá sa snaží v závislosti od situácie využívať výhody každého z nich.
V praxi to znamená, že riadiaca jednotka pri pomalej jazde v kolóne alebo pri rozjazde z miesta využije elektromotor, ktorý je v daných podmienkach účinnejší. Pri prudkej akcelerácii alebo pri jazde vo vysokej rýchlosti však zapojí aj spaľovací motor a využije ich vyšší kombinovaný výkon.
Výhodou sériovo-paralelného výkonu je hlavne výrazná úspora paliva predovšetkým v mestských podmienkach, kde zároveň auto produkuje nižšie emisie CO2. Nevýhodou je komplikovaná konštrukcia, ktorá je pre viaceré automobilky stále príliš nákladná.
Through the road hybrid
Tento typ hybridného systému spomíname preto, že vo svojej podstate ide tiež o paralelný hybrid. Využíva sa však len ojedinele a výhradne vo vozidlách s pohonom oboch náprav. Spaľovací motor tu poháňa jednu nápravu a elektromotor druhú. Spaľovací motor poháňa obvykle prednú nápravu a v bežných podmienkach sa o pohon stará sám. Ak sa však auto dostane mimo cesty a potrebuje zapojiť aj pohon zadnej nápravy, o slovo sa prihlási elektromotor.
Výhodou TTR hybridu je, že nápravy nemusia byť hriadeľom spojené mechanicky a pomoc elektromotora sa následne odrazí v spotrebe paliva.
Správne pochopenie viacerých druhov hybridných pohonov nás teraz posúva k deleniu hybridov podľa stupňa ich elektrifikácie. Pozrime sa teda bližšie na to, čo môžeme na súčasnom trhu nájsť.
Mild-hybrid (MHEV)
Začíname najjednoduchším typom hybridu, ktorý sa momentálne nachádza v ponuke prakticky každej automobilky. V skratke by sa dalo povedať, že mild-hybrid je len pokročilejší typ známeho štart-stop systému, no v praxi má o niečo viac úloh. Mechanický štartér tu síce nahrádza malý elektromotor – akýsi reverzibilný a zosilnený alternátor, ktorý však nedokáže auto poháňať sám.
O pohon sa neustále stará klasický spaľovací motor, ale v určitých podmienkach požiada o podporu elektromotor. Ten pomôže spaľovaciemu motoru pri rozbiehaní sa z miesta, zrýchľovaní alebo vtedy, keď vodič potrebuje náhle zrýchliť. Tým vlastne zvýši výkon na kolesách. Okrem toho však môže dopomôcť spaľovaciemu motoru aj pri bežnej jazde a to vtedy, keď je v akumulátore naakumulované dostatočné množstvo energie. Tým zasa zníži spotrebu – koľko kilowattov totiž dodá elektromotor, o toľko menej musí dodať spaľovací motor. Elektromotor, samozrejme, aj rekuperuje energiu a ukladá ju do väčšieho akumulátora – väčšinou 48-voltového. Výrobcovia sa často chvália, že ponúkajú hybridné modely aj v prípade, že majú na mysli iba mild-hybrid. Stáva sa však aj to, že auto s mild-hybridným systémom nie je nijako špeciálne označené a majiteľ ani nemusí vedieť, že v niektorých situáciách má k dispozícii aj malinký elektromotor.
Pri kúpe mild-hybridu tak môžete rátať s úsporou paliva na úrovni 10 – 15 percent, no v žiadnom prípade sa nemôžete spoliehať na elektrický pohon ani na krátku dobu. Tu je elektromotor skutočne len občasným pomocníkom.
Full-hybrid (HEV)
Automobil, ktorý patrí do rodiny full-hybridov, využíva na svoj pohon spaľovací motor, elektromotor alebo ich kombináciu. Základný rozdiel oproti jednoduchšiemu mild-hybridu však predstavuje možnosť bezemisnej jazdy výhradne na elektrickú energiu.
V praxi to znamená, že pri mestskej jazde môže full-hybrid množstvo času jazdiť bez toho, aby sa o slovo prihlásil spaľovací motor. O pohon sa totiž dokáže postarať elektromotor, ktorý energiu čerpá z akumulátora. Vďaka schopnosti účinnej rekuperácie sa časť energie pri brzdení alebo jazde z kopca vracia späť do batérie.
V prípade, že sa batéria vybije, alebo vodič náhle potrebuje väčšiu dávku výkonu, riadiaca jednotka povolá do boja aj spaľovací motor. Ten sa okrem samotného pohonu dokáže v spolupráci s generátorom postarať aj o rýchle doplnenie batérie tak, aby mohol auto neskôr zas poháňať iba elektromotor.
Pre majiteľa je v prípade full-hybridu výhodou, že auto nemusí (a ani nemôže) dobíjať z externého zdroja. Hybridný systém sa počas jazdy dobíja sám. Výhradne na elektrickú energiu však prejde v jednom kuse len jeden-dva kilometre a samotná jazda je tak väčšinu času súhrou elektromotora a spaľovacieho motora, ktorá je riadená inteligentnou riadiacou jednotkou alebo vôľou vodiča.
Obrovskou výhodou full-hybridov je aj mimoriadne nízka spotreba paliva. Ak vodič jazdí rozumne a často využíva elektrický pohon, s full-hybridom dokáže dlhodobo jazdiť so spotrebou nižšou ako 4 litre. Bonusom je v tomto prípade možnosť vjazdu do tzv. bezemisných mestských zón.
Plug-in hybrid (PHEV)
Majitelia plug-in hybridov sú v podstate majiteľmi polovičných elektromobilov. Auto s týmto typom hybridného pohonu je totiž schopné dlhodobo jazdiť výhradne na elektrinu. Ak je v batérii dostatok elektrickej energie, potom má vodič dve možnosti. Buď jazdí v elektrickom režime a spaľovací motor zostane vypnutý, alebo ho naštartuje a ušetrí elektrickú energiu uloženú v akumulátore.
Bežné plug-in hybridy majú elektrický dojazd okolo 50 kilometrov, no nájde sa plug-in hybrid s dojazdom aj 100 km. Plug-in hybridy sú, samozrejme, schopné energiu rekuperovať aj počas jazdy. Keďže sú však pripravené jazdiť v čisto elektrickom režime desiatky kilometrov, musia mať väčšiu batériu s dostatočnou kapacitou. Obvykle okolo 10 – 15 kWh a tie sa nabíjajú z externého zdroja. V porovnaní s elektromobilom, ktorý potrebuje ešte väčšiu batériu, sa plug-in hybrid dobije pomerne rýchlo. Z domácej siete obvykle do štyroch hodín.
Plug-in hybridy majú veľký zmysel pre ľudí, ktorých denný nájazd neprekročí 50 kilometrov. Ak si totiž majiteľ dokáže batériu dobiť cez noc, spaľovací motor väčšinu času vôbec nepotrebuje a šetrí tým peniaze, pretože elektrina je stále lacnejšia ako fosílne palivá.
Pri dlhšej jazde napríklad na letnú dovolenku je pri plug-in hybride stále k dispozícii aj spaľovací motor a vodič nemusí prispôsobovať trasu polohe nabíjacích staníc.
Nový Citroën C5 Aircross SUV Hybrid: ë-comfort class SUV prichádza!