• Podczas paryskiej wystawy show skradł jednak inny elektryczny pojazd, w którym legendarny konstruktor samochodowy zademonstrował jeszcze większą kreatywność i innowacyjność. 
• Samochód Semper Vivus był za ciężki, sprawiał problemy podczas kierowania i nie nadawał się do produkcji seryjnej.
• Większość hybryd pozbawiona jest podzespołów mechanicznych narażonych na zużycie, takich jak sprzęgło, koło dwumasowe, turbina czy alternator. 
• Objawem zanieczyszczonego filtra może być zbyt często włączający się wentylator chłodzący akumulator. W takich przypadkach należy wyczyścić filtr siatkowy lub wymienić wkład filtracyjny.

Samochody hybrydowe zyskują na popularności nie tylko ze względu na oszczędność paliwa. Przede wszystkim są obecnie bardziej niezawodne niż ich odpowiedniki napędzane wyłącznie silnikami benzynowymi lub Diesla.

Technologia samochodów hybrydowych ciągle się rozwija, aby zapewnić efektywne i ekologiczne rozwiązania dla przyszłości motoryzacji. Producenci pojazdów hybrydowych wprowadzają bardziej zaawansowane i niezawodne silniki elektryczne, co pozwala na uzyskanie większej mocy z mniejszej ilości zużytej energii.

Zastosowanie akumulatorów o wyższej pojemności i szybszym ładowaniu zwiększa zasięg pojazdów, które poruszają się w trybie elektrycznym, i skraca czas ładowania baterii. Dzięki tym osiągnięciom samochody hybrydowe efektywniej wykorzystują energię elektryczną i emitują mniejsze ilości spalin. Użycie stopów z metali lekkich, kompozytów z włókna węglowego, zaawansowanych tworzyw sztucznych oraz nowoczesnej konstrukcji akumulatorów pozwala również zmniejszyć wagę pojazdów, poprawiając w ten sposób zużycie paliwa i energii.

Pierwszy samochód hybrdydowy

Kiedy w 1900 r. Ferdinand Porsche zaprezentował na wystawie światowej w Paryżu pierwszy samochód elektryczny Lohner-Porsche, cały świat motoryzacji patrzył na to auto ze zdumieniem. Wyjątkowy jak na tamte czasy pojazd elektryczny zbudowano we współpracy z austriackim producentem rowerów i motocykli Ludwigiem Lohnerem. Samochód został wykonany głównie z drewna, a był napędzany dwoma silnikami elektrycznymi, które zamontowano w piastach przednich kół.

Podczas paryskiej wystawy show skradł jednak inny elektryczny pojazd, w którym legendarny konstruktor samochodowy zademonstrował jeszcze większą kreatywność i innowacyjność. Samochód sportowy zaprezentowany przez Ferdinanda Porsche był wyposażony w 4 elektryczne silniki w piastach kół i układ hamulcowy na wszystkie koła.

Pojazdy z napędem elektrycznym zaskoczyły i oczarowały zwiedzających. Spowodowały także prawdziwy przełom w przemyśle motoryzacyjnym.

Jeszcze w tym samym roku austriacki konstruktor połączył swój akumulatorowy napęd na piastę koła z silnikiem benzynowym. W pełni hybrydowy pojazd Semper Vivus napędzany był przez dwa silniki elektryczne, które były zasilane głównie z akumulatora. Na jednym ładowaniu ważący ponad 1700 kg pojazd mógł przejechać ok. 50 km po płaskim terenie. Rozładowanie się 44-ogniwowego kwasowo-ołowiowego akumulatora nie oznaczało końca jazdy i konieczności stacjonarnego ładowania. Kierowca mógł kontynuować jazdę, korzystając z dwóch silników spalinowych, które napędzały dwa generatory i wytwarzały prąd elektryczny potrzebny do kontynuowania jazdy. Generatory zasilały w energię elektryczną zarówno silniki piast kół, jak i akumulatory. Pracę silników spalinowych umożliwiał zbiornik o pojemności 40 l.

Samochód Semper Vivus był jednak za ciężki, sprawiał problemy podczas kierowania i nie nadawał się do produkcji seryjnej. W modelu Lohner-Porsche „Mixte” zredukowano masę pojazdu. Przede wszystkim zmniejszono rozmiar akumulatora, zamiast dwóch silników spalinowych użyto jednegon4-cylindrowego silnika austriackiej firmy Daimler o pojemności 5,5 l i mocy 25 KM. Zmniejszono również masę nieresorowaną kół poprzez zastosowanie mniejszych silników elektrycznych o zwiększonej średnicy uzwojeń. Wkrótce takie silniki zastosowano również do napędu tylnych kół pojazdu. Masa własna 4-osobowego samochodu wraz z nadwoziem spadła do ok. 1200 kg. Przed końcem 1901 r. Lohner osiągnął dość przyzwoity wynik sprzedaży – 5 egzemplarzy samochodów hybrydowych.

W samochodach produkowanych od 1903 r. używano silników benzynowych firmy Panhard & Levassor. Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy zmieniono dostawcę silników, ponownie zmodyfikowano koncepcję napędu hybrydowych samochodów. Po raz kolejny zmniejszono akumulator, a dzięki zamontowaniu rozrusznika możliwe było zrezygnowanie z jazdy wyłącznie na napędzie elektrycznym.

Mimo zmian konstrukcyjnych i imponujących pokazów wyniki sprzedaży modeli samochodów „Mixte” osiągnęły znacznie niższy poziom, niż przewidywano. W latach 1901–1905 sprzedano zaledwie 11 sztuk. Hybrydowy Porsche „Mixte” kosztował od 14 400 do 34 028 koron, co w niektórych przypadkach oznaczało prawie 2-krotnie wyższy koszt w porównaniu z pojazdami silnikowymi z konwencjonalnym napędem. Dodatkowo rosnąca niezawodność samochodów napędzanych paliwem i wysokie koszty utrzymania dość złożonego układu napędowego ówczesnych hybryd zmniejszały zainteresowanie nową technologią.

Koncepcja hybrydy na nowo

Kolejną ważną datą w historii pojazdów hybrydowych był rok 1995, kiedy Toyota po raz pierwszy zaprezentowała prototyp tego pojazdu na targach w Tokio. Był to przełomowy moment, ponieważ Prius pierwszej generacji stał się pierwszym na świecie seryjnie produkowanym samochodem hybrydowym. Układ napędowy pojazdu obejmował silnik spalinowy o pojemności 1,5 l i mocy 58 KM oraz silnik elektryczny o mocy 40 KM.

W 2000 r. samochód był już dostępny poza granicami kraju kwitnącej wiśni, gdzie zdobył dużą popularność zwłaszcza wśród klientów ceniących nowoczesne technologie i ochronę środowiska. W 2003 r. auto zostało całkowiciej przeprojektowane. Model 2. generacji wyposażono w mniejszy i lżejszy akumulator niklowo-metalowo- wodorowy (NiMH) oraz nadwozie typu liftback.

Trzecią generację Priusa z dużymi zmianami w napędzie hybrydowym produkowano w latach 2009–2015. Moc jednostki napędowej wynosiła 136 KM i wzrosła w stosunku do poprzedniej wersji o 22%. Zużycie paliwa spadło o 10%, a emisja CO₂ – o 14%. Trzy lata po premierze Priusa 3. generacji w 2012 r. Toyota zaprezentowała pojazd hybrydowy typu plug-in. Nowy model był prawie identyczny z poprzednim, z zewnątrz można go było rozpoznać po dodatkowej klapce na karoserii, pod którą ukryto gniazdo ładowania. Nadwozie auta było wykonane z wysoko wytrzymałej stali i stopów aluminium. Nowy akumulator litowo-jonowy miał większą pojemność baterii i był o połowę lżejszy niż w prototypach oraz tylko o 38 kg cięższy niż akumulator niklowo-wodorkowy w standardowym Priusie.

Pierwsze modele Prius Plug-in Hybrid były napędzane układem Hybrid Synergy Drive o mocy 136 KM, składającym się z silnika benzynowego 1,8 l i silnika elektrycznego 81 KM. Naładowanie z sieci 230 V akumulatora 4,4 kWh trwało 1,5 godziny i umożliwiało przejechanie do 25 km. Auto mogło poruszać się wyłącznie na silniku elektrycznym z prędkościami miejskimi (maksymalnie do 85 km/h). W kolejnym modelu wykorzystano napęd 4. generacji, który dzięki współpracy silnika benzynowego 1,8 l i elektrycznego o mocy 91 KM umożliwiał wygenerowanie 122 KM mocy. Moc akumulatora zwiększono do 8,8 kWh, dzięki czemu samochód mógł przejechać w trybie elektrycznym do 50 km. Prędkość maksymalna dostępna bez uruchomienia silnika benzynowego wzrosła do 135 km, co sprawiło, że nowy model mógł na co dzień pełnić funkcję samochodu elektrycznego.

Japoński producent odegrał kluczową rolę w rozwoju i popularyzacji samochodów hybrydowych na rynku motoryzacyjnym. Należy jednak pamiętać, że hybrydowy napęd był wcześniej opracowany przez słynnego konstruktora samochodów Ferdinanda Porsche. Po sukcesie hybrydowych samochodów marki Toyota również inni producenci obrali kierunek napędów hybrydowych. Oferowane przez nich pojazdy mogą się różnić ze względu na zastosowaną technologię i specyfikację napędów.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Klimatyzacja

Kompleksowe zarządzanie temperaturą

Zasięg pojazdów elektrycznych zależy od wydajności zastosowanych akumulatorów trakcyjnych. Duże znaczenie dla ich sprawności i żywotności ma temperatura pracy poszczególnych ogniw. 

Układy napędów hybrydowych

Obecnie technologia napędów hybrydowych jest bardzo rozwinięta i istnieje wiele różnych typów napędów, które mają różne zastosowanie i zasadę działania.

Hybryda szeregowa (Series Hybrid) – źródłem napędu pojazdu jest w tym przypadku energia zgromadzowygenerowanej przez silnik spalinowy. Auto napędzane jest wyłącznie przez elektryczny silnik, który zasilany jest z akumulatora. Silnik spalinowy napędza generator prądu, a wytworzone napięcie ładuje akumulator i w razie potrzeby zasila silnik elektryczny (np. w trakcie ruszania, przyspieszania i podczas jazdy pod górę). Przykładem hybrydy szeregowej jest BMW i3 w wersji Range Extender, Chevrolet Volt, Renault Kangoo.

Hybryda równoległa (Parallel Hybrid) – napęd jednostki pochodzi z dwóch źródeł. Układ przeniesienia napędu może być zasilany z silnika elektrycznego i/lub silnika spalinowego (równoległe zasilanie). Energia z obu tych źródeł jest wykorzystywana w stopniu, który zależy od warunków panujących na drodze lub od sposobu jazdy. W porównaniu z napędem szeregowym równoległa hybryda daje większe możliwości wykorzystania synergii między dwoma różnymi typami układów napędowych. Takie rozwiązanie można spotkać w samochodach osobowych, SUV-ach i lekkich pojazdach użytkowych. Hybrydy równoległe dzielą się na pełne hybrydy, łagodne hybrydy i mikrohybrydy. Różnica polega na stosunku wykorzystania obu układów napędowych.

Pełna hybryda ma najbardziej zaawansowany układ hybrydowy i może poruszać się za pomocą jedynie napędu elektrycznego np. podczas ruszania i jazdy z niewielką prędkością lub podczas wykonania szybkiego manewru wyprzedzania.

Łagodna hybryda wykorzystuje silnik elektryczny, gdy potrzebna jest dodatkowa moc, zwłaszcza podczas przyspieszania.

Mikrohybryda ma system start-stop i funkcję odzyskiwania energii hamowania w celu ładowania akumulatora. Zamiast wzmocnionego rozrusznika zastosowanie ma rozrusznik zintegrowany z alternatorem. To rodzaj małego elektrycznego silnika, który służy do uruchamiania jednostki spalinowej, a także do odzyskiwania energii podczas hamowania.

Hybryda mieszana (Mixed Hybrid) – występuje jako połączenie hybrydy szeregowej i równoległej. To najpopularniejszy rodzaj napędu, który łączy w sobie zalety pierwszego i drugiego rozwiązania. W przeciwieństwie do poprzednich układów napędowych hybryda mieszana wykorzystuje znacznie mniejszy silnik elektryczny. System jest więc bardziej kompaktowy i obejmuje dwa zakresy pracy przy maksymalnej mocy wyjściowej i zmniejszonym zużyciu paliwa. Silnik elektryczny służy jako rozrusznik i wspomaganie rozruchu. Może być również używany jako generator do wytwarzania energii elektrycznej.

Awarie samochodów hybrydowych

Większość hybryd pozbawiona jest podzespołów mechanicznych narażonych na zużycie, takich jak sprzęgło, koło dwumasowe, turbina czy alternator. Wyposażono je jednak w dość złożony układ napędowy, który może potencjalnie zwiększać ryzyko awarii. W porównaniu z tradycyjnymi układami napędowymi jednostki hybrydowe uważane są za dość niezawodne. Biorąc jednak pod uwagę dotychczasową awaryjność pojazdów hybrydowych, można zauważyć, że w dużej mierze zależy ona od sposobu eksploatacji tych aut. Dlatego ważne jest, aby przestrzegać zaleceń producenta samochodu i regularnie wykonywać przeglądy pojazdu. Pozwoli to uniknąć nieprzewidzianych problemów technicznych.

Najczęściej występujące awarie hybryd mogą obejmować różnorodne elementy, które są związane z układem hybrydowym i elektrycznym. Oto kilka potencjalnych problemów, które mogą wystąpić w samochodach hybrydowych.

Układ chłodzenia baterii trakcyjnej – zanieczyszczony wlot powietrza chłodzenia baterii umieszczonej pod tylną kanapą. Objawem zanieczyszczonego filtra może być zbyt często włączający się wentylator chłodzący akumulator. W takich przypadkach należy wyczyścić filtr siatkowy lub wymienić wkład filtracyjny. Warto też zwrócić uwagę na stan wentylatora i kratki wylotowej, która znajduje się w bagażniku. Przekroczenie temperatury baterii trakcyjnej przyspiesza proces starzenia i utratę pojemności akumulatora.

Układ chłodzenia baterii trakcyjnej – rozszczelnienie instalacji chłodzenia. Uszkodzeniu ulegają najczęściej złącza instalacji chłodniczej spowodowane drganiami lub wadami fabrycznymi. Rozszczelnienie instalacji może pojawić się w okolicy falownika, który odpowiada za przetworzenie napięcia zasilającego silnik lub napięcia ładującego akumulator. W przypadku rozszczelnienia instalacji chłodzenie baterii trakcyjnej będzie nieskuteczne. Aby zapobiec tego typu usterce, należy regularnie kontrolować szczelność układu chłodzenia.

Akumulator trakcyjny – mniejsza żywotność, utrata sprawności. Ogniwa baterii tracą pojemność w sposób naturalny i nieunikniony. Producenci samochodów określają przydatność baterii na 10–15 lat. Trwałość baterii zależy przede wszystkim od prawidłowej pracy układu chłodzenia oraz systemu eksploatacji baterii, który powinien zapewnić ładowanie baterii w przedziale 20–80% pojemności. Należy unikać nadmiernego rozładowania baterii i długotrwałego pozostawienia pojazdu z niskim poziomem naładowania akumulatora.

System odprowadzania par paliwa (evaporative emission control system, EVAP) – najczęściej problemy dotyczą nieszczelności zaworu odpowietrzającego. Jeśli więc dojdzie do utraty szczelności, opary paliwa będą mogły przedostawać się do silnika w niekontrolowany sposób. System EVAP nie tylko odsysa opary zgromadzone w zbiorniku paliwa i w przewodach paliwowych, ale także zapewnia prawidłową pracę silnika spalinowego. Samochody hybrydowe już na trwałe wpisały się w krajobraz motoryzacyjny, przyczyniając się do zmniejszenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery i promowania bardziej zrównoważonego transportu. Dzięki połączeniu technologii silnika spalinowego z silnikiem elektrycznym oferują wiele korzyści podczas codziennej eksploatacji. Tylko jednak właściwe użytkowanie pojazdów i przestrzeganie zaleceń producentów oraz regularne przeglądy mogą zminimalizować ryzyko powstania awarii.