Du tikri hibridai, o trečias?
Hibridiniais automobiliais laikomi tie, kurie yra varomi dviem skirtingais energijos tipais. Dažniausiai tai būna benzinas ir elektra. Įprasti hibridai turi nedidelę 1–2 kWh talpos bateriją, kuri įkraunama stabdant ar nuo variklio, taip pat – ne itin galingą elektros motorą, ir tai leidžia automobiliui gana neilgą atstumą įveikti tyliai, ekologiškai, vien elektra. Taip pat elektros motorai padeda vidaus degimo varikliui įsibėgėjant, nuima nuo jo apkrovą, dėl to pastebimai mažėja degalų sąnaudos.
Įkraunamieji hibridai turi galingesnius elektros motorus ir didesnes baterijas. Tokių baterijų pasirinkimas rinkoje itin platus: nuo 10 iki 30 kWh talpos. Kadangi baterijos didesnės, jas galima įkrauti iš tinklo.
Privalumas – 30–100 km galima riedėti vien elektra. Taigi įprastomis dienomis kasdienius maršrutus nesunku įveikti nenaudojant vidaus degimo variklio, o leidžiantis į tolimas keliones nereikia galvoti apie sustojimus įsikrauti.
Rinkoje taip pat siūloma „Mild Hybrid“ technologija, vadinamieji švelnieji hibridai, paremti 48 V elektros sistema ir turintys galingesnį starterį-generatorių, kuris kaupia energiją stabdant, o atiduoda – greitėjant. Taip jis padeda šiek tiek sumažinti apkrovą vidaus degimo varikliui, taigi – ir degalų sąnaudas bei teršalų emisiją.
Tokią elektros pagalbą dabar turi daugybė benzininių automobilių, tad ir technologija toliau tobulinama. Pavyzdžiui, naujieną neseniai pasiūlė bendrovė „Citroën“, į C4 ir C4 X modelius pradėjusi montuoti 48 V elektros sistema paremtą hibridinę technologiją, kuri kiek pažangesnė, leidžianti ne tik nuimti dalį apkrovos nuo vidaus degimo variklio, bet net ir pavažiuoti vien elektra bei taip gerokai sumažinti degalų sąnaudas bei išmetalų kiekį.
Bet apie „Mild Hybrid“ pažangą – vėliau. Pradžioje pasiaiškinkime, kokia šios bazinės hibrido technologijos, neleidžiančios važiuoti vien elektra, nauda?
Sumažina apkrovą vidaus degimo varikliui
„Vilnius TECH“ universiteto Transporto inžinerijos fakulteto profesorius Vidas Žuraulis paaiškina, kad „Mild Hybrid“ technologija prisideda prie automobilio elektronikos maitinimo. O šiuolaikinės transporto priemonės jos turi daug: tai kelių zonų kondicionavimo sistemos, ekranai, apšvietimas, sudėtingesnė garso aparatūra, nuolat budintys įvairūs vairavimo pagalbininkai, kurių procesoriai naudoja gana daug energijos, ypač tų, kurių darbui naudojami radarai ir kameros, atsiranda ir dirbtinio intelekto integracijos.
„Toms sistemoms reikia nemažai elektros energijos, o ją gamina generatorius, kuris yra sukamas variklio. Taigi variklio galia naudojama ne tik ratams sukti, bet ir visai elektronikai maitinti“, – dėsto mokslininkas.
Taigi šiuolaikinių automobilių generatoriai daug smarkiau apkrauna vidaus degimo variklius, todėl didėja degalų sąnaudos. Netgi teršalų neutralizavimo procesui išmetimo sistemoje reikia energijos. Ir dėl viso to dirba variklis.
Kuo daugiau iš jo prašoma, tuo daugiau šis naudoja degalų. Tai paaiškina, kodėl ne tokie pažangūs vidaus degimo varikliai senuose automobiliuose pasižymėjo panašiomis degalų sąnaudomis kaip šiuolaikiniai mažalitražiai motorai. Nes šiuolaikiniams varikliams tenka dirbti gerokai daugiau, nei tik sukti ratus.
Kaip veikia?
Sistemose su „Mild Hybrid“ technologija dažniausiai transmisijoje montuojamas starteris-generatorius, kuris gali kaupti energiją stabdant ar kai variklis silpnai apkrautas ir ją atiduoti tuomet, kai reikia: išmaitinti automobilio elektroniką arba lengvai padėti automobiliui įsibėgėti. Ji nuima nuo vidaus degimo variklio apkrovą, dėl to šiek tiek sumažėja sąnaudos ir tarša.
Kodėl naudojama 48 V sistema? Nes ji transporto pramonėje laikoma žemos įtampos, yra nebrangi ir prieinama plačiosioms masėms, ją galima rasti tiek „Citroën“, tiek „Mercedes-Benz“ modeliuose. Įprasta hibrido technologija – žymiai brangesnė. Jos minusas – čia gali būti montuojami tik silpni elektros motorai, iki 16 AG, kurie nėra pakankamai galingi, kad vieni suktų ratus.
Tačiau proveržį prieš kurį laiką padarė automobilinių komponentų tiekėjas „Continental“, pristatęs 48 V „Mild Hybrid“ sistemą, galinčią atiduoti iki 30 kW arba 40 AG elektros motoro pajėgumą. Tai švelniojo hibrido sistemai atveria galimybes tapti nebrangia, įperkama visaverte hibridine sistema.
„Normalu, kad technologijos tobulėja. Tik šioje srityje reikia tobulinti bendrą ryšį tarp starterio-generatoriaus, transmisijos, alkūninio veleno. Nauji elektros motorai efektyvesni, jiems reikia mažiau energijos, didesnės baterijos leidžia prikaupti daugiau energijos, todėl gauname tokią technologiją, kuri leidžia šiek tiek važiuoti vien elektra“, – technikos tobulėjimą apžvelgia V. Žuraulis.
Dėl naujų technologijų hibridas tampa prieinamas
Vienas pirmųjų galingesnę „Mild Hybrid“ 48 V elektros sistemą turinčių modelių rinkoje – „Citroën C4“ ir jo brolis C4 X. Jame, kaip ir anksčiau, montuojamas 1,2 litro tūrio, 130 AG pajėgumą išvystantis trijų cilindrų benzininis agregatas. Tačiau šalia jo, naujoje ë-DCS6 dviejų sankabų transmisijoje, dabar yra įrengtas 21 kW elektros motoras, kurio galios pakanka ne tik visoms automobilio saugumo bei komforto sistemoms išmaitinti, neapkraunant vidaus degimo variklio, bet ir ramiu, tolygiu greičiu važiuoti vien tik elektra.
Bendra abiejų variklių sukuriama galia smarkiai neišaugo, padidėjo iki 136 AG, tačiau gana galingo elektros motoro galios impulsai pastebimai pakeičia dinamines charakteristikas stipriau paspaudus akceleratorių. Be to, keičiantis pavaroms jaučiamus trūktelėjimus užpildanti elektros galia prisideda prie „Citroën“ automobiliams būdingo švelnumo ir komforto.
Įprasta „Mild Hybrid“ technologija variklio degalų sąnaudas ir CO₂ emisiją sumažina 5–10 proc., o „Citroën“ skaičiuoja, kad jų rodikliai 20 proc. geresni, lyginant su ankstesniais modeliais aprūpintais 1,2 litro motoru.
Žinoma, tikrieji hibridai šiais laikais gali pasižymėti dar geresniais našumo rodikliais, tačiau jų trūkumas – brangi technologija. 48 V žemos įtampos elektros sistema yra įperkamesnė, tokią sistemą turinčio kompaktinio hečbeko C4 kaina nesiekia nė 30 tūkst. eurų, taigi ši technologija, anksčiau kiek nuvertinta, dabar, tobulinama, gali sukurti tikrą hibridą prieinamą masėms.
