Hibridautó

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A hibridautó olyan autó, amely a meghajtásához szükséges energiát több, egymástól eltérő elven működő erőforrásból nyeri.

E hibrid rendszerben a gyakorlati megvalósítás során legtöbbször a belső égésű motor és a villanymotor kombinációja jelenik meg. A motor energiája akkumulátor helyett (vagy mellett) lendkerékben vagy szuperkondenzátorban, vagy sűrített levegő rendszerben is tárolható.

A hibridautó jellemzően kevesebb fosszilis eredetű üzemanyagot fogyaszt, mint a csak belsőégésű motorral rendelkező, ezért környezetbarátnak tekintik.

A hibridautók a hajtáslánc vagy a felhasznált energiaforrás viszonylagos jelentősége szerint osztályozhatók.

Részei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hibridautó fő részei általában a belső égésű motor, a hajtómű (bolygóműves nyomatékosztó egység), a villanymotor és az akkumulátor.

Működési elve[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A sorozatban gyártott hibridautók akkumulátora menet közben is feltölthető; egyrészt a belsőégésű motor, másrészt az energiavisszatöltő rendszer segítségével. A belső égésű motor generátort hajt, és az termeli az áramot, amely vagy közvetlenül a járművet hajtja, és/vagy az akkumulátor töltésére fordítódik. Az üzemanyagfogyasztás csökkentését célozza a start-stop funkció is, amely üresjáratban automatikusan leállítja és a szükséges időben újraindítja a belsőégésű motort. Az energiavisszatöltő rendszer a fékezés energiájának visszatáplálását teszi lehetővé. A hibridautó belsőégésű motorja kisebb, mint a hagyományos (csak belsőégésű motorral rendelkező) autóké. A rövid idejű gyorsításoknál azonban mindkét hajtás üzemelhet, így nincs jelentős fogyasztásbeli különbség a hagyományos hajtású autókhoz képest.

Akkumulátorok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az energiát tároló akkumulátorok sok helyet foglalnak, és nagy súlyt jelentenek. Probléma még a jelentős áruk, és a feltöltés viszonylagos lassúsága is.

Az akkumulátor leggyakrabban lítium-ion akkumulátor. Emellett vannak még nikkel-fémhidrid, nátrium/nikkel-klorid,[1] esetleg hagyományos ólomakkumulátorok is.

A lítium-ion akkumulátor azért gyakoribb választás, mert az ólom-akkumulátorhoz képest könnyebb; gyorsabban tölthető; kb. hatszor annyi feltöltési-kisütési ciklust bír ki; valamint nem tartalmaz nagy mennyiségű (pl. balesetkor veszélyessé váló) savat.[2]

Üzemanyagfogyasztás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

2007-ben több autógyártó bejelentette, hogy a jövő autóiban (a nem hibridek is) olyan üzemanyag-megtakarító megoldásokat fognak alkalmazni, amelyek a hibridautókra jellemzőek. A fékezéskor visszanyert és az akkumulátorban eltárolt energia felhasználható például a légkondicionáló berendezés, az ablakfűtés, az elektromos szervokormány stb. működtetéséhez. Amikor áll az autó, a vezérlés leállítja a motort; ezzel üzemanyag takarítható meg és csökkenthető a károsanyag-kibocsátás (a hibrid-elv alkalmazása nélkül is).

Olyan hibridautók is vannak, amelyekben nem az üzemanyagfogyasztás csökken (változatlan teljesítmény mellett), hanem (változatlan üzemanyagfogyasztás mellett) a teljesítményük lesz nagyobb. A vezető kapcsolóval („NAGY HATÁSFOK” gombbal stb.) választja ki a neki megfelelő üzemmódot; esetleg program határozza meg (bizonyos, egyénileg megadható paraméterek segítségével) az optimális üzemmódot.

Városi közlekedésben leghatékonyabban a hibridautók használják ki az üzemanyagban rejlő energiát.[3][4]

A hibridautó kevesebb üzemanyagot fogyaszt (ezért kevesebb CO2-t is bocsát ki), mint az ugyanolyan hagyományos autó. Ennek három legfontosabb összetevője a hibrid konstrukcióhoz kapcsolódik:

  1. Mind a belsőégésű, mind a villanymotort csúcsteljesítményre tervezték. Ha mindkét motorra támaszkodhatunk, akkor mindkettőt tervezhetjük átlagos üzemi körülményekre, vagyis mindkét motor kisebbre méretezhető. A belsőégésű motor számára kedvezőtlen illetve kevéssé hatékony üzemi körülmények[5] (alacsony fordulatszám) a villanymotor számára egyáltalán nem kedvezőtlenek és fordítva. Így a járműnek sosem kell kis hatásfokkal üzemelnie. (A főáramkörű villanymotor teljesítménygörbéje jobban alkalmazható változó sebességnél; kis sebességnél nagyobb forgatónyomatékot nyújt, mint a belsőégésű motor.)
  2. Jelentős energiatároló kapacitással rendelkezik, amely a fékezéskor vagy lejtmenetben visszanyert energiát is tudja tárolni.
  3. Jelentős mennyiségű energia tölthető az energiatárolóba fékezéskor, ami a hagyományos autóknál veszendőbe megy. Motorfékezéskor a jármű mozgási energiáját a villanymotor - generátorként működve - az akkumulátor töltésére használja. A villamosvasúti vontatásban már régóta alkalmazzák az energia visszatáplálását pl. a Fogaskerekűnél.

Az alábbi három megoldás nem kizárólag a „hibrid” konstrukcióhoz kötődik, de ezek is a hibridautókban terjednek el az üzemanyagfogyasztás csökkentésére:

  1. A belsőégésű motor leállítása üresjáratban (pl. szabadonfutáskor vagy piros lámpánál)
  2. A légellenállás csökkentése. A furgonok jelenlegi gyenge hatásfokában elég nagy szerepet játszik nagy légellenállásuk. Ha a „jelenleg jellemző” kocka alakot áramvonalas alakra cseréljük, a motor teljesítményének egy részét felszabadítjuk. Ezzel javítható az üzemanyagfelhasználás hatékonysága és az autó irányíthatósága is.
  3. Kis gördülési ellenállású („energiatakarékos”) gumiabroncsok alkalmazása. Mivel a hibridautóknál az energiatakarékosság még fontosabb, mint a hagyományos járművekben, már kifejlesztettek külön a hibridautókra optimalizált abroncsot. Ezek a gördülési ellenállás csökkentése érdekében merevebbek, rugózásuk keményebb, de előírt mértékben tapadnak az útfelületre.

A fenti tulajdonságok miatt a hibridautó különösen a városi forgalomban előnyös (gyakori indulás-megállás, állás). Emellett a hibridautó sokkal halkabb,[6] mint a hagyományos autó, különösen amikor áll vagy kis sebességgel halad. Autópályán például ezeknek az előnyöknek a jelentősége kisebb, és a zajkibocsátás nő, mivel a belsőégésű motort az ideálisnál magasabb fordulaton kell pörgetni, ami fogyasztásnövekedést is okoz, a nagyobb mérvű kopásáról nem beszélve.

A hibridautók fenti három előnyös tulajdonságának bármely kombinációja alkalmazható az üzemanyagfogyasztás és a légszennyezés csökkentése, a teljesítmény növelése, a jármű tömegének illetve a költségek csökkentése céljából.

Környezetvédelmi szempontok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kisebb üzemanyagfogyasztás kisebb légszennyezést okoz.

Az akkumulátorok használata - azonban - felvet bizonyos problémákat:

Ron Cogan, a Green Car Journal szerkesztője szerint a nikkel-fémhidrid akkumulátorok környezetterhelése csekély. Teljes mértékben újrahasznosíthatók.[7] A Toyota és a Honda bejelentette, hogy újrahasznosítja az elhasználódott akkumulátorokat, és hogy elhelyezésük nem szennyezi a környezetet. A visszaszolgáltatáshoz a Toyota minden akkumulátoron feltüntet egy telefonszámot, és kétszáz dolláros „jutalommal” ösztönzi az akkumulátorok visszaszolgáltatását, ezzel megfelelő újrahasznosításukat.

Míg a nikkel-kadmium és ólomakkumulátorok erősen mérgezők és súlyosan szennyezik a környezetet, addig a nikkel-fémhidrid akkumulátorok sokkal kevésbé;[8], viszont rákkeltő és teratogén hatásuk van.[9] A haladást erősen gátolja, hogy az ólom egyelőre olcsó; a hibridautók akkumulátoraihoz pedig pl. drága ritkaföldfémekre is szükség van.

A hibridautó kis sebességnél sokkal csendesebb, mint a megfelelő hagyományos (belsőégésű motorral hajtott) autó. Ezzel csökkenthető a városi zaj. Ugyanakkor ez hátrány is lehet bizonyos esetekben, pl. amikor a vakok a zajból veszik észre az autó közeledtét (a veszélyt).

Alapanyaghiány[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hibridautók gyártásához szükséges ritka anyagok közül többnek az esetében is az a veszély fenyeget, hogy elfogy.[10][11]

A hibridautókhoz használt, magas fejlettségi színvonalú villanymotorok és akkumulátor-rendszerek előállításához gyakran diszpróziumra is szükség van. Ez egy ritkaföldfém, ennek zömét a többi ritkaföldfémhez hasonlóan Kínában bányásszák.[12] Egyes elemzők szerint hamarosan annyira felfut Kína elektronikai ipara, hogy a kínai ritkaföldfém-bányászat csak a belföldi igényeket tudja majd kielégíteni[10][13][14] Van ugyan egy-egy próbálkozás az USÁ-ban, Kanadában és Ausztráliában, de nem valószínű, hogy addigra ezek át tudnák venni a kínai bányák helyét.[15][16] Ennek alternatívájaként jöttek létre a mechanikus módszerrel, sűrített levegő tartályban való tárolásával működő hibridek, melyek lényegesen olcsóbbak, mint az akkumulátoros hibridek.

Hajtástípusok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Soros hibridhajtás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Soros hibridhajtás

A soros hibrideknél a belső égésű motor energiája egyetlen úton jut el a kerekekig. A belsőégésű motor nem közvetlen az autót, hanem a generátort hajtja, amely elektromos áramot termel a kerekeket meghajtó villanymotor - meg az egyéb fogyasztók és az akku - számára, az akkumulátor töltöttségétől függően. Fékezéskor a jármű mozgási energiáját a villanymotor - generátorként - az akkumulátor töltésére használja fel. A soros rendszer kialakítása és elektromos vezérlése nem túl nehéz feladat, ám a többszörös energiaátalakítás és az akkumulátor töltési-kisülési veszteségei folytán a belsőégésű motor teljesítményének csupán mintegy 60%-a hasznosul.

A soros hibridautók konstrukciója sokkal jobban hasonlít a villanyautókéra, mint a belsőégésű motorral hajtott hagyományos autók vagy a párhuzamos hibridek konstrukciója. A soros hajtásrendszerben a belsőégésű motor nem hajtja meg közvetlenül a kerekeket, hanem csak a generátort. Az abban keletkező áram hajtja meg a villanymotort és tölti fel az akkumulátort. Nagy teljesítményigény esetén a villanymotor a generátorból közvetlenül és az akkumulátorból is használ fel áramot. Sebességváltóra nincs is mindig szükség; ha mégis, az akkor is sokkal egyszerűbb, mint a hagyományos vagy a párhuzamos hajtású autók esetében. A villanymotor tág fordulatszám-tartományban is jó hatásfokkal működik.

Vannak olyan járművek, ahol a nagy villanymotor helyett mind a négy kerékben van egy-egy kisebb.

A soros hibridhajtásban nincs mechanikai összeköttetés a belsőégésű motor és a kerekek között, a belsőégésű motor pedig a jármű különböző sebessége esetén is állandó fordulatszámon és hatásfokkal üzemelhet. Ezért a belsőégésű motor a 37%-os elméletileg maximális hatásfok közelében működtethető – ami jobb, mint a hagyományos autókra jellemző 20%.

A belsőégésű motorban nyert energia áthalad a generátoron és a villanymotoron, majd – a konstrukciótól függően (lásd az ábrát) – esetleg a töltőn és az akkumulátoron is. Minden energiaátalakításnál elvész az energia egy része. A belsőégésű motorból nyert energiának 70-80%-a jut el a kerekekig; míg a hagyományos tengelykapcsolónál ez az arány 98%. Ha a jármű autópályán tesz meg hosszú utat, a belsőégésű motorból kell fedezni az energiaszükséglet nagyobb részét; ilyenkor a soros hibridhajtás hatásfoka 20-30%-kal kisebb, mint a párhuzamos hibridhajtásé.

Ha a villanymotorok a kerékbe vannak beépítve, nincs szükség a hagyományos erőátviteli berendezésekre (sebességváltó, hajtóműtengelyek, differenciálmű), és esetleg hajlékony tengelykapcsolóra sem. Egyszerűbb a négykerékmeghajtás, a hajtás- és fékezésszabályozás (ASR, ABS, ESP stb.), alacsonyabb lehet a padlószint. Viszont nagyobb lesz a rugózatlan tömeg és romlik a felfüggesztés reagálása az út egyenetlenségeire; ettől kényelmetlenebb és kevésbé biztonságos lesz az utazás.

Soros hibridhajtással rendelkezik például: Renault Kangoo Elect’Road, Daimler Orion hibrid busz, Chevrolet Volt, Opel Flextreme.

Párhuzamos hibridhajtás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Párhuzamos hibridhajtás

A párhuzamos hibrideknél az energia két úton, párhuzamosan folyhat, vagyis a belsőégésű és a villanymotor egyaránt forgathatja a hajtásláncot. Bonyolultabb elrendezésű megoldás, szélesebb körű szabályozhatósága viszont nagyobb üzemanyag-megtakarítást eredményez. A párhuzamos hibrideknek jobb a hatásfokuk, mint a sorosaké. A ma kapható hibridautók többségében párhuzamos rendszer működik. Ezen az elven alapul a Lexus RX 400h meghajtása, és ez található a Honda Insight és Civic IMA modelljében.

A párhuzamos hajtásoknál a belsőégésű motor és egy villanymotor hajtja meg az erőátviteli berendezést. A legtöbb konstrukcióban a villanymotor/generátor egy egységet alkot a belsőégésű motorral és az erőátviteli berendezéssel, így helyettesíti a hagyományos indítómotort és generátort is. Az energia tárolására egy nagy akkumulátortelep szolgál, amely a hagyományos 12 voltos helyett 42-120 voltos feszültségen üzemel. A hibridautó kisegítő berendezéseit (pl. légkondicionáló, elektromos szervokormány) nem a belsőégésű motor hajtja meg, hanem a fix feszültségű akku. Így az elektromos berendezések állandó sebességgel, vagyis nagyobb hatásfokkal működtethetők, nincsenek kiszolgáltatva a belsőégésű motor változó fordulatszámának.

A párhuzamos hibridhajtások osztályozhatók a mechanikai összekapcsolás szerint. Ha valamely tengelyhez valóban párhuzamosan kapcsolódnak, akkor azonosnak kell lenni a fordulatszámuknak. Ebben az esetben a forgatónyomatékuk összeadódik. Ez a típus jellemző a villanymotoros kerékpárokra. Amikor a két hajtás közül csak az egyiket használjuk, akkor a másik lehet vagy üresjáratban, vagy kapcsolódhat szabadonfutó tengelykapcsolóval. A hibridautóknál a két kiindulási hajtáslánc inkább differenciálmű segítségével szokott egyesülni. Vagyis a bemenő tengelyek forgatónyomatéka legyen azonos, és a fordulatszámuk összeadódik. A pontos „összeg” a differenciálmű jelleggörbéjétől függ. Ha a két meghajtómotor közül csak az egyik működik, a másiknak akkor is nyújtania kell a forgatónyomaték nagy részét, vagy fordított szabadonfutó tengelykapcsolóval kell szerelni.

A párhuzamos hibridek (pl. Hondától az Insight, a Civic és az Accord hibridek) egyidejűleg két motorral is meg tudják hajtani a kerekeket; például belsőégésű motorral és akkumulátorról hajtott villanymotorral. A legtöbb párhuzamos hibridben a belsőégésű motor és az erőátviteli berendezés között van a villanymotor, de az is előfordul, hogy a villanymotor az autó egyik tengelyét hajtja meg, a belsőégésű motor pedig a másikat (miközben generátoron keresztül tölti az akkumulátort is). Ilyen például az Audi Duo is, amely konnektorból is tölthető hibridautó. A párhuzamos hibridek beprogramozhatók úgy is, hogy amikor kis teljesítményre van szükség, a villanymotor helyettesítse a belsőégésű motort, vagy akár úgy is, hogy jelentős mértékben kiegészítsék a kis belsőégésű motor teljesítményét. Mindkét megoldás jóval nagyobb hatásfokot biztosít, mint a hagyományos, csak belsőégésű motorral üzemelő járművek.[17]

Párhuzamos hibridhajtással rendelkezik például a Ford Escape Hybrid.[18]

A párhuzamos hibrideket (ilyen például a Toyota és a Lexus) villanymotor hajtja meg, amikor hátrafelé vagy kis sebességgel mennek, mivel ez kevesebb energiát fogyaszt (álláskor egyáltalán semmit). Ezért városi és városkörnyéki forgalomban a hibridautó az ideális közlekedési eszköz. A sebesség növekedésével (vagy a sebesség növelésekor, szóval amikor „rálépünk a gázpedálra”) beindul a belsőégésű motor, és a két motor együtt, egymással párhuzamosan hajtja a járművet. Azonos motortömegnél a belsőégésű motor teljesítménye nagyobb, ezért nagy sebességre ez alkalmasabb. A villanymotor és az akkumulátorok segítségével tiszta elektromos meghajtással kb. 3–5 km-t tud megtenni az autó, 40 km/h sebességgel. Ezen túl a belsőégésű motorra van szükség, akár azért, hogy feltöltse az akkumulátort, akár, hogy növelje a sebességet vagy a forgatónyomatékot.

A párhuzamos hajtású hibridautók működése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Indításkor a villanymotor kapcsolódik be. Ha a belsőégésű motor hideg, elkezdődik az előmelegítés. Haladáskor mindkét motor hajtja előre az autót. Lakott területen kívül alapvetően a belsőégésű motor szolgáltatja az energiát (már csak azért is, hogy ne használódjon el olyan hamar az akkumulátor), de pl. előzésnél vagy hegynek fel bekapcsol és rásegít a villanymotor is. Fékezéskor a motor (néha négyből három henger) leáll, ugyanakkor az autó mozgási energiája elektromos árammá alakul (a villanymotor generátorként működik), amely visszatöltődik az akkumulátorba.

A fékezési energia visszanyerésével később hasznosítható ez az energia – ami a hagyományos járművekben hővé alakul és szétszóródik (már nem hasznosítható). A start-stop funkció is üzemanyagot takarít meg. Minél nagyobb a villanymotor és az akkumulátor, annál több energia nyerhető vissza fékezéskor, mielőtt működésbe lépne a hagyományos dobfék és tárcsafék. A nagyobb villanymotor és akkumulátor viszont aránytalanul megnövelné a helyigényt és a jármű tömegét, úgyhogy itt meg kell keresni az optimális megoldást.

Megosztott soros-párhuzamos hibrid vagy vegyes hibrid hajtás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Megosztott soros-párhuzamos hibridhajtás

Ez a hajtásrendszer egyesíti magában mind a soros, mind a párhuzamos hajtás tulajdonságait. A belsőégésű motor és a kerekek között olyan mechanikai és/vagy elektromos berendezések találhatók, amelyek elválasztják a belsőégésű motor (vagy más elsődleges energiaszolgáltató eszköz) felől jövő hajtást a vezető által igényelt hajtástól.

A belsőégésű motor a legkisebb fordulatszámon adja le a legkisebb forgatónyomatékot, és egy hagyományos járműben nagy motorra van szükség ahhoz, hogy az autó álló helyből elinduljon. Amikor viszont a jármű nagyjából állandó sebességgel halad, a nagy motor a szükségesnél nagyobb teljesítményt nyújt. A soros gerjesztésű villanymotor forgatónyomatéka nyugalmi állapotban (0 1/min) a legnagyobb, és kiválóan alkalmas arra, hogy kis fordulaton kompenzálja (és helyettesítse) a belsőégésű motorból nyerhető alacsony forgatónyomatékot. A megosztott hajtású soros-párhuzamos hibrid belsőégésű motorja így lehet kisebb, kevésbé rugalmas –– és magasabb lesz a hatásfoka. A hagyományos Otto-ciklus helyett (nagy teljesítménysűrűség, alacsony fordulatszámon nagyobb forgatónyomaték, alacsony hatásfok) gyakran Miller- vagy Atkinson-ciklusú motort (kis teljesítménysűrűség, alacsony fordulatszámon kisebb forgatónyomaték, jobb hatásfok,) alkalmaznak.

Megosztott hibrid hajtással rendelkezik például a 2008-as Toyota Prius.[19] A Lexus RX 400h hajtása hasonló ehhez, csak itt az első tengelyt egyenletes terhelésnél meghajtó benzinmotor és villanymotor mellett van még egy másik villanymotor, amely erős gyorsulásnál hajtja meg a hátsó tengelyt, vagy akkor, ha az első kerék csúszik[20][21] – ekkor négykerékhajtásúvá válik. Ennél a típusnál az akkutelep névleges feszültsége a 288 V-ot is elérheti.[22]

Osztályozás a hibridizáció foka szerint[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Teljesen hibrid[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A teljesen hibrid (más néven teljes értékű hibrid, full hybrid) bármikor képes akár akkumulátorról, akár belsőégésű motorral, akár mindkettővel meghajtva menni. Ilyen például az újabb Toyota Prius, a Ford Escape és a Mercury Mariner. Ahhoz, hogy a jármű csak akkumulátorról is tudjon üzemelni, nagy kapacitású akkumulátorra van szükség. Azért, hogy a mechanikai és az elektromos energiát könnyebben át lehessen alakítani egymásba, a hajtáslánc megosztott – ettől persze bonyolultabb lesz a rendszer. Egy differenciálműre is szükség van ahhoz, hogy szabályozni lehessen az egyes erőforrásokból nyert teljesítmény viszonylagos arányát.

A Toyota „hibrid szinergiahajtásnak” nevezi azt a rendszert, amelyet a Priusban, a Highlanderben és a Camryban alkalmaz. Számítógépes vezérlés határozza meg, hogy mikor melyik erőforrásnak mekkora legyen a részaránya. Ez állítja le és indítja el a motorokat. A harmadik generációs Priusban a vezető választhat a hajtásmódok között, így például van sportos használatra, dugóban történő araszolásra, illetve üzemanyag-takarékosságra optimalizált üzemmód is.

Rásegítőhibrid[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A rásegítőhibrid járművek (power assist hybrid) elsősorban a belsőégésű motorból nyerik az energiát; szükség esetén a villanymotor rásegít egy kis plusz nyomatékkal; a hajtáslánc meglehetősen szokványos. A belsőégésű motor és a hajtómű között elhelyezkedő villanymotor lényegében egy nagy indítómotor, amit most nem csak a belsőégésű motor indításához használunk, hanem akkor is, amikor a vezető „rálép a gázra”, növelni akarja a forgatónyomatékot. A villanymotor a belsőégésű motor újraindításához is használható, vagyis álláskor leállítható a főmotor, miközben az elektromos berendezések az akkumulátorról üzemelnek.

Rásegítő hibrid hajtással rendelkeznek például a Honda hibridjei (többek között az Insight), amely a kis, hatékony benzinmotorok tervezéséről is híres. A Honda rendszerét integrált motor rásegítésnek (IMA) hívják. A rásegítőhibridek leginkább abban különböznek a teljesen hibridektől, hogy nem tudnak belsőégésű motor nélkül üzemelni. De nem sok elektromos energiára van szükségük, ezért az akkumulátoruk is lehet kisebb. A 2006-os Civic Hybrid óta az IMA csak villanymotorról is tudja hajtani a járművet – közepes, nagyjából állandó sebességnél.

Enyhén hibrid[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az enyhén hibrid (lágy hibrid, mild hybrid) autó lényegében egy hagyományos jármű. A kis villanymotor felfogható egy nagy indítómotornak is. Megálláskor, fékezéskor, „guruláskor” leáll a belsőégésű motor, de gyorsan és tisztán újraindul. Az elektromos berendezések (pl. klíma) akkor is működhetnek, ha a belsőégésű motor áll. Fékezéskor visszanyeri az energiát. A villanymotor még az üzemanyag befecskendezése előtt felpörgeti a belsőégésű motort az üzemi fordulatszámra. Hegynek fel vagy előzéskor a villanymotor segít a belsőégésű motornak.

Az enyhén hibrideket sokan nem is tekintik hibrideknek. Nem is takarítható meg velük annyi üzemanyag, mint a teljesen hibridekkel. Itt van például a 2005-ös Chevrolet Silverado hibrid kisteherautó. A Chevrolet Silverado a start-stop funkcióval 10% üzemanyag-megtakarítást ért el. Az egyre növekvő számú (és energiaigényű) elektromos berendezések táplálásához az enyhén hibrid járművek gyakran 42 (csak?) voltos rendszert használnak.

Az enyhén hibrid megnevezés nem szabványos; inkább marketingesek használják, mint műszakiak.

A villanymotor start-stop funkciója mellett más megoldás is létezik arra, hogy megálláskor álljon le a belsőégésű motor, de szükség esetén azonnal induljon újra: a statikusan induló belsőégésű motor (static start engine). Ehhez nincs szükség indítómotorra. Ebben érzékelők határozzák meg a dugattyúk pontos helyét, mindegyik hengerbe a kellő pillanatban befecskendezik az üzemanyagot és ráadják a gyújtást, és így indul be a motor.[23]

Rásegítő hibrid hajtással rendelkeznek például a Mercedes S és a BMW 7-es sorozatú hibridautók. És a már említett Chevrolet Silverado.

Mikrohibrid[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Üresjáratban a start-stop funkció automatikusan leállítja a belsőégésű motort, utána pedig (pl. amikor a vezető leveszi a lábát a fékről) a másodperc törtrésze alatt finoman, simán újraindítja. Ezzel is növeli az üzemanyagfelhasználás hatékonyságát. Ez különösen azoknál a járműveknél előnyös, amelyek sok időt töltenek el dugóban vagy a zöld jelzésre várva. Ez a megoldás tisztán belsőégésű motorral hajtott autókban is alkalmazható; ilyenkor 5-10% üzemanyagot takaríthat meg a start-stop funkció.

A hagyományos autóban a vízszivattyút és a légkondicionálót általában több, tárcsán átvezetett ékszíj hajtotta meg a belsőégésű motor főtengelyéről. Ennek a hajtásnak a hátránya volt többek között az, hogy ezek az elektromos gépek csak akkor működhettek, ha járt a motor. A motort pedig a maximumra kellett tervezni, hogy akkor is le tudjon adni maximális forgatónyomatékot, amikor minden elektromos fogyasztó működik. A motor pedig a maximumon járt akkor is, amikor nem volt szükség nagy elektromos teljesítményre. A mikrohibrid autóban villanymotor hajtja meg az elektromos eszközöket, éppen akkor, amikor kell.

Az indítómotor-generátor meghajtható szíjjal vagy rászerelhető a főtengelyre (ISG, ISAD). A start-stop funkció ellátásához jól kell bírnia azt, hogy sűrűn indítja a belsőégésű motort. A generátor nincs állandóan bekapcsolva (mint pl. a hagyományos autóknál), ilyenkor akkumulátorról üzemelnek az elektromos berendezések. A generátor akkor kapcsolódik be, amikor tölteni kell az akkumulátort vagy fékezéskor (energiavisszatáplálás). A villanymotor rásegíthet a belsőégésű motornak a jármű hajtásában, esetleg önállóan is hajthatja.

Mikrohibrid hajtással rendelkezik például a Smart Fortwo.[24]

Konnektoros hibrid[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A konnektoros (háztartási hálózatról tölthető) hibrid (plug-in hybrid, PHEV) villanymotort és belsőégésű motort tartalmazó párhuzamos, soros vagy vegyes, teljesen hibrid autó. Nagy mennyiségű elektromos energiát képes tárolni (általában lítium-ionos akkumulátorukban). Az utazás befejeztével az akkumulátor (pl. otthon a garázsban vagy a munkahelyen a parkolóházban) a közönséges elektromos hálózat konnektorához csatlakoztatva feltölthető, és akkor nem kell a jármű saját belsőégésű motorját a töltésre használni.

Ha egy jármű PHEV-68, azaz PHEV109km, az azt jelenti, hogy akkumulátoros (vagy elektromos) hatótávolsága (AER: all electric range) 68 mérföld, azaz 109 km. Ennyit tud megtenni csak az akkumulátorára támaszkodva.

Egyes hálózatról tölthető hibridekben nagy energiasűrűségű szuperkondenzátorok találhatók. A szuperkondenzátorok több feltöltési-kisütési ciklust kibírnak, mint az akkumulátorok. Anyaguk – az akkumulátorok anyagától eltérően – nem szennyezi a környezetet. Sokkal kisebb a belső ellenállásuk, jobb a hatásfokuk, gyakorlatilag nem melegszenek.[25] A szuperkondenzátor és az akkumulátor egy egységbe is összeépíthető[26]

Az akkumulátor optimális mérete attól függ, hogy az üzemanyagfogyasztást, a működési költségeket vagy a károsanyag-kibocsátást akarjuk csökkenteni, de egy tanulmány szerint[27] az akkumulátor kapacitásának meghatározásakor az a legfontosabb, hogy két feltöltés között mekkora távolságot kell megtennie a hálózatról tölthető hibridnek. Ha az autót városi forgalomban használjuk (legföljebb 15 km-t kell mennie két töltés között), akkor a 11 km-es elektromos hatótávolságú (PHEV-7, azaz PHEV11km) akkumulátor az optimális az üzemanyagfogyasztás és a kibocsátott üvegházhatású gázok mennyisége szempontjából.

Villanymotorról üzemelve a hibridautó nem bocsát ki káros anyagokat. Igaz, az erőművek legtöbbször szennyezik a környezetet, de már annak is megvan az az előnye, hogy nem a sűrűn lakott városok levegőjét szennyezzük.

A tervek szerint fali csatlakozóról kb. 3 óra alatt tölthető fel az Opel Flextreme.[28]

Solo[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Solo magyar hibridautó. Őriszentpéteren fejleszti a 10-20 fős Antro (Alternatív Erőforrásokat és Járműveket Fejlesztő és Gyártó) Kht.,[29] néhány más szervezet közreműködésével. 2008 júniusában bemutatták a prototípust a Közlekedési Múzeumban;[30][31] akkor 2012-re tervezték a sorozatgyártás elindítását.

A karosszéria a könnyű és tartós alumínium-magnézium-titán ötvözetből, váza szénszálas kompozitból készült, az autó ezért 350 kg-nál könnyebb. Az áramvonalas forma és a hagyományos égőknél sokkal kevesebbet fogyasztó LED-ekkel megoldott világítás is az energiatakarékosságot szolgálja. A külső visszapillantókat apró kamerákkal helyettesítették, ezzel is csökkentve az autó légellenállását. A tetőre szerelt napelemek városi sebesség mellett kb. 20 km megtételére elég energiát gyűjtenek össze naponta, így lakott területen belül hangtalanul és káros anyag kibocsátása nélkül lehet autózni. A belsőégésű motor (többféle üzemanyaggal működik, pl. bioetanollal is) nagyobb sebességnél kapcsol be. A Solo 10 másodperc alatt gyorsul fel 100 km/h sebességre, a végsebessége pedig 140 km/h. A kocsi szén-dioxidban számolt károsanyag-kibocsátása nem éri el a 45 grammot, a fogyasztása pedig a 1,8 litert 100 kilométerenként. A négy kerékbe épített villanymotort lítiumion-akkumulátorok táplálják. Minden üléshez tartozik pedál, amit testedző szerkezetként és áramfejlesztőként lehet használni, akár várakozás közben is. Elöl csak a vezető ül, középen. Mögötte két utas. Hétközben a Solo 3 személyes és kevés helyet foglal el a városi forgalomban (3,2 m hosszú), hétvégén pedig – a tervek szerint – két Solót negyedóra alatt különösebb szakértelem nélkül össze lehet építeni egy 4,8 m hosszú, hatszemélyes családi Duóvá.

A hibridautók elterjedése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hibridmeghajtás fogalmát a Toyota Prius vitte be a köztudatba.

A hibridautók a kilencvenes évek végén váltak a nagyközönség számára elérhetővé a Honda Insight és a Toyota Prius piacra dobásával. Egyes autógyártók szerint a hibridautók képezik a közeljövőben az autópiac legfontosabb szegmensét.[32] A Futurist magazin a közeli jövő autójának nevezte a hibridautót.[33] A Toyota és a Lexus 1,7 millió hibridautót adott el 2009 januárjáig.[34] Jelenleg az USA összes autógyártójának a hibridautók a legfontosabb termékei.

2008-ban az egész világon értékesített hibridautók 62%-a az USA útjain közlekedett, és ezen belül is a legtöbb, Kaliforniában.[35] Abban, hogy éppen itt terjedt el leghamarabb, szerepe lehetett a viszonylag magas benzinárnak és szigorú légszennyezettségi előírásoknak is.

Az USÁ-ban az állam támogatja a hálózatról tölthető hibridautók elterjedését.[36][37] Azt a célt tűzték ki, hogy 2015-re egymillió (hálózatról is tölthető hibridautó) legyen forgalomban.

Az adókedvezmények mellett az Amerikai Egyesült Államok egy részében engedélyezik a hibridautósnak, hogy az autópályák belső, "gyors" sávjában haladjon, még ha egyedül ül is a kocsiban. Ez a kiváltság korábban csak a három vagy több személyt szállító járműveket illette meg, ezzel a rendelkezéssel igyekeztek elérni, hogy több ember kevesebb autót használjon, vagyis csökkenjen a kipufogóbűz.

New York városa minden hónapban 300 taxi helyére állít forgalomba hibridautót.[38]

Londonban a hibridautósok mentesülnek az alkalmanként nyolcezer forintos citybelépő megfizetése alól.

Magyarországon jelentős kedvezmény jár a regisztrációs adóra azoknak, akik a környezetkímélő modellek megvásárlását fontolgatják: míg az 1,1 literes Fiat Panda után 361 ezer forint jár az államnak, addig a prémiumkategóriás Lexus LS 600h hibrid után 190 ezret kell befizetni. (A Lexus hagyományos üzemű verziójának 3,2 milliós Ft-os a regisztrációs adója.)

Egyéb kedvezményekkel, például ingyenes parkolással is lehetne növelni a vásárlási kedvet, de egyelőre csupán a hódmezővásárhelyi önkormányzat kedvez a környezetkímélő megoldást választó autósoknak - a városban korlátlan ideig és ingyen parkolhatnak a hibrid- vagy elektromos autóval rendelkezők.[39]

Magyarországon nagyon kevés példa van arra, hogy szervezetek előnyben részesítenék a hibridautókat a hagyományos járművekkel szemben.[40][41]

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Hibridautó témájú médiaállományokat.

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az angol nyelvű wikipédia cikkei:

Magyar Wikipédia szócikkek:

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Új elektromos autó Indiából
  2. Ólom és lítium akkumulátorok (vontató, indító, motor meghajtó) és akkumulátor felügyeleti rendszerek
  3. Top 10 Fuel Misers
  4. Fuel Economy
  5. Gépjárművek üzemanyag ellátó berendezései 14. EA.
  6. C. Michael Hogan and Amy Gregory, Hybrid Vehicle Emission Noise Comparison Study, Lumina Technologies, June 1, 2006
  7. http://www.hybridcars.com/faq.html
  8. Das Powerbike (German), ISBN 3-89595-123-4. (Hozzáférés: 2007. február 27.)
  9. Gelani, S: Congenital abnormalities in nickel poisoning in chick embryos (PDF). Springer New York, 1980. (Hozzáférés: 2008. december 9.)/
  10. ^ a b Japan urges China to ease rare metals supply
  11. Rare Earths in 2009: Cover Your Eyes, Grit your Teeth, and Hope for the Best!
  12. Haxel, G (2006.). „Rare earth elements critical resources for high technology” (PDF). USGS Fact Sheet: 087‐02, Reston, VA, USA, Kiadó: United States Geological Survey.  
  13. Digging at Deep Sands for Rare Earth Elements
  14. Rare Earths Explored in Salt Lake City
  15. Hoidas Lake, Saskatchewan
  16. Mt Weld Rare Earths
  17. Hybrid Basics
  18. Hybrid autos info. Ford Escape Hybrid
  19. Toyota Prius – Hibrid
  20. Próba: Lexus RX 400h
  21. Lexus RX 400h
  22. http://www.eaa-phev.org/wiki/Toyota_Prius_Battery_Specs
  23. Automotive electrical systems circa 2005 - IEEE Spectrum. IEEE, 1996
  24. Smart fortwo micro hybrid drive: Takarékosabban és zöldebben
  25. Hybrid Electric Vehicle (HEV)
  26. Details of Electric Vehicle Battery
  27. Impact of battery weight and charging patterns on the economic and environmental benefits of plug-in hybrid vehicles
  28. Hibrid Opelek jönnek
  29. Az Antro Kht. honlapja
  30. Nekünk szól a Solo - magyar hibrid csodakocsi
  31. Solo van, Duo lesz
  32. http://www.autonews.com/apps/pbcs.dll/article?AID=/20070416/REG/70416014/-1
  33. WFS Energy Diversity as a Business Imperative
  34. Toyota and Lexus Hybrids Top One Million Sales in the U.S.
  35. December 2008 Dashboard: The Key Is Production Numbers
  36. Recovery Act Announcement
  37. Obama 2,4 milliárddal segíti az elektromos autó-gyártókat
  38. Hibridautók a magyar taxitársaságoknál
  39. Rákapunk a hibridekre?
  40. Benzin helyett
  41. A zöldtárca 12 környezetkímélő, hibrid meghajtású autó vásárlására kötött szerződést

-->