Hybridní perspektivy
Alternativní způsoby pohonu automobilů se dnes dělí na dva základní druhy: na ty, které i nadále využívají spalovacího motoru a na ty, které s ním již vůbec nepočítají. Do té první patří dnešní hybridní systémy a také různá alternativní paliva, do...
Alternativní způsoby pohonu automobilů se dnes dělí na dva základní druhy: na ty, které i nadále využívají spalovacího motoru a na ty, které s ním již vůbec nepočítají. Do té první patří dnešní hybridní systémy a také různá alternativní paliva, do druhé elektromobily. Dnešní hybridy jsou do značné míry chápány jako příprava na elektromobily a v mnoha ohledech pro ně připravují cestu.
Spalovací motor samozřejmě není a ještě dlouho nebude „mrtvý“. I nadále probíhá jeho vývoj, daný především tlakem na snižování škodlivých emisí a snižování spotřeby stále dražších paliv. To vše při zachovávání či dokonce zvyšování výkonnosti. Je jisté, že kdyby svět neměl ropu, řeší svou mobilitu pomocí elektromobilů. Jejich vývoj však objev spalovacího motoru přibrzdil, respektive zcela zastavil na více než sto let. Současnost je teprve začátkem jejich renesance – automobilky myslí strategicky a vědí, že pouze se spalovacími agregáty pro budoucnost nevystačí. Hybridní technologie prodlouží díky nižší spotřebě možnost využití fosilních paliv o mnoho desetiletí, i poté bude možno spalovat různá alternativní paliva, ať již zemní plyn, vodík, etanol...
Hybridní systémy dneška
Dnes existující hybridní vozy jsou efektivnější variantou klasických automobilů. Elektromotor je u nich zdrojem dodatečné hnací síly, využitelné v okamžicích potřeby špičkového výkonu nebo v režimech, které se vyznačují zbytečně vysokými emisemi (rozjíždění vozu, chod motoru na volnoběh). Instalace akumulátorů navíc umožňuje získávat zpět energii během brzdění (rekuperace), což významně ovlivňuje celkovou energetickou bilanci hybridu. Pro další zvýšení efektivty se začíná uvažovat o hybridech s většími bateriemi, které je možno dobíjet a ujet na ně běžnou cestu do práce a zpět. Tím by se dostával spalovací motor ke slovu pouze při delších cestách.
Přístup automobilek k řešení hybridního systému je rozdílný, protože možností, jak a jakou měrou elektromotr či více elektromotorů do systému pohonu automobilu zapojit, je celá řada. Z hlediska uplatnění hybridních systémů v masové výrobě jsou nejdále automobilky Toyota a Honda, svou ztrátu se snaží postupně dohánět také americké automobilky, na jejichž domácím trhu se hybridům daří nejvíce. Evropské automobilky dlouho nevěnovaly hybridním technologiím velku pozornost, v poslední době se ale situace mění. Například koncern PSA Peugeot Citroën připravuje na rok 2010 produkci prvního hybridu se vznětovým motorem, BMW vyvíjí vlastní systém s pomocným elektomotorem Active Transmission a kromě toho již uvedl na trh systém Efficient dynamics, což je dnes již známý systém Start-Stop doplněný rekuperací energie. Své plány v této oblasti má také Volkswagen a Mercedes.
Japonci vedou
Lídry segmentu hybridních automobilů jsou dnes japonské automobilky Toyota a Honda. Honda uvedla na trh hybridní automobil nejprve v podobě malého kupé Insight v roce 1999. O čtyři roky později přidala Civic Hybrid, využívající shodného principu systému IMA (Integrated Motor Assist). Elektromotor v něm však plní pouze funkci zdroje pomocné hnací síly a nemůže vůz samostatně pohánět jako u systémů Toyoty a Lexusu. Zatím posledním přírůstkem v rodině hybridů od Hondy je Accord Hybrid, který je poháněn motorem 3.0 V6 i-VTEC o výkonu 166 kW. Elektromotor má výkon pouze 19 kW a je principiálně určen k tomu, aby startoval spalovací motor. Ten je vypínán vždy, když automobil zastaví. Až potud je to tedy podobný systém jako Efficient Dynamics od BMW. U Accordu Hybrid však může elektromotor navíc pracovat do společné zátěže a přidat svůj výkon k výkonu šestiválce.
Nejvíce dnes zapojuje elektromotry do pohonu svých vozů Toyota. V její nabídce je dnes již druhá generace modelu Prius a celkem tři hybridní modely luxusní značky Lexus: LS600h, GS450h a RX400h. Hybridní systém Toyoty, nazvaný Hybrid Synergy Drive nebo Lexus Hybrid Drive, staví na možnosti pohánět vůz alespoň po určitou dobu pouze elektromotorem. Typicky při rozjezdu nebo jízdě nízkou rychlostí městem. Za jízdy pak elektromotor asistuje spalovacímu motoru zejména při akceleraci, zatímco při dosažení vyšších rychlostí již pracuje spalovací agregát samostatně.
Zpět získává systém potřebnou elektrickou energii především při brzdění – kdykoli sundá řidič nohu z pedálu plynu, začíná se převádět pohybová energie na elektrickou. Při brzdění se nejprve zapojuje generátor a teprve když jeho odpor nestačí na potřebné zpomalování, nastupují klasické brzdy. Kromě toho může být samozřejmě poháněn generátor také spalovacím motorem. Dochází k tomu zejména v situacích, kdy je potřeba zvýšit zátěž motoru tak, aby byla efektivita jeho práce optimální. Při nízkých zatíženích totiž pracuje spalovací motor až příliš neefektivně. Elektronika neustále hlídá dostatečnou zásobu elektrické energie v akumulátorech a vyhodnocuje aktuální situaci, aby celý systém pracoval co nejefektivněji. Díky tomu může rozměrné SUV Lexus RX400h s šestiválcem 3,3 l a dvěma elektromotory (jeden pro zadní nápravu) jezdit s průměrnou spotřebou nepřesahující 10 l/100 km, zatímco běžná verze tohoto vozu se stejným spalovacím agregátem potřebuje minimálně o tři litry paliva více. Podobnou koncepci má i luxusní osmiválcový Lexus LS600h, zatímco sedan GS450h kombinuje motor 3.5 V6 vybavený přímým vstřikováním paliva s jedním elektromotorem.
Nejrozšířenějším hybridním vozidlem na světě je ale Toyota Prius. Průměrně se druhá generace tohoto vozu s rozměry střední třídy spokojí se 4,3 litry benzinu na 100 km, emise CO2 činí pouze 104 g/100 km. Elektromotor poskytuje výkon až 50 kW, spalovací agregát 1.5 77 kW. Jako u všech elektromotorů je zajímavý i v tomto případě hlavně točivý moment, který již prakticky od nulových otáček nabízí 400 Nm! Automobilka Toyota dnes svou hybridní technologii dodává dokonce i konkurenci – například Nissanu pro hybridní verzi modelu Altima.
Autor: Richard Plos
Celý článek přináší zářijový FLEET