Hybryda, elektryk, miękka hybryda. Jak połapać się w nazwach aut elektrycznych?

Elektryfikacja w motoryzacji postępuje z roku na rok, a nawet z miesiąca na miesiąc. Producenci prześcigają się w coraz nowszych i bardziej innowacyjnych rozwiązaniach. Część całkowicie rezygnuje z silników spalinowych na korzyść elektrycznych, zasilanych bateriami, część próbuje pogodzić ekologię wynikającą z zastosowania silnika elektrycznego z efektywnością silników spalinowych, stosując różne rozwiązania hybrydowe. Stąd też czasem pojawia się problem ze zrozumieniem z jaką właściwie hybrydą, czy elektrykiem mamy do czynienia i czym się wyróżnia.

Samochody elektryczne lub wspomagane elektrycznie mają specjalne określenia, które przybliżają zastosowaną technologię:

• EV/BEV - Electric Vehicle/Battery Electric Vehicle - to samochody zasilane wyłącznie energią pochodzącą z akumulatorów.
• HEV/PHEV/MHEV - hybryd electric vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle/Mild Hybrid Electric Vehicle - pojazdy hybrydowe, elektryczno-spalinowe, wspomagane silnikiem elektrycznym.
• FCEV - Fuel Cell Electric Vehicle - pojazdy napędzane ogniwami paliwowymi np. wodorowymi - póki co najmniej rozpowszechnione

Auta z kategorii EV i BEV to samochody napędzane całkowicie przez silniki elektryczne, zasilane z rozbudowanych akumulatorów - najczęściej litowo-jonowych. Nie posiadają żadnego silnika spalinowego, są pojazdami lokalnie zeroemisyjnymi. Akumulatory ładuje się za pomocą ładowarek, na stacjach szybkiego ładowania lub w domu. W Polsce takie pojazdy mogą mieć zielone tablice rejestracyjne.

Przykładami samochodów EV/BEV są auta takie jak Audi e-Tron, BMW i3, czy Hyundai Ioniq, Kia EV6 lub e-Niro, Porsche Taycan, VW ID.3, wszystkie modele Tesli, a także wiele innych. 

Samochody hybrydowe to auta które wykorzystują zarówno silnik elektryczny jak i spalinowy. Mogą pracować na kilka sposobów zależnie od wykorzystanego napędu. Głównym napędem może być tu silnik elektryczny, który jest wspomagany przez silnik spalinowy, lub odwrotnie: to silnik spalinowy jest głównym napędem, a silnik elektryczny zastępuje go przy niskich prędkościach lub wspomaga przy wyższych prędkościach obniżając spalanie i emisję CO2.

HEV to auta hybrydowe, które wykorzystują napęd elektryczny, spalinowy lub oba naraz. Silnik elektryczny zastępuje silnik spalinowy i samodzielnie napędza samochód przy niskich prędkościach, kiedy praca silnika spalinowego jest mniej efektywna.

Hybrydy wykorzystują energię generowaną przez silnik spalinowy oraz energię kinetyczną (np. podczas hamowania) do doładowywania baterii (nie można jej ładować osobno z ładowarki) dzięki systemowi rekuperacji energii i przełączają napęd pomiędzy silnikiem spalinowym, a elektrycznym automatycznie, samodzielnie decydując o tym, który napęd w danym momencie jest bardziej efektywny. Przy wyższych prędkościach może wspomagać silnik spalinowy obniżając jego spalanie.

PHEV to hybryda typu Plug-in dająca możliwość ładowania baterii z sieci lub ładowarek do samochodów elektrycznych. Akumulatory Plug-inów nie mają takiej pojemności jak te w samochodach elektrycznych. Są mniejsze, pozwalają na przejechanie zwykle kilkudziesięciu kilometrów wyłącznie na silniku elektrycznym, co pozwala sprawnie i bezemisyjnie poruszać się podczas codziennej jazdy po mieście - dojazdów do pracy czy na zakupy. Jednocześnie baterie są znacznie większe niż w hybrydach bez możliwości ładowania.

Napędem głównym jest tu silnik elektryczny, który jest zastępowany przez silnik spalinowy po wyczerpaniu baterii lub osiągnięciu prędkości, które wymagają wyższej mocy silnika. Hybrydy Plug-In dają możliwość wyboru na jakim napędzie chcemy się poruszać w danym momencie - możemy wybrać jazdę wyłącznie na silniku elektrycznym, spalinowym, lub obu, a także w wielu przypadkach to czy silnik elektryczny ma odzyskiwać energię z silnika spalinowego za pomocą rekuperacji. 

Hybryd plug-in nie można zwykle ładować z wysoką mocą, więc nawet postój na szybkich ładowarkach DC, trwa 2-3 godziny. Jednak technologia ta jest stale rozwijana. Np. Mercedes dysponuje już modelami, których zasięg w trybie elektrycznym przekracza 100 km, a Toyota pracuje na rozwiązaniem umożliwiającym przejechanie do 200 km.

MHEV to jeszcze inna odmiana hybrydy, tzw. miękka hybryda. W miękkiej hybrydzie silnik elektryczny stanowi tylko drobne wsparcie dla silnika spalinowego, ale nie jest w stanie samodzielnie napędzać auta. Sercem systemu jest mały silnik elektryczny (generator), który zastępuje tradycyjny rozrusznik i alternator. Wspomaga on silnik spalinowy podczas ruszania oraz odzyskuje energię kinetyczną podczas hamowania, ładując niewielki akumulator.

MHEV nie daje możliwości wyboru trybu jazdy wyłącznie elektrycznego. MHEV jest najmniej efektywny spośród wszystkich hybryd napędów, w praktyce kierowca nie odczuwa w ogóle jego działania, ale pozwala zmniejszyć zużycie paliwa i poziom emisji CO2, przynajmniej w cyklu testowym. Jest też relatywnie prosty i niedrogi w produkcji. Dlatego producenci systematycznie zastępują klasyczne silniki spalinowe analogicznymi wersjami z technologią miękkiej hybrydy.

Samochody napędzane ogniwami paliwowymi, a konkretnie wodorem to na razie zupełna nisza i oferuje je niewielu producentów (Toyota Mirai, Honda FCX Clarity Hyundai Nexo, wodorem interesuje się też BMW). To technologia, która w przyszłości może zastąpić samochody elektryczne i hybrydowe. Działanie samochodów FCEV można porównać do typowych elektryków - nie mają zasilania silnikiem spalinowym - z tą różnicą, że energia do zasilania samochodów FCEV pochodzi z ogniw paliwowych, a nie typowych akumulatorów. 

Wodór do samochodów FCEV tankuje się podobnie jak paliwo do samochodów spalinowych. Bo wodór jest właśnie paliwem, które ogniwa paliwowe wykorzystują do produkowania energii elektrycznej, zasilającej silnik elektryczny napędzający samochód. Samochody wodorowe mają tę przewagę nad typowymi elektrykami i hybrydami, że ich tankowanie trwa znacznie krócej.

Część producentów uważa, że właśnie wodór, czyli samochody FCEV, to przyszłość, a samochody elektryczne zasilane akumulatorami to jedynie przystanek i etap przejściowy. 

Efektem ubocznym pracy ogniw paliwowych, poza energią elektryczną, jest czysta woda. Największym wyzwaniem obecnie pozostaje opracowanie taniej technologii pozyskiwania tzw. zielonego wodoru. Zielonego, czyli takiego, który powstaje w wyniku wykorzystania energii odnawialnej.

***