Když se řekne hybrid, aneb několik zajímavostí o těchto autech.
Hybridní jednotka tvořená spalovacím motorem a elektromotorem, jejímž průkopníkem se před více než dvaceti lety stala Toyota Prius, má několik variant, které se od sebe liší technickými řešeními a efektivitou. Nejjednodušší z nich, mild hybridy, se od obyčejných aut se spalovacím motorem liší pouze tím, že starter nahradil o něco větší elektromotor, který při nejvyšší zátěži poskytuje podporu spalovacímu motoru. V paralelních hybridech pracuje elektromotor souběžně se spalovací jednotkou vybavenou rychlostní skříní, přičemž jeho role je především pomocná, ačkoli i jízda pouze na elektromotor je možná. Největší úspěch sklidil plně hybridní pohon, který debutoval právě v Toyotě Prius. Spalovací motor je v něm spřažený s generátorem a elektromotorem pomocí speciální planetové převodovky. Pohon může fungovat jak v paralelním, tak v sériovém pracovním režimu, vůz ovšem může jezdit i čistě jen na elektřinu.
Pár zajímavostí, o kterých občas neví ani majitelé hybridů
Plně hybridní pohonná jednotka nemá převodovku v tradičním slova smyslu, nemá tedy ani zpátečku – při jízdě zpět se využívá elektromotor po změně směru jeho otáček.
Třebaže trakční akumulátor dodávající energii během jízdy na elektropohon a s podporou spalovacího motoru produkuje stejnosměrný proud, elektromotor pohánějící automobil je třífázový a vytváří proud střídavý. Toto řešení zásadně usnadňuje ovládání pohonu.
Trakční akumulátor dodává proud o napětí více než 200 voltů, zvyšované elektrickým měničem napětí až na 650 voltů. Použití vysokého napětí umožňuje snížit napětí proudu pohánějícího elektromotor a použít kabely s menším průměrem, tj. omezit jejich hmotnost.
Za napájení trakčního motoru zodpovídá řídicí jednotka PCU, která mění stejnosměrný proud na třífázový střídavý proud s počítačem precizně nastavovanými parametry. Změna frekvence proudu umožňuje ovládat otáčkovou rychlost motoru. Točivý moment, který vytváří, závisí na napětí, a změnou pořadí fází se provádí změna směru otáčení elektromotoru.
Zkonstruování náležitě výkonných měničů pro elektromotory bylo možné díky vynálezu IGBT tranzistorů (Insulated Gate Bipolar Transistor – bipolární tranzistor s izolovaným hradlem), které se na trhu objevily teprve v 90. letech minulého století. Přestože je soustava jednotky PCU efektivnější, vyvíjí značné teplo a je tedy nutné ji chladit kapalinou, podobně jako spalovací motor.
Trakční akumulátor při dobíjení a vybíjení produkuje velké objemy tepla, proto je vybaven aktivním chladicím systémem nuceného oběhu vzduchu. Udržování optimálních parametrů práce a precizní ovládání dobíjení a vybíjení akumulátoru pomocí počítače umožňuje, aby jeho životnost byla delší než 10 let.
Plně hybridní pohonná jednotka nemá alternátor ani starter, jejich funkci totiž plní generátor, který může fungovat také jako elektromotor při spouštění spalovacího motoru. Další, klasický akumulátor o napětí 12 voltů slouží k napájení elektronických a osvětlovacích systémů, dobíjí se přes měnič napětí připojený k instalaci vysokého napětí.
Třebaže k jízdě zpátky používá hybridní automobil výhradně elektromotor a při jízdě vpřed elektromotor asistuje spalovacímu motoru, sto procent energie spotřebované hybridem při jízdě pochází ze spalování pohonných hmot. Proto se vůz s plně hybridní jednotkou nemusí dobíjet ze zásuvky.
Pro snížení spotřeby hraje zásadní roli rekuperační brzdění, během něhož se brzdná energie mění na elektrickou a hromadí se v akumulátoru. Původním zdrojem této energie je tedy spalování pohonných hmot spotřebovaných při rozjezdu a jízdě vozidla.
Během klidné jízdy po silnici stálou rychlostí dodává energii nezbytnou k pohybu vozidla spalovací motor i elektromotor. Spalovací motor většinou pracuje v úsporném Atkinsonově cyklu, spotřeba pohonných hmot je proto nízká.
