Hybryda hybrydzie nierówna

Teoretycznie rzecz biorąc, hybrydą jest każdy pojazd wyposażony w więcej niż jeden rodzaj napędu. Tym sposobem także auta z zamontowanymi instalacjami gazowymi można by uznać za hybrydowe - wprawdzie nadal są wyłącznie spalinowe, ale korzystają z dwóch różnych paliw. Choć wydaje się to nieco naciągane, Amerykanie czasem korzystają z tej dwoistej natury benzynowo-gazowych samochodów i nazywają adaptowane modele hybrydami. My jednak skupimy się na pojazdach z elektrycznymi jednostkami napędowymi pracującymi „ramię w ramię” z tłokowymi i systemami takie jak start-stop czy odzysk energii kinetycznej podczas hamowania.

DaimlerSmart Fortwo MHD

Pierwszą i najprostszą kategorię stanowią tzw. mikrohybrydy, które powstają w oparciu o relatywnie najmniejsze nakłady techniczne i finansowe. Nie jeżdżą one za sprawą elektronów pobieranych z dużego i wydajnego akumulatora, lecz korzystają wyłącznie z konwencjonalnego źródła mocy. Dysponują jednak systemem start-stop z małym silnikiem elektrycznym (3-5 kW), pełniącym rolę szybkiego rozrusznika po zatrzymaniu spalinowego „serca” np. na światłach lub przejeździe kolejowym. Połączenie z zasadniczym motorem realizowane jest bezpośrednio lub poprzez pasek napędzający, przy czym ten drugi wariant ma tę zaletę, że pozwala odzyskać pewną część energii ruchu. Uzyskiwane oszczędności paliwa nie powalają, wynoszą bowiem ok. 3-4%, ale w gęstych korkach da się realnie uzyskać więcej. Rozwiązania typu MHD (microhybrid) są już stosunkowo powszechne i dostępne nawet w takich „mainstreamowych” modelach jak Kia Cee’d, stale zyskując na popularności, niestety ku utrapieniu warsztatów montujących instalacje LPG, ponieważ jak dotąd nie wymyślono sposobu na adaptację samochodu samoczynnie wyłączającego się na każdym postoju. Oby były to tylko „przejściowe trudności”.

HondaInsight

Kolejnym „stopniem wtajemniczenia” są tzw. półhybrydy, w których silnik elektryczny ma już więcej do powiedzenia, ale nie gra jeszcze pierwszych skrzypiec jak w modelach najbardziej zaawansowanych technologicznie. Funkcja jednostki na prąd jest nadal wspomagająca, ale na wyższym o jeden szczebel poziomie. Zamiast tylko zapewniać szybki rozruch, częściowo wyręcza „spalinowca” w najmniej wydajnych fazach jego pracy, a więc przy prędkościach obrotowych bliskich tych charakterystycznych dla biegu jałowego oraz średnich. Elektryczny motor, tym razem już o mocy ok. 20 kW, wykonuje też funkcje typowe dla odpowiedników stosowanych w mikrohybrydach, czyli jest również rozrusznikiem (start-stop) i generatorem (odzysk), który odprowadza energię powstałą w czasie hamowania do większego już akumulatora. Nadal nie ma jednak możliwości jazdy bez użycia benzyny, nawet na minimalnych dystansach. Spadek zapotrzebowania na paliwo jest za to już dość wyraźnie odczuwalny (15-18%), a przy tym samochody z układami półhybrydowymi można kupić za całkiem rozsądne pieniądze, czego najlepszym przykładem jest prawdopodobnie Honda Insight.

BMWActiveHybrid X6

Najwyższym stadium zaawansowania hybryd pośród modeli dostępnych już na rynku są pełne hybrydy, z ikoniczną Toyotą Prius (i wszystkimi jej „krewnymi” spod znaku Lexusa) na czele. Silniki elektryczne w takich pojazdach mają znaczne moce, dochodzące do 150 kW (zazwyczaj mniejsze, na poziomie 30-60 kW), a baterie są na tyle pojemne (z reguły niklowo-metalowo-wodorkowe), że samochody potrafią pokonywać odległości rzędu kilku kilometrów (2 do 3, rzadko więcej) bez użycia kropli płynnego paliwa. Oszczędności wynoszą przyzwoite 20-25%, ale nabywcom przychodzi płacić za to wysoką cenę - hybrydy są po prostu drogie, a więc żeby wydane na początku pieniądze „wyciągnąć” z powrotem, trzeba nimi długo i intensywnie jeździć. Już niedługo, na przykładzie niemal gotowego do komercyjnego debiutu spalinowo-elektrycznego Aurisa, będziemy mogli, wykonując prosty matematyczny hokus-pokus, dokładnie sprawdzić, po jakim czasie i przebiegu zwróci się zakup odmiany bardziej ekologicznej. Pochodzący właściwie z tej samej „stajni” Lexus RX z dodatkową literką „h” w oznaczeniu jest od swojego benzynowego odpowiednika droższy o 17500 zł, ale przy cenie w okolicach ćwierć miliona zł nie jest to chyba tak bolesne, jak może się wydawać. W tym segmencie zresztą zakup hybrydy to bardziej kwestia prestiżu niż chęci obniżenia wydatków na stacji, a więc tego typu porównania lepiej robić z wykorzystaniem modeli bardziej „dla ludu”, jak wspomniany Auris.

ToyotaPrius plug-in, model koncepcyjny

Następnym krokiem, w dużej mierze pozostającym jeszcze w fazie prób, są hybrydy typu plug-in, a więc odmiana powyższych z powiększonymi, litowo-jonowymi akumulatorami. Zasięg w trybie czysto elektrycznym wynosi kilkadziesiąt (ok. 30-40) kilometrów, a więc tyle, ile dziennie wystarcza statystycznemu kierowcy, a po wyczerpaniu zasobów ogniw można podłączyć samochód do kontaktu na kilka godzin lub jechać dalej z wykorzystaniem jednostki tłokowej, przy czym auto w zasadzie staje się wówczas konwencjonalnym spalinowcem. Samochodów tego typu właściwie jeszcze nie ma, ale kilku producentów intensywnie nad nimi pracuje. Toyota jest w trakcie opracowywania Priusa w wersji plug-in, a więc można się spodziewać, że zmodyfikowany model aktualnej, 3. generacji lub jego następca będzie hybrydą z wtyczką. Chyba że i jego i wszystkie jemu podobne ubiegną hybrydy jeszcze bardziej zaawansowane...

GMChevrolet Volt

Pieśnią podobno wcale nie tak odległej przyszłości są bowiem samochody elektryczne z tzw. range extenderem, czyli bardzo niewielką jednostką spalinową (np. trzycylindrową o pojemności 1 litra) służącą wyłącznie generowaniu energii dla elektronowego pobratymca po wyczerpaniu się baterii (moc pracujących tłoków nie jest przekazywana wprost na koła, a do akumulatora, stamtąd zaś do silnika na prąd). Zasięg w odmianie bezemisyjnej wynosi nawet do 70 km, a łączny dochodzi aż do 500 i więcej km. Także i te samochody można ładować z gniazdka, a więc teoretycznie hybrydy rzędowe (tak się bowiem nazywają modele z „wydłużaczami zasięgu”) mogą nigdy nie zaznać smaku płynnego paliwa. Pośród modeli tego typu należy wymienić przede wszystkim osławionego Chevroleta Volta - czyli auto, o którym wszyscy słyszeli, ale mało kto na razie widział na własne oczy, co nie przeszkadza GM już teraz myśleć o drugiej generacji - i jego europejskiego „bliźniaka”, Opla Amperę. Nad własnym wariantem pracuje także Jaguar wespół z Lotusem oraz Mercedes, same range extendery opracowuje zaś wiele niezależnych ośrodków badawczych, stosując czasem bardzo wyszukane technologie (bezpośredni wtrysk i doładowanie są na porządku dziennym) w celu wyciśnięcia z benzyny ostatniego wata cennej energii.

Dokąd prowadzi cała ta ewolucja? Podobno do prądu, ale niekoniecznie całkiem bezpośrednio. Nadal nie wiadomo do końca, czy samochody jutra będą napędzane energią zmagazynowaną w wydajnych ogniwach, czy wytwarzaną „na pokładzie” z wodoru, jednak wydaje się przesądzone, że zwycięży elektryczność. Póki co kombinujmy, jak te wszystkie hybrydy konwertować na gaz, żeby jeździły jeszcze taniej i bardziej ekologicznie. Hyundaiowi i Kii już się udało, a więc warto próbować!