Energetska kriza i rast cijena goriva u 2000. godini su bili uzrok porasta popularnosti hibridnih vozila. Hibridna vozila su sva ona motorna vozila, koja osim klasičnog pogona na motor sa unutrašnjim sagorijevanjem (motor SUS- pokreće ih benzin ili dizel gorivo) ima alternativni (dodatni) izvor energije ili goriva.
Vrste alternativnih pogona/goriva su biodizel, etanol, metanol, električni pogon (koristeći: energiju vjetra, gorive ćelije te solarnu energiju), tečni naftni gas (LPG/LNG) i komprimirani gas (CNG), vodonik, komprimirani zrak.
Zašto hibridno vozilo?
Razlog uvođenja hibridnih vozila na svjetsko tržište je konstatno smanjenje zaliha goriva i povećanje zagađenja okoline od strane izduvnih gasova iz motora SUS. Ova dva uslova rezultiraju konstatnim pooštravanjem zakonske regulative, koju trebaju ispuniti motorna vozila po više osnova (npr. smanjenje zapremine i buke motora (i buke vozila uopšte), te štetnih komponenata u izduvnim gasovima, itd.).
Hibridni sistem predstavlja pogon koji u sebi objedinjuje dva ili više raznorodnih motora, koji rade u kombinaciji.
Hibridni sistemi se mogu podijeliti na:
– Slabe (nisu u stanju da se kreću bez rada motora SUS), i
– Jake (mogućnost kretanja bez motora SUS).
Obe vrste hibridnih vozila podržane su sa start/stop opcijom. Na ovaj način smanjuje se potrošnja goriva zbog toga što motor ne radi na praznom hodu. Obe vrste hibrida zahtjevaju uređaje za akumulaciju električne energije (baterije). Hibridna tehnologija u automobilima je postala raširena nakon 1990. godine.
Prva masovna hibridna vozila
Prvo masovno proizvedno hibridno vozila je Toyota Prius u Japanu, koja je puštena u prodaju 1997. godine. Nakon toga slijedi Honda Insight 1999. godine u SAD-u i Japanu. Toyota Prius je došao na tržište Europe, Sjeverne Amerike i ostatka svijeta u 2000. godini. Prva generacija Toyota Prius limuzine imala je potrošnju goriva od 4,5 l/100 km u gradu i 5,2 l/100 km na autocesti.
Toyota Prius je prodata u 300 jedinica 1997., 19.500 u 2000., a ukupna svjetska prodaja Priusa u aprilu 2008. godine je dostigla 1 milion vozila. Do početka 2010., ukupna prodaja Priusa je procijenjena na 1,6 miliona vozila.
TIPOVI HIBRIDNIH SISTEMA
U primjeni na vozilima postoje dvije vrste hibridnog pogona: serijska i paralelna. Ovdje će biti objašnjene osnovne karakteristike ta dva tipa pogona. Pored toga moguća je i kombinovana veza
Serijski pogon
Motor SUS pokreće generator koji proizvodi električnu energiju za pogon vozila i punjenje baterija. Elektromotor se koristi generiranom energijom i pogoni vozilo. Taj sistem se naziva serijskim jer su motor SUS i elektromotor u seriji.
Serijski hibrid može se koristiti motorom SUS manje snage koji će raditi s boljim stupnjem korisnosti i isporučivati energiju elektromotoru i puniti baterije.
Električni strojevi – generator i motor su iste strukture i reverzibilni, mogu raditi kao generatori i motori. Ovisno o značajkama elektromotora i njegovih sposobnosti da radi u širem dijapazonu promjene broja okretaja pri konstantnoj snazi, u strukturi pogona se može naći i mjenjač brzina s dva ili više stupnjeva.
Takav pogonski sistem se najviše primjenjivao za pogon brodova, no sada se primjenjuje i na vozilima. Njegova prednost je što je motor SUS odvojen od točkova vozila, tako da je veća sloboda u rasporedu komponenata, napose elektromotora kojih može biti više – smješteni u kotače vozila ili po pogonskim osovinama. Serijski hibrid može raditi kao čisti električni pogon – s isključenim motorom SUS – sve dok u baterijama ima energije. S obzirom na to da elektromotor sam pogoni vozilo energijom koju je generirao motor SUS, ta dva agregata čine približno istu količinu rada (energije). To je mana tih hibrida jer se ukupna količina isporučene energije iz motora SUS transformira u električnu, pa ponovno u mehanički rad, pri čemu se znatna količina energije gubi u toj transformaciji.
Paralelni pogon
Kod paralelnog hibrida, motor SUS pogoni vozilo, a elektromotor koristeći se energijom iz baterija dodaje snagu kada je to potrebno,ovisno o uvjetima vožnje. Taj sistem se naziva paralelnim jer je protok energije prema pogonskim točkovima paralelan od motora SUS i elektromotora. Baterije se pune kada zahtjev vozila za snagom nije veliki, te elektromotor u ulozi generatora proizvodi električnu energiju. Taj sistem ima
jednostavniju strukturu, no s obzirom na to da ima samo jedan električni stroj ne mogu se simultano puniti baterije i dopunjavati pogon vozila. Ako se elektromotor kod tog sistema odvoji od motora SUS kvačilom, tada i taj sistem može funkcionirati kao čisti električni pogon u granicama
raspoložive energije u baterijama i snage elektromotora.
Paralelni hibrid koristi se, dakle, motorom SUS kao glavnim pogonskim agregatom, dok elektromotor samo asistira kada je potrebna veća snaga – pri ubrzavanju vozila ili svladavanju uspona. Stoga motor SUS obavlja mnogo veći rad nego elektromotor. Takav sistem može ostvariti
veću uštedu goriva na otvorenoj cesti kada motor SUS može raditi na optimalnom režimu.
