Samochody hybrydowe są swego rodzaju pomostem pomiędzy autami spalinowymi a elektrycznymi. W napędzie każdego z nich można znaleźć zarówno silnik spalinowy, jak i silnik elektryczny. Z tego materiału można się dowiedzieć, jak działają samochody hybrydowe, jaki mają zasięg oraz jakie hybrydy można znaleźć na polskim rynku.
Z określeniem samochód hybrydowy możemy spotkać się bardzo łatwo, kiedy poszukujemy samochodu dla siebie. Hybrydy są obecne na polskim rynku od 18 lat, dlatego do wyboru jest nie tylko wiele nowych modeli, ale także niemała pula aut używanych.
Auta hybrydowe są bardzo popularne, i to nie tylko w krajach Europy Zachodniej, ale również w Polsce. Nie trzeba lepszych dowodów na to, niż ten, że najpopularniejszy w naszym kraju producent, czyli Toyota z ponad 16-procentowym udziałem w polskim rynku, nie tylko ma w swojej ofercie ogromną liczbę samochodów hybrydowych, lecz także ponad połowę sprzedaży marki (57% w 2021 roku) stanowią właśnie hybrydy. Jak łatwo policzyć oznacza to prawie 10-procentowy udział samochodów hybrydowych (i to tylko jednej marki) wśród wszystkich nowych samochodów sprzedawanych nad Wisłą.
Dlaczego samochody hybrydowe są tak popularne? Stoi za tym kilka czynników. Po pierwsze hybrydy są naturalnym stopniem pomiędzy samochodami spalinowymi a elektrycznymi, a właśnie w kierunku elektromobilności zmierza cała motoryzacja. Po drugie przemawiają za nimi czynniki ekologiczne. W związku z wykorzystaniem w samochodach hybrydowych silników elektrycznych, są one bardziej przyjazne dla środowiska. Emitują mniej szkodliwych związków i spalają mniej paliwa pochodzącego ze źródeł kopalnych.
Trzecim z czynników są względy czysto ekonomiczne. Samochody hybrydowe, jak pisaliśmy wcześniej, zużywają mniej benzyny niż zwykłe spalinowe, więc ich utrzymanie jest tańsze. W konstrukcji napędu hybrydowego wykorzystywane są silniki elektryczne, które są mniej awaryjne i bardziej długotrwałe od jednostek spalinowych. Ich rolą jest wspieranie lub zastępowanie silnika benzynowego w trudnych zadaniach, jak ruszanie i przyspieszanie, dlatego jednostka benzynowa w napędzie hybrydowym jest odciążona i bardziej trwała. Samochody hybrydowe, choć bardzo nowoczesne, są w stanie wygenerować ogromne przebiegi bez poważniejszych usterek. Potwierdzają to doświadczenia taksówkarzy, którzy hybrydowe modele Toyoty użytkują przez setki tysięcy, a nawet ponad milion kilometrów, wymieniając wyłącznie części eksploatacyjne.
Samochody hybrydowe to nie tylko pomost pomiędzy samochodami spalinowymi a elektrycznymi, lecz także najbardziej zaawansowane i wydajne samochody, w których znaleźć można silnik spalinowy. Co więcej, łączą one to, co najlepsze z tych dwóch światów – duży zasięg samochodów spalinowych oraz wysoką wydajność i dynamikę, charakterystyczną dla samochodów elektrycznych.
Samochód hybrydowy nie zawsze oznacza dokładnie to samo – na rynku można spotkać ich różne rodzaje. Auta hybrydowe można podzielić na różne grupy na co najmniej kilka sposobów, ale najczęściej dzieli się je ze względu na stopień hybrydyzacji. W takim przypadku rozróżnić można miękkie hybrydy (MHEV), pełne hybrydy (HEV) oraz hybrydy plug-in (PHEV). Aby lepiej to sobie wyobrazić, każdą z nich można opisać jako kolejny stopień ewolucji pomiędzy samochodem spalinowym a elektrycznym. Najbardziej spokrewnione z autami spalinowymi są hybrydy typu MHEV. Hybrydy HEV umieścić można mniej więcej pośrodku, a najbliższe samochodom elektrycznym są hybrydy typu PHEV.
Samochody hybrydowe typu PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) są rozwinięciem aut hybrydowych – tzw. pełnych hybryd, czyli HEV, które opiszemy w dalszej części tego tekstu. Samochody hybrydowe typu PHEV (czy też hybrydy z wtyczką, jak bardzo często się takie auta hybrydowe nazywa), od pełnych hybryd HEV odróżnia możliwość ich ładowania z zewnętrznego źródła energii elektrycznej, czyli dokładnie tak samo, jak ma to miejsce w przypadku samochodów elektrycznych.
Samochody hybrydowe typu plug-in hybrid (PHEV) podobnie jak klasyczne samochody hybrydowe (HEV) mogą być napędzane za pomocą silnika elektrycznego, silnika spalinowego bądź obu jednocześnie. Tak samo jak pełne hybrydy, mogą one odzyskiwać energię mechaniczną, pochodzącą z hamowania lub zwalniania i zamieniać ją w energię elektryczną do ponownego wykorzystania.
Auta PHEV wyróżniają akumulatory o pojemności znacznie większej, niż w samochodach hybrydowych, ale mniejszej niż w elektrycznych. Hybrydy plug-in są bowiem w stanie przez kilkadziesiąt kilometrów korzystać wyłącznie z napędu elektrycznego. To bardzo ważna zaleta samochodów hybrydowych PHEV.
Akumulatory samochodów hybrydowych plug-in zazwyczaj dobierane są tak, aby ich pojemność wystarczała na typową codzienną trasę przeciętnego kierowcy. W związku z tym np. w mieście, przy typowym użytkowaniu (badania mówią, że typowy kierowca pokonuje ok. 50 km dziennie, poruszając się po mieście) auto takie w praktyce jest elektryczne, ze wszystkimi zaletami samochodów elektrycznych, a więc z ich dynamiką, ciszą, komfortem podróżowania i płynnością jazdy. A jednocześnie ładowanie baterii hybrydy plug-in trwa znacznie krócej niż auta elektrycznego.
Przy czym auta takie mogą być także ładowane na stacjach, dokładnie w ten sam sposób, co samochody elektryczne. Mają jednak tę zaletę, że jeśli akumulator jest na wyczerpaniu, a nie ma możliwości jego naładowania, wciąż w odwodzie pozostaje silnik spalinowy, który będzie napędzać samochód, a przy okazji może posłużyć do naładowania baterii. Jest to bardzo przydatna funkcja, jeśli czeka nas wjazd do strefy czystego transportu w centrum miasta. Znakomita większość aut tego typu, a na pewno wszystkie Toyoty PHEV, czyli RAV4 Plug-in Hybrid i Prius Plug-in Hybrid, są wyposażone w specjalny tryb pracy, podczas którego ładowane są akumulatory samochodu.
Zaletą samochodów PHEV w porównaniu z samochodami wyłącznie elektrycznymi jest także ich nieco niższa cena, na którą wpływają mniejsze (a więc tańsze) akumulatory, które dodatkowo nie muszą być wyposażone w najnowsze i najszybsze technologie ładowania. Bateria hybrydy plug-in nie musi być ładowana bardzo szybko, bo ma mniejszą pojemność.
Hybrydy plug-in Toyoty mają tę przewagę nad wieloma innymi rozwiązaniami typu PHEV na rynku, że ich podstawą jest pełny napęd hybrydowy Toyoty, do którego dołożono sekcję ładowania i większą baterię. Oznacza to, że nawet po zużyciu energii naładowanej z zewnętrznego źródła na jazdę w trybie elektrycznym samochód nie przełącza się na sam silnik benzynowy, lecz korzysta z pełnego układu hybrydowego, który odzyskuje energię z hamowania i oszczędza paliwo.
RAV4 Plug-in Hybrid i napędem na cztery koła AWD-i to najmocniejszy model w historii RAV4 – układ hybrydowy z silnikiem 2.5 o mocy 306 KM pozwala mu się rozpędzić od 0 do 100 km/h w 6,0 sekund. Dzięki znacznemu wsparciu elektrycznych silników napędzających przednią i tylną oś jednostka benzynowa może pracować przy niższych obrotach, co obniża poziom hałasu. Ładowanie baterii przez gniazdko 230 V/32 A trwa 2,5 godziny. Tryb EV jest jego domyślnym trybem pracy, w którym rozpędza się do 135 km/h. Toyota RAV4 Plug-in Hybrid ma zasięg do 75 km, a w mieście auto może pokonać nawet 98 km.
Po wykorzystaniu energii naładowanej z sieci samochód cały czas porusza się w niskoemisyjnym trybie hybrydowym, który w mieście korzysta wyłącznie z silnika elektrycznego przez ponad połowę czasu jazdy.
Samochody hybrydowe typu MHEV to tzw. miękkie hybrydy. MHEV jest skrótem od angielskiej nazwy Mild Hybrid Electric Vehicle. Podobnie jak w innych typach samochodów hybrydowych, w autach MHEV stosuje się zarówno silnik spalinowy, jak i silnik elektryczny.
W odróżnieniu od pełnych hybryd, miękkie hybrydy wyposażone są w niewielki silnik elektryczny, który ze względu na niską moc nie jest w stanie samodzielnie napędzać samochodu. Przede wszystkim służy jako rozrusznik i alternator. Używany jest także jako wsparcie dla silnika spalinowego np. przy przyspieszaniu, głównie do zmniejszania spalania oraz obniżania emisji spalin. Silnik elektryczny w samochodzie hybrydowym typu MHEV wykorzystywany jest również do odzyskiwania energii wytwarzanej podczas hamowania lub zwalniania, która przekazywana jest do akumulatora trakcyjnego.
W miękkich hybrydach silnik spalinowy jest wyłączany na postoju oraz podczas jazdy na biegu jałowym, kiedy auto porusza się w tzw. trybie żeglowania, ale uruchamia się zawsze po wciśnięciu pedału gazu. Nie możemy więc liczyć na ciche ruszenie na samym silniku elektrycznym, jak to ma często miejsce, gdy prowadzimy pełną hybrydę.
Samochody hybrydowe typu HEV to tzw. pełne hybrydy, czyli auta, które najczęściej kojarzymy ze słowem hybryda. HEV jest skrótem od angielskiej nazwy Hybrid Electric Vehicles. HEV wykorzystuje oba typy silników – spalinowy oraz elektryczne, które mogą napędzać samochód. Mogą robić to zarówno osobno, jak i jednocześnie.
Silnik spalinowy, oprócz napędzania samochodu hybrydowego, może także ładować baterię trakcyjną. W hybrydach Toyoty ten mechanizm został tak dopracowany, aby jak najczęściej utrzymywać jednostkę spalinową w optymalnym, czyli oszczędnym zakresie obrotów, a nadwyżkę mocy kierować do napędzania generatora, który ładuje baterię. Ponadto auto hybrydowe wyposażone jest w układ odzyskujący energię pochodzącą ze zwalniania oraz z hamowania.
Energa mechaniczna przetwarzana jest w elektryczną (za pomocą sinika elektrycznego pracującego jako generator) i przechowywana w akumulatorze samochodu hybrydowego.
Choć pełny napęd hybrydowy ma mniejszą baterię niż hybryda plug-in, dzięki wydajnemu systemowi odzyskiwania energii szeroko wykorzystuje silnik elektryczny. Świetnym przykładem jest nowa Toyota Yaris Hybrid. Jak sprawdzili eksperci z Politechniki Poznańskiej oraz Politechniki Krakowskiej, w miejskich warunkach może on nawet przez 77,6% czasu jazdy i na 66,1% pokonanej trasy poruszać się w trybie elektrycznym. Ten spektakularny wynik to efekt ponad 25 lat doświadczeń Toyoty w produkcji i rozwoju napędów hybrydowych, które zaowocowały wprowadzeniem na rynek czwartej generacji tej technologii.
Jaki zasięg mają samochody hybrydowe wyłącznie na napędzie elektrycznym? Realny zasięg samochodów hybrydowych w trybie elektrycznym zależy od typu samochodu hybrydowego, jego efektywności i zastosowanych rozwiązań oraz od stylu jazdy.
W przypadku samochodów hybrydowych typu MHEV w ogóle nie można mówić o zasięgu w trybie elektrycznym. Miękkie hybrydy na prądzie nie przejadą ani kilometra. Ich silniki elektryczne nie są bowiem w stanie samodzielnie napędzać samochodu.
Zasięgi w trybie elektrycznym samochodów hybrydowych typu HEV, czyli klasycznych, pełnych hybryd są zazwyczaj niewielkie w jednym ciągu, ale po zsumowaniu podczas całego przejazdu mogą dawać całkiem dobre wyniki – szczególnie w mieście lub na przedmieściach. Generalnie można założyć, że im nowocześniejszy i nowszej generacji napęd hybrydowy, tym większy będzie elektryczny zasięg. Tak jak pisaliśmy wcześniej, najnowocześniejsze klasyczne samochody hybrydowe czwartej generacji, mimo że nie są hybrydami ładowanymi z gniazdka, mogą poruszać się w mieście w ok. 70 procentach w trybie wyłącznie elektrycznym.
Największe zasięgi w trybie elektrycznym mają samochody hybrydowe typu plug-in (PHEV). Akumulatory w nich stosowane mają pojemność, która wystarcza na przejechanie typowego dziennego dystansu, jaki w mieście pokonują statystyczni kierowcy. W praktyce może to być od 30, przez 50 aż do 70-80 km, w przypadku najbardziej efektywnie pracujących hybryd z największymi akumulatorami. W praktyce hybrydy plug-in na co dzień mogą być więc wyłącznie elektryczne, a w trasie zapewniają komfort auta spalinowego, które można zatankować w kilka minut na każdej stacji.
Wybierając samochód hybrydowy, warto zwracać uwagę na marki, które z hybrydami mają największe doświadczenie, i samochody takie mają w swojej ofercie od lat. Pionierem technologii hybrydowej jest Toyota, która w powszechnej opinii jest wręcz synonimem słowa hybryda. Myślisz „hybryda” – mówisz „Toyota”. To powiedzenie nie wzięło się znikąd. W ciągu 25 lat obecności na rynku hybrydowe Toyoty znalazły na świecie niemal 20 milionów nabywców, dzięki temu, że są nie tylko oszczędne i ekologiczne, lecz także wysoce bezawaryjne, nawet jak na bardzo wysokie standardy Toyoty, która słynie z jakości swoich samochodów.
Toyota na całym świecie oferuje bardzo bogatą gamę samochodów hybrydowych. W każdym segmencie znaleźć można model z tym napędem. W Europie hybrydowa może być zarówno mała, miejska Toyota Yaris, kompaktowa Corolla, czy duży hybrydowy sedan Camry, jak i cała gama SUV-ów – od miejskiej Toyoty Yaris Cross, przez stylowego C-HR, aż po RAV4 i Highlandera, czy ikonę samochodów hybrydowych – Toyotę Prius.
Więcej:
Materiał partnera