Κατηγορίες υβριδικών οχημάτων | Ποιές είναι; Λειτουργία συστημάτων,πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Πολλές φορές θα συναντήσουμε τα αρχικά ¨ΗΕV¨( Hybrid Electric Vehicle ), ή θα αναγράφει ¨Hybrid¨, ή το σήμα της εταιρείας θα είναι μπλε χρώμα, όλα αυτά παραπέμπουν στα γνωστά υβριδικά οχήματα.
Ιστορική αναδρομή
Το πρώτο υβριδικό όχημα κατασκευάστηκε από τον Ferdinard Porsche, το 1901, το μοντέλο ήταν το Lohner-Porsche mixte. Επιγραμματικά στο μοντέλο αυτό η μπαταρία ζύγιζε περίπου 400 κιλά και έβγαζε 88V με ένταση περίπου 110Ah. Σήμερα μια υβριδική μπαταρία ζυγίζει κατά μέσο όρο περίπου 54 κιλά και με τάση περίπου στα 300V.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να πούμε είναι ποια οχήματα λέγονται υβριδικά, γιατί ίσως να έχουμε μόνο μια συγκεκριμένη κατηγορία αυτοκινήτων στο μυαλό μας.Λοιπόν, υβριδικό θεωρείται το αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί παραπάνω από μια πηγές ενέργειας ώστε να κινηθεί το όχημα, συνεπώς μπορεί να είναι είτε πετρέλαιο είτε βενζίνη και να χρησιμοποιεί και ηλεκτρική ενέργεια.
Πάμε λίγο να δούμε τα θετικά των υβριδικών:
- Οικονομία καυσίμου, λόγω της συνδυαστικής χρήσης τους.Ας δούμε λίγο ποσοστιαία την μείωση ρύπων ( CO2 ) ανά κατηγορία υβριδικών :
- Micro Hybrid 3-4%
- Mild Hybrid 13-21%
- Full Hybrid 20-30%
- Plug-in Hybrid 50-75%
- Electric Vehicle 100%
- Δεν έχουν τέλη κυκλοφορίας (προς το παρόν)
- Μεγαλύτερη μεταπωλητική αξία
- Φιλικότερα προς το περιβάλλον, κατά την χρήση του ηλεκτροκινητήρα δεν έχουμε καυσαέρια.
- Μειωμένη ηχορύπανση
Φυσικά έχουμε και μειονεκτήματα:
- Υψηλότερο κόστος απόκτησης
- Το κόστος της υβριδικής μπαταρίας είναι ιδιαίτερα υψηλό.
- Περισσότερο βάρος, λόγω της υβριδικής μπαταρίας.
Πολλοί λένε ότι το γεγονός ότι δεν ακούγεται ένα υβριδικό ( αντίστοιχα και ηλεκτρικό ) όχημα το καθιστά επικίνδυνο για τους πεζούς, διότι μπορεί να γίνει αντιληπτό μόνο με την όραση.Βέβαια ορισμένες εταιρείες έχουν πρόσθεση ¨ηχείο¨ που αναπαράγει ήχο κινητήρα, ώστε να γίνεται αντιληπτό.
Υβριδικά οχήματα
Υπάρχουν 3 κατηγορίες υβριδικών συστημάτων :
- Series hybrid
- Parallel hybrid
- Series parallel ή Power Split Hybrid
Series hybrid
Το σύστημα series χρησιμοποιεί τον βενζινοκινητήρα μόνο ως γεννήτρια ώστε να φορτίζει την μπαταρία του ηλεκτροκινητήρα.
Η μπαταρία δέχεται το ρεύμα από τον βενζινοκινητήρα και την μεταφέρει στο ηλεκτρομοτέρ που μεταδίδει την κίνηση στους τροχούς, στην περίπτωση αυτή ο βενζινοκινητήρας είναι μικρών κυβικών γιατί δεν μεταφέρει κίνηση στους τροχούς.
Ουσιαστικά μόνο ο ηλεκτροκινητήρας είναι συνδεδεμένος με την μετάδοση της κίνησης.
Parallel hybrid
Το σύστημα αυτό της υβριδικής τεχνολογίας χρησιμοποιεί τον βενζινοκινητήρα αλλά και τον ηλεκτροκινητήρα παράλληλα για να μεταδώσει την κίνηση στους τροχούς.
Εδώ ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος κατευθείαν με το σύστημα μετάδοσης, έτσι δεν χρειάζεται να μεταφέρει την ενέργεια του στην μπαταρία και στην συνέχεια στον ηλεκτροκινητήρα, όπως στην προηγούμενη περίπτωση. Η μπαταρία φορτίζεται κυρίως μέσω του φρεναρίσματος ( σύστημα regenerative braking ). Σε ένα τέτοιο υβριδικό σύστημα το όχημα δεν μπορεί να κινηθεί ηλεκτρικά, ένα όχημα το οποίο ήταν εφοδιασμένο με αυτό το σύστημα είναι το Honda Insight.
Series parallel – Split hybrid
Τώρα στην περίπτωση συνδυασμού των δυο παραπάνω συστημάτων, είναι το σύστημα που χρησιμοποιεί κυρίως η Toyota, οπού ο βενζινοκινητήρας φορτίζει της μπαταρίες του οχήματος ενώ ταυτόχρονα μπορεί συνδυαστικά με τον ηλεκτροκινητήρα να μεταδώσει την κίνηση στους τροχούς.
Στην περίπτωση αυτήν το όχημα μας μπορεί να κινηθεί ηλεκτρικά και όταν έχουμε περισσότερες απαιτήσεις, είτε φορτίου είτε επιτάχυνσης, εμπλέκεται ο βενζινοκινητήρας ώστε να απόδοση τα μέγιστα αποτελέσματα.
Όταν κινούμαστε με υψηλές ταχύτητες ( π.χ. δρόμος ταχείας κυκλοφορίας ) η μπαταρία μας φορτίζει στα μέγιστα, δίνοντας την δυνατότητα μόλις κινηθούμε εντός πόλης να κινούμαστε ηλεκτρικά.
Το σύστημα regenerative braking υπάρχει επίσης εδώ, όμως η βασική πηγή φόρτισης της μπαταρίας είναι ο βενζινοκινητήρας..
Plug-in Hybrid
Προσωπικά θεωρώ ότι αυτό είναι το μέλλον και η καλύτερη επιλογή οχήματος, εδώ μπορούμε να φορτίσουμε την μπαταρία μας και με εξωτερικό φορτιστή ώστε να κινηθούμε ηλεκτρικά.
Η μπαταρία στα plug-in είναι μεγαλύτερη από ένα κλασσικό υβριδικό όχημα, με αποτέλεσμα να έχουμε παραπάνω χιλιόμετρα αυτονομία, χωρίς όμως να έχουμε περιορισμό όπως ένα ηλεκτρικό.
Έτσι αν έχουμε την δυνατότητα φόρτισης του οχήματος στο σπίτι μας, μπορούμε να καλύπτουμε την καθημερινή απόσταση για την δουλειά με ηλεκτρική ενέργεια.
Regenerative braking
Το πρώτο όχημα παραγωγής που είχε αυτήν την τεχνολογία είναι το GM EV-1. Στο σύστημα αυτό η μπαταρία μπορεί να φορτίσει είτε καθώς αφήνουμε το γκάζι ( π.χ. σε μια κατηφόρα ) είτε κατά το φρενάρισμα, στην περίπτωση του φρεναρίσματος η μπαταρία μας φορτίζει με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα.
Συνήθως αυτό το φρενάρισμα δεν ακινητοποιεί το όχημα απλώς το επιβραδύνει, με αποτέλεσμα η αντικατάσταση στα τακάκια μας να αργεί κατά πολύ σε σύγκριση με ένα ¨συμβατικό¨ όχημα.Ωστόσο το Chevrolet Bolt είναι ένα όχημα το οποίο μπορεί να ακινητοποιηθεί μέσω του regenerative braking.
Όταν ο ηλεκτροκινητήρας γυρνάει “ανάποδα” λειτουργεί ως γεννήτρια και με τον τρόπο αυτόν φορτίζει την μπαταρία υψηλής τάσης του οχήματος.
Ήπιο υβριδικό
Σε ένα ήπιο υβριδικό η δύναμη του ηλεκτρικού κινητήρα δεν επαρκεί ώστε να κινήσει το όχημα, όμως μπορεί να προσφέρει μια υποβοήθηση στον θερμικό κινητήρα ώστε να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου.
Ένα ήπιο υβριδικό λειτουργεί στα 12V και στα 24V.Συνεπώς στην περίπτωση αυτή δεν έχουμε κίνηση με ηλεκτρική ενέργεια, όπως σε ένα κλασικό υβριδικό, έτσι ο θερμικός κινητήρας λειτουργεί συνέχεια.
Μετάδοση κίνησης
Το μεγαλύτερο ποσοστό ηλεκτρικών οχημάτων συνδυάζονται με κιβώτιο ταχυτήτων συνεχούς μεταβαλλόμενης σχέσης (CVT=Continuously Variable Transmission), το κιβώτιο αυτό έχει την καλύτερη απόδοση απ’ολα.Όπως επίσης σε ορισμένες περιπτώσεις η Toyota χρησιμοποιεί κινητήρες που είναι βασισμένη στον κύκλο λειτουργίας του Atkinson, σε αντίθεση με τους περισσότερους κινητήρες που λειτουργούν με κύκλο του Otto.
