Δώστε μας λίγο χρόνο για να σας εξηγήσουμε πώς δουλεύουν τα δύο υβριδικά συστήματα, αφού γνωρίζοντας τη διαφορά, μπορείτε να λάβετε καλύτερες αποφάσεις αγοράς
Σήμερα, οι οδηγοί υβριδικών αυτοκινήτων δεν είναι απαραίτητο ότι αντιλαμβάνονται πώς ακριβώς αυτά λειτουργούν. Τα καλά νέα είναι ότι σε γενικές γραμμές, δεν είναι απαραίτητο. Εφόσον τα αυτοκίνητά τους είναι σωστά σχεδιασμένα, δεν υπάρχουν πολλοί λόγοι να σκέφτονται τον τρόπο λειτουργίας τους. Ωστόσο, με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να συναγωνίζονται πλέον τις πωλήσεις υβριδικών σε παγκόσμιο επίπεδο, είναι συχνό φαινόμενο να υπάρχει σύγχυση ανάμεσα στις δύο κατηγορίες.
Αυτό είναι περισσότερο εμφανές, για παράδειγμα, στην περίπτωση του επερχόμενου Ram 1500 Ramcharger. Το μοντέλο δεν είναι υβριδικό με την ίδια έννοια που χαρακτηρίζουμε υβριδικό ένα Prius, στο οποίο ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και οι ηλεκτροκινητήρες συνδυάζονται μηχανικά, ώστε να κινήσουν το όχημα. Αντίθετα, το βαρύ φορτηγάκι με μεγάλες δυνατότητες ρυμούλκησης αποτελεί ένα ηλεκτρικό όχημα με μπαταρία, η οποία προσφέρει 145 χιλιόμετρα ηλεκτρικής αυτονομίας, καθώς και μία «γεννήτρια» V6 – η Ram επιμένει ότι δε θα πρέπει να την αποκαλούμε κινητήρα – κάτω από το καπό.
Ο κινητήρας 3,6 λίτρων του Ramcharger παρέχει ισχύ σε μία γεννήτρια 174 ίππων, η οποία χρησιμοποιείται αποκλειστικά για να επαναφορτίσει τη μπαταρία. Όταν η μπαταρία αδειάσει από ενέργεια, το δοχείο βενζίνης 100 λίτρων παρέχει αρκετή ενέργεια ώστε να κινήσετε το Ram για άλλα 880 χιλιόμετρα. Το σκεπτικό είναι ότι λειτουργεί σαν ηλεκτροκίνητο φορτηγάκι μέσα στην πόλη – όπου υποθέτει κανείς ότι οι ιδιοκτήτες του θα το φορτίζουν – όμως διαθέτει και γεννήτρια για μεγάλες αποστάσεις, ρυμούλκηση και άλλα ενεργοβόρα καθήκοντα.
Σε τι βαθμό γίνεται αυτό κατανοητό από τους αγοραστές, αποτελεί ένα ερώτημα προς συζήτηση: οι πωλητές είναι πιθανό ότι θα δυσκολευτούν να καταστήσουν σαφές το νόημα του μηνύματος «Φορτίστε καθημερινά, χρησιμοποιήστε βενζίνη για μακρινές μετακινήσεις», με αποτέλεσμα κάποιοι ιδιοκτήτες να καταλήξουν να φορτίζουν σπάνια, ή και καθόλου. Έτσι, οχήματα όπως το Ramcharger αποτελούν μια καλή ευκαιρία για να εξετάσουμε τις διαφορές ανάμεσα στα υβριδικά μοντέλα που αποκαλούνται παράλληλα, ή σε σειρά. Όχι πώς πιστεύουμε ότι είναι πιθανό οι νέοι αγοραστές αυτοκινήτων να υιοθετήσουν τους παραπάνω όρους...
Υβριδικά σε Σειρά
Τα πρώτα υβριδικά αυτοκίνητα που εντοπίζονται πίσω στις δεκαετίες του 1900-1920 ήταν όλα τους υβριδικά σε σειρά, όπως το προαναφερθέν Ramcharger. Η ιδέα είναι απλή: το όχημα κινείται μέσω ηλεκτρισμού που αντλεί από τη μπαταρία και μόλις η μπαταρία αδειάσει, ή χρειαστεί περισσότερη ισχύ, ο βενζινοκινητήρας τίθεται σε λειτουργία ώστε να κινήσει μια γεννήτρια. Αυτή παράγει ρεύμα που διοχετεύεται στη μπαταρία και στη συνέχεια, στους τροχούς. Η μπαταρία δουλεύει σαν ενδιάμεσος, ώστε η γεννήτρια να μπορεί να λειτουργεί στις πιο αποδοτικές ταχύτητές της – πράγμα που σημαίνει ότι δε χρειάζεται οι στροφές της να κυμαίνονται από τις 600 στις 6000 ανά λεπτό, όπως συμβαίνει με έναν κινητήρα που κινεί απευθείας τους τροχούς.
Αυτό που είναι σημαντικό να κατανοήσει κανείς είναι ότι σε μια τέτοια περίπτωση, η ροπή του κινητήρα κινεί μόνο τη γεννήτρια και όχι τους τροχούς. Δηλαδή, ο άξονας μετάδοσης της κίνησης του κινητήρα δεν συνδέεται μηχανικά με τους τροχούς: οι τροχοί κινούνται αποκλειστικά μέσω ενός ή περισσότερων ηλεκτροκινητήρων.
Οι diesel-ηλεκτρικοί κινητήρες τραίνων χρησιμοποιούν αυτή τη διάταξη εδώ και πολλές δεκαετίες, εν μέρει γιατί ταιριάζει ιδιαίτερα σε οχήματα που κινούνται σε σταθερές ταχύτητες, χωρίς μεγάλες διακυμάνσεις στην ισχύ που απαιτούν. Αντίθετα, η ισχύς που απαιτείται από ένα επιβατικό όχημα δρόμου, μπορεί να ποικίλλει κατά μία ολόκληρη τάξη μεγέθους, ή και περισσότερο. Στο κάτω άκρο, έχουμε ένα όχημα που κινείται σε σταθερή ταχύτητα σε επίπεδο έδαφος. Στο άνω άκρο, έχουμε επιτάχυνση σε απότομη ανηφόρα ώστε να ενταχθείτε στην κίνηση ενός δρόμου.
Το αξιοσημείωτο είναι ότι τα υβριδικά οχήματα σε σειρά δεν ήταν ιδιαίτερα συνηθισμένα μέχρι τώρα. Για παράδειγμα, το Ramcharger θα αποτελέσει μόλις το τρίτο όχημα αυτού του τύπου που θα πωληθεί στην Αμερική στη σύγχρονη εποχή. Ανάμεσα στα άλλα δύο, το μόνο που πουλήθηκε σε αξιοσημείωτο βαθμό ήταν η το BMW i3 Rex από το 2014 ως το 2021 – έχοντας αποτελέσει μία έκδοση του ηλεκτρικού i3, στο οποίο προστέθηκε ένας δικύλινδρος κινητήρας που λειτουργούσε σαν γεννήτρια, προσφέροντας εκτεταμένη αυτονομία. Το άλλο ήταν το Fisker Karma του 2012 και οι διάδοχοί του, Karma Revero και GS-6, όλα τους κομψά, πολυτελή sedan που έχουν πλέον αποσυρθεί από την παραγωγή.
Παράλληλα Υβριδικά
Ανάμεσα στα 25 εκατομμύρια υβριδικά βενζινοκίνητα που θα συναντήσετε στους δρόμους όλου του κόσμου, η πλειοψηφία τους είναι Toyota και τα περισσότερα από αυτά χρησιμοποιούν το κλασσικό παράλληλο υβριδικό σύστημα δύο κινητήρων της μάρκας. Η εταιρεία το αποκαλούσε Hybrid Synergy Drive, μια φράση που ήταν μάλλον εξίσου μυστηριώδης με τον όρο «παράλληλο υβριδικό» για τον μέσο καταναλωτή.
Στην πιο βασική του εκδοχή, ένα παράλληλο υβριδικό σύστημα χρησιμοποιεί τόσο τον κινητήρα εσωτερικής καύσης, όσο και έναν ή περισσότερους ηλεκτροκινητήρες, για να κινήσει τους τροχούς, είτε ταυτόχρονα, ή χωριστά. Το σύστημα της Toyota που λανσαρίστηκε το 1997 σε ένα Prius που ήταν διαθέσιμο μόνο στην Ιαπωνία και κυκλοφόρησε στον υπόλοιπο κόσμο από το 2000, διαθέτει δύο ηλεκτροκινητήρες που συνδέονται με τον βενζινοκινητήρα μέσω ενός επικυκλικού σετ γραναζιών, με το τελευταίο να λειτουργεί και σαν συνεχώς μεταβαλλόμενη μετάδοση κίνησης. Οι ηλεκτροκινητήρες αντλούν ρεύμα και επαναφορτίζουν μία μικρή μπαταρία με χωρητικότητα περίπου μίας κιλοβατώρας.
Όταν το αυτοκίνητο κινείται σε χαμηλές ταχύτητες, ή σε χαμηλά φορτία, ένας ή δύο ηλεκτροκινητήρες αρκούν για να κινήσουν το όχημα από μόνοι τους, οπότε ο βενζινοκινητήρας παραμένει απενεργοποιημένος. Η έντονη επιτάχυνση, ή η κίνηση σε υψηλότερες ταχύτητες έχει ως συνέπεια την ενεργοποίηση του βενζινοκινητήρα. Και εδώ είναι που τα πράγματα αρχίζουν να γίνονται πολύπλοκα: Κάποιες φορές, ο κινητήρας κινεί το αυτοκίνητο αποκλειστικά μόνος του. Σε άλλες περιπτώσεις, το λογισμικό του αυτοκινήτου (το οποίο ας πούμε ότι είναι κάπως περίπλοκο) αντλεί ενέργεια από έναν συνδυασμό του άξονα μετάδοσης του βενζινοκινητήρα και των ηλεκτροκινητήρων.
Το μυστικό της υψηλής απόδοσης του παράλληλου υβριδικού συστήματος είναι ότι ανακτά ενέργεια μέσω της αδράνειας, η οποία ειδάλλως θα χανόταν μέσω της μετατροπής της σε ζέστη κατά το φρενάρισμα. Οι ηλεκτροκινητήρες είναι σε θέση να μεταβάλλουν γρήγορα τη λειτουργία τους από το να καταναλώνουν ενέργεια στο να παράγουν ενέργεια, πράγμα που σημαίνει ότι η «ανατροφοδοτική πέδηση» – δηλαδή η χρήση των ηλεκτροκινητήρων σαν γεννήτριες κάθε φορά που το αυτοκίνητο επιβραδύνει – επαναφορτίζει τη μπαταρία του αυτοκινήτου. Σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί να ανακτηθεί με αυτόν τον τρόπο μέχρι και 30% της ενέργειας που χρησιμοποιήθηκε για να κινηθεί το αυτοκίνητο, ιδιαίτερα στο μποτιλιάρισμα, όπου το αυτοκίνητο κινείται μέσω ηλεκτρισμού κατά μεγαλύτερα ποσοστά.
Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, το σύστημα της Toyota λειτουργεί επίσης σαν μετάδοση, σε αντίθεση με άλλα παράλληλα υβριδικά συστήματα που χρησιμοποιούν μόνο έναν ηλεκτροκινητήρα ανάμεσα στον κινητήρα εσωτερικής καύσης και σε μια συμβατική μετάδοση. Τα τελευταία είναι απλούστερα και καθιστούν ευκολότερη την προσαρμογή από ένα συμβατικό βενζινοκίνητο αυτοκίνητο, αλλά είναι και λιγότερο ευέλικτα στη λειτουργία τους.
Ένα σύστημα δύο κινητήρων μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν κινητήρα για να κινεί τους τροχούς, ενώ ο άλλος επαναφορτίζει τη μπαταρία χρησιμοποιώντας την ισχύ του κινητήρα, την ανάκτηση ενέργειας κατά την πέδηση, ή και τα δύο. Ένα σύστημα με έναν κινητήρα μπορεί να κινεί το αυτοκίνητο, ή να επαναφορτίζει τη μπαταρία, αλλά όχι και τα δύο ταυτόχρονα.
Το λογισμικό που καθιστά εφικτά όλα τα παραπάνω είναι εξαιρετικά πολύπλοκο. Οι αλγόριθμοι ελέγχου πρέπει να μεταβάλλουν συνεχώς την ενέργεια που αντλούν από τη μπαταρία και από τον κινητήρα, ώστε να μεγιστοποιούν συνεχώς τη χρήση της μπαταρίας και να ελαχιστοποιούν τη χρήση καυσίμου. Κάθε κατασκευαστής που έχει λανσάρει ένα υβριδικό μοντέλο έχει διαπιστώσει ότι ήταν εξαιρετικά δύσκολη η επίτευξη του τελευταίου 10% στον τομέα της ομαλής συνεργασίας του βενζινοκινητήρα, του/των ηλεκτροκινητήρα/ηλεκτροκινητήρων και των συστημάτων πέδησης (μέσω τριβής ή ανατροφοδότησης), ενώ κάθε γενιά υβριδικών συστημάτων λειτουργεί ομαλότερα, χάρη στα επώδυνα μαθήματα που έχουν προηγηθεί.
Ανακαλύψτε τα υβριδικά μοντέλα που διαθέτουμε, ελεγμένα από το τεχνικό μας τμήμα και συνοδευόμενα από τις μοναδικές παροχές της Automarin (Δωρεάν Service έως 6 χρόνια, Εγγύηση έως 5 χρόνια και με Δικαίωμα επιστροφής χρημάτων έως 7 ημέρες για να νιώθεις ασφαλής για την επιλογή σου).
