Popularność hybryd w Polsce od kilku lat gwałtownie rośnie. Polacy kupują już kilkanaście tysięcy tych samochodów rocznie i mogą wybierać spośród kilkudziesięciu modeli różnych marek. Jednak hybryda hybrydzie nierówna. Kiedy przyjrzymy się ofercie pięciu największych graczy na polskim rynku hybryd, zobaczymy, że oferują oni bardzo różne technologie i odmienne podejście do elektryfikacji samochodów.
fot. Krzysztof Golec, autoflesz.com
Polacy coraz częściej kupują auta hybrydowe. Technologia ta jednoznacznie kojarzy się z markami Toyota i Lexus – to w końcu koncern Toyoty, jako pierwszy wprowadził na rynek seryjny samochód hybrydowy, a dziś oferuje na całym świecie 35 takich modeli. Jednocześnie jednak swój udział w hybrydowym torcie chce mieć coraz więcej marek. Jest o co walczyć – jak podaje SAMAR, w 2014 r. w Polsce zarejestrowano niespełna 4 tys. samochodów hybrydowych, w 2015 r. – ponad 5,6 tys. egzemplarzy, w 2016 - 9 889 egz., a w roku 2017 było ich już 17 055. W tym roku od stycznia do września odnotowano 16 561 rejestracji tych aut, o 35,6 proc. więcej rok do roku.
Pięć marek, które najlepiej sobie radzą na rynku hybryd, to Toyota, Lexus, Audi, Kia i BMW. Dysproporcja między nimi jest jednak ogromna – Toyota dostarczyła klientom w trzech pierwszych kwartałach 2018 roku 12 278 hybryd, a Lexus – 1 741 tych aut. Audi zanotował według danych SAMAR-u 1 084 rejestracji samochodów tego typu, Kia – 511, zaś BMW – 201. O różnym stopniu zaangażowania w rozwój hybryd świadczy także oferta hybrydowa. Toyota uzyskała bardzo dobry wynik dzięki 7 modelom hybrydowym, w przypadku Lexusa niemal wszystkie modele są dostępne z napędem hybrydowym, zaś Kia oferuje trzy hybrydy (licząc osobno Niro Hybrid i Niro Plug-in Hybrid).
fot. Lexus / model NX 300h
Różnice między producentami hybryd nie sprowadzają się tylko do gamy modeli i skuteczności w docieraniu do klientów. Różni je przede wszystkim stosowana technologia. Pod nazwą „napęd hybrydowy” kryją się bowiem bardzo odmienne rozwiązania. Zresztą, ta sama marka może oferować kilka technologii – na przykład Toyota Prius i Kia Niro występują zarówno jako samoładujące się hybrydy, jak i hybrydy plug-in (ładowane z zewnętrznego źródła).
Pełny napęd hybrydowy Toyoty
20 lat temu Toyota zrewolucjonizowała rynek motoryzacyjny, wprowadzając do sprzedaży pierwszy seryjny model hybrydowy – słynnego Priusa. Pod maską auta znalazł się bardzo pomysłowy układ napędowy, którego najbardziej innowacyjnym elementem, decydującym o uniwersalności działania całego systemu, była przekładnia planetarna współpracująca z jednostką sterującą. Dzięki niej hybryda Toyoty elastycznie dostosowuje się do sytuacji, skutecznie obniżając zużycie paliwa bez ładowania baterii z gniazdka. Tę samą technologię stosuje Lexus.
Napęd hybrydowy Toyoty to silnik benzynowy, najczęściej wolnossący, pracujący w oszczędnym cyklu Atkinsona. Współpracuje z nim motor elektryczny, a drugi motor elektryczny pełni głównie funkcję generatora, ale może także służyć do napędzania auta. Ich pracą zarządza jednostka sterująca za pośrednictwem bezstopniowej przekładni planetarnej, która sprawia, że w odpowiednich sytuacjach pracuje albo tylko silnik elektryczny, albo tylko benzynowy lub wszystkie naraz. Energia wytwarzana w wyniku hamowania generatorem jest magazynowana w baterii trakcyjnej.
fot. Krzysztof Golec, autoflesz.com
Toyota najczęściej wykorzystuje bardzo trwałe baterie niklowo-wodorkowe, choć w niektórych modelach stosuje także mniejsze akumulatory litowo-jonowe. Do generatora kierowany jest także nadmiarowy moment obrotowy z silnika benzynowego – chodzi o sytuacje, w których do napędzania samochodu potrzebna jest niewielka moc, ale system utrzymuje silnik benzynowy w optymalnym zakresie obrotów. W konwencjonalnym samochodzie silnik w takiej sytuacji pracuje na zbyt niskich obrotach, natomiast w hybrydzie Toyoty nadmiar momentu obrotowego jest wykorzystywany do gromadzenia prądu.
Zasada działania napędu hybrydowego Toyoty nie zmieniła się do dziś, choć Toyota wprowadziła na rynek już jego czwartą, znacznie nowocześniejszą i bardziej wydajną generację, np w modelu Camry. Napęd ten jest skonstruowany w modułowej technologii TNGA, znacznie przewyższając poprzednie generacje pod względem oszczędności, niskich emisji spalin, a także niewielkich rozmiarów. Jest to tak naprawdę rodzina napędów, ponieważ w różnych modelach są dostępne układy o różnej mocy.
W Toyocie C-HR – najpopularniejszej hybrydzie w Polsce – pracuje napęd o mocy 122 KM z silnikiem benzynowym 1,8- litra. Wydajność tej technologii jest tak duża, że nowe hybrydy Toyoty poruszają się po mieście na samym silniku elektrycznym przez połowę czasu jazdy, a w przypadku Priusa – nawet przez 70 proc. czasu jazdy. Silnik benzynowy jest wyłączony nie tylko na postoju i kiedy jedziemy bez wciśniętego pedału gazu. Jeśli tylko w baterii trakcyjnej jest wystarczająco dużo prądu, samochód może ruszać i rozpędzać się przy miejskich prędkościach z wykorzystaniem wyłącznie motoru elektrycznego.
fot. Krzysztof Golec, autoflesz.com
Warto zauważyć, że w przypadku jedynej hybrydy Toyoty ładowanej z gniazdka – Priusa Plug-in Hybrid – układ hybrydowy działa tak samo jak opisany wyżej, ale dodatkowo ma funkcję ładowania akumulatora z gniazdka i jazdy bez użycia silnika benzynowego na dystansie do 50 km/h. Dlatego po wyczerpaniu energii naładowanej z zewnątrz Prius Plug-in Hybrid nadal korzysta z pełnego napędu hybrydowego i jest tak samo skuteczny w odzyskiwaniu energii z hamowania (efekt rekuperacji), częstym korzystaniu z silnika elektrycznego i oszczędzaniu paliwa jak standardowy Prius czy Toyota C-HR.
Od redakcji autoflesz: Jednym z najciekawszych przykładów napędów nowej generacji jest Toyota Mirai. Pod maską napęd fuel cell, zwany także ogniwem paliwowym. W wyniku reakcji chemicznej, wodór zatankowany do cylindrycznego zbiornika zasila setki ogniw paliwowych, które zaczynają wytwarzać prąd elektryczny. Prąd z kolei zasila silnik elektryczny samochodu, zdolnego przejechać 500-550 km. Ładowanie zaś trwa jedynie 3 min. Cóż z tego, skoro takich stacji w Polsce brak.
Warto dodać, iż to pierwsze seryjnie produkowane auto zasilane ogniwami paliwowymi na świecie. Niemal równolegle Honda wprowadziła do produkcji swoje dzieło tj. model Honda Clarity II generacji. Które rozwiązanie jest lepsze, które ekonomiczniejsze, na tę chwilę trudno powiedzieć, ale pooglądać warto. To jak powiedzieliśmy, to przyszłość motoryzacji.
fot. Krzysztof Golec, autoflesz.com
Audi z napędem mild hybrid
Audi ma do zaoferowania swoim klientom znacznie mniej zaawansowane rozwiązanie. Niemiecki producent nazywa je "mild hybrid" i sprowadza się ono do instalacji elektrycznej o nap. 48 woltów, która wspomaga dodatkowy, mocniejszy rozrusznik. System ten jest tak naprawdę rozbudowanym układem Start&Stop.
Hybrydowe Audi nie ma silnika elektrycznego, jaki znajdziemy w samochodach Toyoty, Lexusa, Kii czy Hyundaia. Auto jest uruchamiane tradycyjnym rozrusznikiem, który podczas jazdy nie jest wykorzystywany. Źródłem oszczędności w tym rozwiązaniu jest to, że silnik benzynowy wyłącza się za każdym razem, kiedy nie jest potrzebny – czyli nie tylko podczas postoju, na przykład na światłach, jak w tradycyjnych układach Start&Stop, ale także podczas jazdy, kiedy kierowca nie naciska na pedał gazu. Dodatkowy, mocniejszy rozrusznik płynnie uruchamia go nawet przy dużych prędkościach. Zasila go wyżej wspomniana 48 V instalacja, która czerpie prąd z baterii o poj. 10 Ah. To wzmacnia efekt tzw. żeglowania, czyli funkcji automatycznego odłączania biegu w trakcie jazdy, która w przypadku Audi A8 działa w zakresie prędkości 55-160 km/h.
fot. Audi / A8 mild hybrid
Nazywanie tego rozwiązania hybrydą jest jednak dyskusyjne, ponieważ alternator nie może samodzielnie napędzać samochodu – służy wyłącznie do uruchamiania silnika spalinowego. Wyposażone w układ elektryczny samochody Audi łączy z hybrydami innych marek funkcja odzyskiwania energii z hamowania.
Hybrydowa Kia
Kia zastosowała w swoim crossoverze podobny układ hybrydowy do rozwiązania Toyoty. Nie korzysta jednak z kluczowego dla Toyoty rozwiązania – przekładni planetarnej lecz z 6- biegowej, dwusprzęgłowej przekładni DCT. Samochód koreańskiej marki także może pracować na samym silniku benzynowym, samym elektrycznym lub obu równocześnie. Ma także funkcję odzyskiwania energii z hamowania, a jego baterii trakcyjnej nie ładuje się z zewnątrz. Niro ma łączną moc 141 KM, generowaną przez silnik benzynowy 1,6- litra z bezpośrednim wtryskiem paliwa o mocy 105 KM oraz silnik elektryczny o mocy 35 kW. Zasila go akumulator litowo-jonowy o pojemności 1,56 kWh.
fot. Krzysztof Golec, autoflesz.com
W ofercie koreańskiej marki znajdują się także dwa modele z napędem plug-in hybrid (z większą baterią trakcyjną i możliwością ładowania z zewnętrznej ładowarki bądź gniazdka). Są to crossover Niro oraz Optima z nadwoziem sedan bądź kombi. Oba auta mogą poruszać się w trybie czysto elektrycznym bądź hybrydowym.
Od redakcji autoflesz: Podobne rozwiązania znajdziemy także u Hyundaia - matce KIA - np. Ioniq hybrid lub Ioniq hybrid plug-in z bateriami polimerowymi litowo-jonowymi. Warto zauważyć, że Hyundai, podobnie jak PSA udanie eksperymentują z hybrydami, gdzie podstawowym motorem jest silnik Diesla np. Tuscon 2.0 (silnik Diesla o mocy 136 KM oraz motor elektryczny o mocy 10,5 kW).
Hybryda plug-in BMW
Najpopularniejszą hybrydą od BMW jest ładowany z gniazdka model 530e iPerformance. Napędza go 4- cylindrowy silnik benzynowy 2.0 wspomagany silnikiem elektrycznym, o łącznej mocy 252 KM. Według oficjalnych danych, w pełni naładowane akumulatory pozwalają pokonać 50 km w mieście, jednak niska temperatura na zewnątrz czy korzystanie z klimatyzacji i innych elektrycznych udogodnień, znacząco ogranicza ten zasięg. Akumulator można doładować nie tylko podłączając go do ładowarki czy gniazdka lecz także używając do tego kompaktowego silnika benzynowego, jednak jazda w trybie generowania prądu zauważalnie podnosi zużycie paliwa. Niewielkie ilości energii udaje się także odzyskiwać podczas hamowania (rekuperacji).
Podstawowa różnica między układem plug-in hybrid BMW a Toyoty czy Kii polega na tym, że bawarski sedan jest autem benzynowym z dołożonym silnikiem elektrycznym. Oznacza to, że po rozładowaniu baterii BMW 530e iPerformance staje się zwykłym samochodem spalinowym. W przypadku ładowanej z gniazdka odmiany Priusa, Optimy czy Niro, po wyczerpaniu energii naładowanej z zewnątrz, auto nadal korzysta z układu hybrydowego.
fot. Krzysztof Golec, autoflesz.com
Droga do elektromobilności
Elektromobilność to obok autonomicznej jazdy najważniejszy kierunek rozwoju motoryzacji. W przyszłości wszyscy będziemy jeździli autami w pełni elektrycznymi – czy to z dużymi akumulatorami ładowanymi z zewnątrz, czy też z ogniwami paliwowymi, produkującymi prąd z wodoru. Zanim jednak do tego dojdzie, potrzebny jest etap przejściowy, który pozwoli ograniczyć emisję spalin bez rezygnacji z pełnej funkcjonalności. Takim rozwiązaniem są samochody hybrydowe. Współczesny rynek oferuje wiele rozwiązań i modeli w różnych segmentach i przedziałach cenowych – zarówno na rynku pierwotnym, jak i wtórnym. O tym, że jest to atrakcyjna alternatywa dla konwencjonalnych samochodów, zatruwających powietrze w miastach, świadczy imponująca dynamika wzrostu popularności hybryd na polskim rynku – gdzie nie ma do nich żadnych dopłat.
Źródło: Monika Kryńska, Menadżer Projektów
complexPR 
Od redakcji: o elektromobilności piszemy ostatnio dość dużo, zgadzamy się, iż jest do etap przejściowy. Z całą pewnością, w przyszłości nie będziemy jeździli li tylko autami elektrycznymi. To pieśń - co najmniej - 30-40 lat, gdy ropa naftowa przestanie być kartą przetargową i zalążkiem niemal większości wojen na świecie. Dopiero wówczas cwane kartele olejowo-naftowe odpuszczą i zakręcą kurek. Obecnie nie ma takiej możliwości, choć co najmniej kilka państw, w tym Izrael mocno naciskają na przyspieszenie tej operacji. To po pierwsze.
Po drugie, do znudzenia można mówić o tym, że powietrze zatruwają nie tylko samochody konwencjonalne, ale także auta hybrydowe, a przede wszystkim... "elektryki". Produkcja baterii elektrycznych pociąga za sobą "dmuchanie" do atmosfery wiele ton CO2. Co więcej, recykling i ponowne przetwarzanie metali ziem rzadkich, ze złomowanych akumulatorów hybrydowych jest nadal tematem tabu. Aczkolwiek wyłom w tym temacie znów robi Toyota. Toyota Motor Europe (TME), odzyskując 91 proc. akumulatorów ze swoich pojazdów hybrydowych we własnej sieci sprzedaży, rozszerza obecnie program o niezależne stacje ELV (end-of-live vehicle). TME zakłada 100-procentowy poziom recyklingu akumulatorów, wykorzystywanych w samochodach hybrydowych, zarówno we własnej sieci dilerskiej, jak i w autoryzowanych stacjach ELV w Europie.
Po trzecie wreszcie Toyota Prius, jak również Prius plug-in - to obecnie hybrydy produkujące najmniej toksycznym związków do atmosfery, grubo poniżej 47 g/km. Stąd rząd niemiecki wyszedł ze specjalnym programem zachęt i dopłat dla właścicieli takich pojazdów. Ile wynosi dofinansowanie?
- Na zakup samochodu elektrycznego z baterią przysługuje dofinansowanie (tzw. Umweltbonus) w wysokości 4 000 euro, na które składa się 2 000 euro ze strony państwa i 2 000 ze strony producenta.
- W przypadku samochodów z napędem hybrydowym, posiadających opcję ładowania prądem elektryczny plug-in, jak również motor spalinowy, można otrzymać w sumie 3 000 euro. Także w tym wypadku producent i państwo dzielą koszty równo pomiędzy siebie.
A w Polsce? Tylko się mówi o elektromobilności, choć temat ten nie był słyszalny w kampanii wyborczej. Jak dotąd, czystych "elektryków" mamy zaledwie 507 szt. a stacji ładowania jeszcze mniej (Bydgoszcz 6 stacji, Toruń 2 stacje).
- przeczytaj także:
- Samochody elektryczne znów pod lupą – czy rzeczywiście są bezemisyjne?
- Załamanie rynku motoryzacyjnego po wprowadzeniu nowych norm homologacyjnych WLTP
- Ceny prądu elektrycznego pójdą mocno w górę - plan elektromobilności wyciszony
redakcja autoflesz.com