Co to jest hybryda plug-in? Wyjaśniamy!

Aby zrozumieć, dlaczego napędy hybrydowe są oszczędne, warto poznać sposób ich działania. Istnieje kilka rodzajów napędu hybrydowego, najbardziej popularne i najczęściej spotykane są hybrydy typu równoległego. Oznacza to obecność dwóch silników – spalinowego i elektrycznego, które mogą działać bądź wspólnie, bądź niezależnie od siebie. Zasadą generalną jest wspomaganie silnika spalinowego przez elektryczny, chociaż w różnych rodzajach hybryd odbywa się to w różny sposób. Różnie zatem realizowane jest także deklarowane oszczędzanie paliwa.

Obecnie na rynku dostępnych jest kilkaset modeli samochodów o różnym stopniu zelektryfikowania. Nie wszystkie marki oferują każdy rodzaj hybrydy, część ogranicza się do jednego lub dwóch. Różne są też sposoby ich budowy, ale zasada działania jest generalnie zbliżona. Warto zatem poznać rodzaje hybryd i to, jak działają, a także wiedzieć, w jaki sposób oszczędzają paliwo, a tym samym środowisko. Normy emisji spalin są coraz ostrzejsze, silniki spalinowe już za nimi nie nadążają, dlatego rozważenie zakupu hybrydy jest jak najbardziej wskazane. Tym bardziej, że może dojść do sytuacji, w której samochody czysto spalinowe (głównie z silnikami wysokoprężnymi) nie wszędzie będą mogły wjechać.

Miękka hybryda - MHEV

Najprostszym systemem hybrydowym, jednocześnie wymagającym najmniejszej interwencji w konstrukcję samochodu, jest układ tak zwanej miękkiej hybrydy (mild hybrid). To jedyny system, w którym silnik elektryczny nie pełni roli silnika trakcyjnego, czyli nie jest w stanie samodzielnie napędzać samochodu. Najprostsze układy polegają na zastąpieniu małym silnikiem elektrycznym rozrusznika i alternatora. Dzięki temu układ start-stop, wyłączający silnik spalinowy po zatrzymaniu, działa płynnie i prawie niezauważalnie. Układ ma możliwość odzyskiwania energii podczas hamowania i gromadzenia jej w osobnej baterii, która zasila urządzenia pokładowe podczas postoju z wyłączoną jednostką spalinową. Mocniejsze układy, z osobną instalacją 48V i nieco większą baterią, wspomagają też swoim momentem obrotowym silnik spalinowy wtedy, gdy najbardziej on tego potrzebuje, czyli przy ruszaniu i przyspieszaniu. Zalety miękkiej hybrydy to w zasadzie pełna bezobsługowość, w układ w ogóle nie trzeba ingerować. A zużycie paliwa obniża się o co najmniej 10-15%. Układy MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle) stosuje się głównie z silnikami benzynowymi, choć na przykład Volvo montuje je także do silników wysokoprężnych. Miękkie hybrydy Volvo, niezależnie od rodzaju napędu, oznaczane są literą „B”. A o to, czy to benzyna, czy diesel, trzeba już zapytać. W codziennej eksploatacji nie ma to zresztą większego znaczenia, dla kierowcy najważniejsza jest możliwość bezproblemowego korzystania z systemu start-stop. W samochodach pozbawionych układu MHEV oczywiście także ten system znajdziemy, jednak działa on poprzez zwykły rozrusznik, zatem z opóźnieniem. Większość kierowców po prostu go wyłącza. Ale kto raz przejechał się miękką hybrydą, doceni zalety tego układu.

Pełne hybrydy - FHEV

Następnym stopniem elektryfikacji są tak zwane pełne hybrydy. Tutaj silnik elektryczny jest już na tyle mocny, że może pełnić rolę jednostki trakcyjnej. Jego podstawowym zadaniem jednak jest nadal wspomaganie silnika spalinowego. Ten układ jest także „zamknięty”, czyli baterie ładują się dzięki energii odzyskiwanej podczas hamowania, bądź też doładowywane przez silnik spalinowy podczas jazdy. W większości dostępnych na rynku samochodów FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle) stosowany jest system równoległy, w którym na koła trafia napęd bądź z silnika spalinowego, bądź też elektrycznego albo obu naraz. Istnieje jeszcze typ układu hybrydy szeregowej, gdzie silnik spalinowy pełni tylko rolę generatora, a napęd realizowany jest zawsze poprzez silnik elektryczny. Nie jest on jednak zbyt popularny w samochodach. Tak czy inaczej, pełna hybryda potrafi już ruszyć tylko z silnika elektrycznego, a także w sprzyjających warunkach wyłączyć silnik spalinowy podczas jazdy. Można też skorzystać z trybu EV, jednak na bardzo krótkim dystansie – baterie są zbyt słabe, żeby wystarczyć na przejechanie więcej niż kilku kilometrów.

Hybrydy plug-in - PHEV

Najbardziej zaawansowany układ hybrydowy to PHEV, czyli Plug-in Hybrid Vehicle. Tutaj także mamy na pokładzie dwa (a czasem nawet trzy) silniki, spalinowy i elektryczny. Ale PHEV dysponuje znacznie większym zestawem baterii, jego zasięg na samym prądzie to zatem kilkadziesiąt kilometrów. A jak sama nazwa wskazuje, samochody PHEV mogą być ładowane z zewnętrznego źródła prądu, dokładnie tak samo jak samochody w pełni elektryczne. Przy niewielkich przebiegach i dbałości o naładowanie baterii można więc uzyskać rewelacyjnie niskie zużycie paliwa – według normy WLTP nawet w okolicach dwóch litrów na sto kilometrów. Oczywiście, w normalnej eksploatacji będzie to możliwe rzadko, ale nie jest niewykonalne. Tym bardziej, że baterie plug-ina nigdy nie rozładowują się całkowicie. Samochód po pokonaniu pełnego dystansu na prądzie pracuje jak zwykła hybryda. Zaletą hybryd plug-in jest więc możliwość przejechania kilkudziesięciu kilometrów w trybie czysto elektrycznym, co pozwoli wjechać do stref zakazanych dla samochodów spalinowych, wadą – konieczność częstego ładowania i – oczywiście – koszt zakupu, bo to najdroższe hybrydy. Ciekawą ofertę w zakresie samochodów hybrydowych plug-in ma Volvo z takimi modelami jak: XC60, XC40 czy XC90.

Jednak to właśnie hybrydy PHEV oferują najwięcej ze wszystkich rodzajów napędu spalinowo-elektrycznego. Z jednej strony potrafią być bardzo oszczędne, używając głównie napędu elektrycznego, z drugiej – zawsze zapewniają kilkaset kilometrów zasięgu zwykłego samochodu spalinowego. Samochód czysto elektryczny wymaga dość długiego ładowania, może więc zdarzyć się, że przy potrzebie nagłego przemieszczenia się w inne miejsce będzie on po prostu niezdolny do jazdy. Plug-in tego problemu nie ma. Jak już wspomniano, nawet przy baterii rozładowanej na tyle, że jazda czysto elektryczna nie jest już możliwa, nadal pracuje on jak FHEV, czyli pełna hybryda, wykorzystując zjawisko rekuperacji, czyli odzyskiwania energii podczas hamowania. Oczywiście, każdy samochód PHEV od włączenia preferuje jazdę elektryczną aż do rozładowania baterii. Można jednak włączyć tryb „zachowania energii na później” – będziemy wtedy jechać w trybie hybrydowym, a silnik spalinowy doładuje baterie do zadanej wartości. To bardzo wygodna funkcja, jeśli na przykład planujemy w ciągu dnia wjazd do strefy objętej zakazem ruchu dla pojazdów spalinowych, a nie mamy możliwości podłączenia się do ładowarki. Każdy PHEV ma także funkcję doładowywania baterii silnikiem spalinowym, jednak powoduje to zwiększone zużycie paliwa i powinno być stosowane tylko awaryjnie.

Pamiętać jednak należy, że żadna hybryda nie jest samochodem wypełniającym definicję pojazdu elektrycznego. Uniemożliwia to obecność na pokładzie silnika spalinowego. Zatem nawet hybryda szeregowa, którą napędza przecież silnik elektryczny, ani plug-in o choćby największym zasięgu na prądzie, nie otrzyma zielonych tablic rejestracyjnych i przywilejów samochodu elektrycznego. Te zarezerwowane są dla pojazdów, w których znajduje się wyłącznie silnik elektryczny. Niezależnie od tego, czy prąd do jego napędu będzie pochodzić z baterii (BEV – Battery Electric Vehicle) czy też z ogniw paliwowych wytwarzających prąd ze zgromadzonego w zbiorniku wodoru (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle). Tak czy inaczej, zanim pojazdy elektryczne staną się dominującym na rynku rodzajem napędu, hybrydy zapewniają częściową elektryfikację i ich popularność będzie z pewnością rosła.

Rozważając zatem zakup samochodu hybrydowego należy uwzględnić wiele czynników, od finansowych po czysto, nazwijmy to, logistyczne. Ktoś, kto ma dostęp do stacji ładowania, bądź też dysponuje garażem ze zwykłym choćby gniazdkiem, na pewno bardziej zainteresuje się hybrydą typu plug-in. Czas ich ładowania jest zdecydowanie krótszy niż samochodu w pełni elektrycznego, bo baterie są jednak mniejsze, czyli koszt prądu powinien mieścić się w granicach rozsądku. Za plug-inem przemawiają też wymienione już wyżej argumenty - możliwość jazdy w trybie elektryczno-spalinowym, czyli jak zwyczajną hybrydą, a więc dostępność normalnego zasięgu na każde żądanie. Natomiast dla osób, które możliwością ładowania nie dysponują, a chcą mieć samochód spełniający ostre normy emisji, śmiało można polecić hybrydę typu miękkiego. Jej eksploatacja nie różni się niczym od użytkowania zwyczajnego samochodu spalinowego, a oszczędność paliwa w granicach 15 do nawet 20% to już bardzo poważny argument. Tak czy inaczej, w takiej czy innej formie, hybrydy będą wkrótce podstawą motoryzacji.