Zašto hibridni automobili?

Priča o električnom automobilu je malo kompleksnija nego što se to čini. Kroz nekoliko komentara na prethodni tekst “Tko je ubio električni auto” naveo sam nekoliko parametara koji ozbiljno utječu na upotrebljivost električnih automobila.

Prvi i svakako najbitniji je autonomija, to ukratko znači koliko ste u stanju prijeći kilometara s jednim punjenjem baterija. Dok je teoretski moguće nakrcati brdo baterija u automobil i postići veliku autonomiju, postoji problem punjenja baterija. Klasični automobil na unutarnje izgaranje možete napuniti u nekoliko minuta na benzinskoj stanici, no baterije se moraju puniti satima. Olovnoj bateriji koja je pogonila GMov EV1 bilo je potrebno tri sata da s 20% napuni na 80% kapaciteta. LiIon baterijama koje se koriste jer imaju veći kapacitet potrebno je dvostruko više vremena…
Drugi problem je temperatura, naime ovisno o temperaturi okoline značajno ovisi ne samo vijek trajanja baterije, nego i vrijeme punjenja i korisni kapacitet.

Treći problem, koji nije direktno dokaziv no koji se spominje na mnogo mjesta je pitanje održavanja automobila. Za razliku od motora s unutarnjim sagorijevanjem koji traži redovito održavanje, mijenjanje različitih ulja i filtera na električnom automobilu toga svega skupa nema. Električni automobili uopće nemaju mjenjače (što je jedan poprilično kompleksni sklop), električni motor je zapečaćen u svojem kučištu i nema potrebe za zamjenom ulja ili čak i podmazivanjem. Kočioni sustavi (pločice, diskovi) koji se u automobilima mijenjaju svakih 40-80.000km su pod daleko manjim stresom u električnim automobilima budući da se nizbrdice i kočenja koriste kao prilike za punjenje baterija (na jednom Prius forumu pronašao sam tvrdnju kako obzirom na efikasnost prilikom kočenja, postoji mogućnost da će kočioni sustav Priusa ostati nepromijenjen tijekom cijelog životnog vijeka automobila). NeOdržavanje električnog automobila direktni je udar na biznis model automobilske industrije.
Unatoč svemu, električni automobil (barem zasada) nije zaživio i postigao puni komercijalni uspjeh, no zato je tržište kreiralo alternativu koja je na polovici puta spojila automobil s unutarnjim izgaranjem i električni automobil. Osobina hibridnog automobila je da kombinira mogućnosti klasičnog motora s elektro motorom koji se istovremeno može koristiti i kao generator za potrebe punjenja baterije (prilikom kočenja ili vožnjom nizbrdo). Uz malo liberalniju upotrebu ove definicije, onda i neki uobičajeni automobili mogu ući u kategoriju hibrida (primjerice VW Lupo 3l, ili neke izvedenice Citroena C4 koje same gase motor prilikom stajanja).

Hibridni pogon nije novi izum i on se već koristi godinama, dapače, daleke 1916 godine amerikanac Wood napravio je hibridni automobil. No dvije najpoznatije primjene hibridnog pogona ne nalaze se u automobilima već u lokomotivama i podmornicama. Osnovni razlog zbog kojeg lokomotiva koristi diesel motor koji pogoni generator koji pak pokreće električni motor je mjenjač. Naime motori koji se nalaze u automobilima imaju poprilično veliki raspon broja okretaja (od najmanjeg broja okretaja u tzv. praznom hodu i maksimalnog broja okretaja) te je stoga potrebno svega pet do šest brzina kako bi automobil mogao krenuti od 0km do njegove maksimalne brzine. Motori koji se koriste u lokomotivama imaju daleko manji raspon broja okretaja, a i zbog opterećenja koja moraju vući morali bi imati mjenjač od 20-30 brzina što bi zauzimalo puno prostora i stvaralo nepotrebne gubitke energije.

Podmornice koriste kombinaciju diesel – električnog pogona kako bi dok su na površini punile baterije, a pod vodom koristile električni pogon.

Razlog zbog kojeg lokomotive koriste hibridni pogon je učinkovit prijenos snage, dok podmornice koriste hibridni pogon kako ne bi trošile dragocijeni kisik ispod vode. Koji je razlog zašto bi automobil imao hibridni pogon?
Ukratko, postoje dva osnovna razloga i jedan od njih je smanjenje emisije štetnih plinova, a drugi je povećanje efikasnosti automobila tj. smanjenje potrošnje goriva.

Hibridni automobili imaju i dodatne prednosti jer koriste klasično gorivo i ne zahtjevaju novu infrastrukturu (stanice za električno punjenje, stanice za vodik, posebne tankove za alternativna goriva i sl.). Budući da su efikasniji, s jednim tankom goriva moguće je viziti se i na 50% veće udaljenosti. Hibridni automobili stvaraju manje CO2, a motor se koristi u najoptimalnijem rasponu pa je količina štetnih plinova (CO, HC, NOx) dramatično smanjena.

Zanimljivo je pratiti i situaciju u americi, gdje su zakonodavci krenuli agresivno u kreiranje zakona koji će štititi okoliš kroz propisivanje smanjenja emisije štetnih plinova. Gledajući očima Toyotinih inžinjera, zakoni se nisu činili logičnima jer propisuju smanjenje emisije štetnih plinova, no ne dotiču emisiju CO2 za kojeg se smatra da utječe na globalno zatopljenje a istovremeno emisija CO2 plinova je i pokazatelj potrošnje automobila. Razvoj motora se stoga koncetrirao na katalizatore i filtere čestica, dok je manji dio posvećen povećanju efikasnosti automobila i smanjenju prosječne potrošnje.

Toyota Prius je nastao kao projekt automobila za 21 stoljeće, a njegov latinski naziv opisuje događaj koji prethodi nečem drugom, Prius je s pozicije projektnog zadatka prethodnik nove generacije automobila i hibridni pogon po kojem je poznat nije jedini inovativni koncept koji je u taj auto ugrađen. S pozicije zaštite okoliša, ciljevi za Prius su bili smanjenje emisije štetnih plinova na jednu desetinu, odnosno smanjenje potrošnje goriva za 1/3 na 20 prijeđenih kilometara po litri utrošenog benzina (što je u času kreiranja ovog zadatka bilo poboljšanje učinkovitosti od 50%).

Misao dana:
Remember folks, street lights timed for 35 kmh are also timed for 70 kmh.