Početna Kupovina automobila Tehnika AR Expert: Generalna podjela hibridnih vozila i modela raznih proizvođača
AR Expert: Generalna podjela hibridnih vozila i modela raznih proizvođača
22

AR Expert: Generalna podjela hibridnih vozila i modela raznih proizvođača

408
22

Hibridna vozila (HEV), u daljnjem tekstu “hibridi”, se prvenstveno po načinu rada dijele u dvije skupine: serijske i paralelne.

Serijski hibrid se sastoji od motora s unutarnjim sagorjevanjem na neko tekuće pogonsko gorivo koje pogoni električni generator. Generator stvara električnu energiju koja može puniti bateriju i/ili napajati električni motor koji direktno pokreće vozilo. Motor s unutarnjim sagorjevanjem nikako ne može direktno mehanički pokretati vozilo nego samo indirektno putem električne energije.

Paralelni hibrid se sastoji od motora s unutarnjim sagorjevanjem koji na neko tekuće gorivo preko svoje mjenjačke kutije (getribe) pogoni vozilo, ali isto tako ima i električni motor, koji preko svoje mjenjačke kutije (getribe) može pogoniti vozilo. Oni mogu pogoniti vozilo svaki zasebno ili zajedno udruženim snagama ukoliko je potrebno više snage (momenta) na kotačima. Motor s unutarnjim sagorjevanjem ne može direktno proizvoditi električnu energiju i puniti bateriju ako istu ima.

U oba slučaja (serijski i paralelni hibrid), motor s unutarnjim sagorjevanjem koristi tekuće gorivo (benzin, dizel, vodik, plin), pa čak i gorive ćelije na vodik ili može biti plinska turbina kakva se nalazi u nekim tenkovima i mlaznim avionima. Ne mora nužno biti Otto motor. Na neki se način radi o konverziji tekućeg ili plinovitog goriva u električnu energiju.

Najpoznatiji slučaj serijskog hibrida je dizelska lokomotiva. To je ujedno i najstariji hibrid. Dizelski agregat pokreće veliki elektrogenerator koji stvara trofaznu električnu energiju. Električna energija preko tiristorskog upravljanja pokreće veliki Teslin električni trofazni asinkroni motor koji direktno preko određenog prijenosnog omjera pokreće kotače vlaka.

Kako neko vozilo uopće postane hibridno vozilo? Proizvođači su mudro radi uštede u proizvodnji, cijeli hibridni sklop smjestili u kućište mjenjačke kutije (getribe), tako da se na proizvodnoj traci vrlo jednostavno vozilo može dovršiti kao klasično benzinsko/dizelsko ili hibridno postavljanjem hibridne mjenjačke kutije (umjesto klasične mjenjačke kutije) i dodatkom popratne elektronike i baterije. Postoje neki izuzeci od ovog pravila gdje je pojedini model zaista rađen kao baterijsko električno vozilo (BEV) odnosno plug-in električno hibridno vozilo (PHEV) i ne postoji isti model sa klasičnim pogonom bez EV dijela (npr BMW i3, i8).

U auto-industriji je najpoznatiji serijski plug-in hibrid BMW i3. Iako je BMW i3 prije svega baterijsko električno vozilo (BEV) postoji opcija za produžavač autonomije  (Range Extender). To je mali benzinski agregat s elektrogeneratorom, koji će se upaliti i puniti bateriju kad se isprazni ispod nekog nivoa, a ako nije dostupna utičnica za punjenje baterije. Benzinski motor ne može direktno pogoniti automobil.

Najpoznatiji paralelni plug-in hibrid je BMW i8. On na zadnjoj osovini ima turbobenzinski motor uparen s robotiziranom automatskom getribom koja pogoni vozilo. Isto tako na prednjoj osovini ima električni istosmjerni (BLDC) motor bez četkica koji se pogoni putem velike baterije. Automobil se može voziti isključivo na struju dok ima energije u bateriji, a može se voziti i isključivo na benzin. Kad je potrebno više snage za snažnije ubrzanje, mogu se istovremeno koristiti i benzin i struja. No benzinski motor ne može direktno puniti bateriju dok vozilo stoji na mjestu. Baterija se može puniti samo indirektno preko kotača dok je vozilo u pokretu ili na punionici za električne automobile. Slične paralelne hibride imamo i kod Peugeot vozila, gdje prednju osovinu pokreće dizelski motor sa automatskom getribom, a zadnju osovinu BLDC električni motor s baterijom.

Postoje i ostali hibridni automobili koji vješto mješaju načine rada i mogu raditi i kao paralelni i serijski hibrid, a sve prema potrebi u određenom trenutku. Najpoznatiji među njima i koji su prvi izašli na tržište su Toyota hibridni automobili sa Toyota-AISIN E-CVT hibridnim sklopom odnosno, nazovimo ju, mjenjačkom kutijom (getribom). Više o toyota hibridima možete pročitati OVDJE.

Odakle zaista potječe Toyota-AISIN E-CVT tehnologija? Oko patenta je između Toyote i Forda bio vođen spor, jer se čini kako je patent odnosno ideju za hibridnu tehnologiju korištenjem dva elektromotora-generatora i planetarom između njih davno nacrtao jedan Fordov inženjer tijekom naftne krize u 20. stoljeću. No Ford tada nije imao niti znanja niti tehnologije da taj patent “dovede na cestu” tako da je dugo ostao “zakopan” među patentima dok isti Toyota nije komercijalizirala 1997. godine. Sudski spor je riješen izvan suda gdje je Toyota dozvolila korištenje Fordu svoje E-CVT tehnologije, a Ford je zauzvrat Toyoti dao tehnologiju turbo dizela koji su korišteni u nekim modelima. Tako se u Ford Mondeo, Ford C-MAX, Ford Fusion i Ford Escape može naći Turbo dizel sparen sa AISIN E-CVT hibridnim sklopom.

Kako je Toyota Prius početkom 21. stoljeća dobivala na sve većoj popularnosti, tako je i Chevrolet odnosno GM htio dio toga kolača. “Ukrali” su Toyotinu izvedbu E-CVT, no na propisno američki način ju zakomplicirali dodavši nekoliko planetara sa lamelicama iz automatskih mjenjača i napravili pravi dragulj hibridne industrije koji se ugrađivao u Chevrolet Volt (2011-2015.) (Opel Ampera) sa 4ET50 hibridnom mjenjačkom kutijom.

Postoje dvije generacije njihovog hibridnog sklopa i nisam potpuno siguran ima li samo druga generacija sve ili obje, no ono što ju krasi i čini draguljem među hibridima je sljedeće:

Isto kao i kod Toyote, njihova getriba ima 2 elektromotora-generatora gdje je jedan vrlo jak, oko 150 ks, a drugi nešto slabiji, oko 60 ks. Režim rada u kojem jači elektromotor pogoni automobil dok mu slabiji elektromotor radi prijenosni omjer kao e-CVT u Toyoti je osnovni način pogona.

Lamelicama (kočnicama) i planetarima se može prebaciti u režim da jači elektro motor direktno pogoni vozilo, a slabiji elektromotor bude spojen na benzinski motor kao elektro-generator.

Također, benzinski se motor može spojiti direktno na diferencijal i tako pogoniti kotače.

I što je onda nedostatak kod tako dobre izvedbe? Upravo kompliciranost iste gdje je pouzdanost mjenjačke kutije jako srušena, te su samim povećanjem dijelova i mase povećani i gubici u tom prijenosu, a time i potrošnja goriva u hibridnom modu rada.

Iz nekog razloga Amerikanci nisu znali kopirati Atkinsonov ciklus u svome modelu, te nakon što je potrošena ogromna baterija od 18 kWh, automobil bi u benzinsko-hibridnom režimu u istim uvjetima trošio puno više nego Toyota Prius. Po tome “ispada” kako je Prius puno efikasniji.

Isto se tako iz nekog razloga automobil nije mogao pokrenuti ako je baterija potpuno izgubila kapacitet, jer ispod određene brzine benzinski motor nije direktno mogao pogoniti auto.

Moj prvi izbor prilikom kupovine hibridnog vozila je bio upravo Chevrolet Volt. No kako sam se informirao o njemu, saznao sam da kada se baterija pokvari, automobil postaje neupotrebljiv i mora se mijenjati kompletna, vrlo skupa velika baterija od 18 kWh (nova baterija je oko 15.000 eura kod ovlaštenog servisera) što nije slučaj kod Toyote hibrid. Toyota će nakon što je baterija potpuno izgubila kapacitet i dalje moći “voziti”, ali kao obični benzinski automobil uz povećanu potrošnju goriva. Kako Toyota Prius ima malenu i relativno jeftinu bateriju, koja se još jeftinije može reparirati, ipak sam odabrao Lexus hibrid baziran na Toyota Prius tehnologiji.

Nadogradnje Toyotine E-CVT na Lexus način. Iako samostalni brand u auto-industriji, Lexus je u biti luksuzna Toyota (Lexus doslovno znači Luxury EXport USa). Ipak, iako Lexus posuđuje tehnologiju Toyote, istovremeno razvija i svoju. Lexus je poznat po avangardnom dizajnu gdje je recimo prvi u svijetu predstavio luksuzne aute sa kratkim LED svjetlima. Poređenje modela ove dvije marke možete pročitati OVDJE.

Lexus prevenstveno radi luksuzne limuzine (sedane) koji su namjenjeni za auto-put, a tu znamo da E-CVT pri većim brzinama ima svoje mane, Tako da su Lexus inženjeri došli do ideje “staging” E-CVT odnosno, prije nego se E-CVT spaja na diferencijal su između dodali automatsku mjenjačku kutiju sa planetarima i lamelicama (kočnicama) i to sa 2, 3, ili 4 stupnja prijenosa (ovisno o generaciji stage E-CVT). Tako bi se E-CVT mogao usporiti i rasteretiti i na većim brzinama. Istina, malo su smanjili pouzdanost automobila no povećali su udobnost i maksimalnu brzinu.

Znači radi se o sedanima sa zadnjim pogonom poput IS300h, RC300h, GS450h, LS500h, i LC500h.
Danas u moderno doba ljudi vole čuti ona brza šaltanja robotiziranog mjenjača sa dvije spojke i 6, 7, ili 8 brzina. Kako bi Lexus dokazao da je E-CVT superioran hibridni mjenjač, po prvi su puta napravili multi stage E-CVT sa 4 stepena prijenosa koji oponaša desetobrzinski robotizirani mjenjač i predstavili ga u Lexus LC500h (LS500h) sa 3,5 litara V6 i ukupno 370 ks. Kako ubrzava pogledajte na snimci:

Ovime završavamo priču o hibridnim mjenjačima koji se ponašaju kao CVT (Continus Variable Transmision) i idemo vidjeti druge proizvođače i njihove izvedbe hibridnih sklopova odnosno mjenjača.

Jedan od vrlo popularnih plug-in hibrida je Mitsubishi Outlander PHEV. Isti ima 12 kWh bateriju i ukupno 190 ks električnih motora na prednjoj i zadnjoj osovini. No, kako baterija nije dovoljno jaka da isporuči 140 kW energije tu u pomoć priskače 2,0-litreni benzinski motor sa 117 ks. Outlander PHEV je prvenstveno BEV. I tako se i vozi. No kada je potrebna sva snaga ili je baterija pri kraju, tada postaje serijski hibrid gdje benzin generira električnu energiju za BLDC električne motore. Iznimno, postoji jedan paralelno-hibridni režim na auto-putu gdje getriba može ukopčati benzinski motor na prednje kotače, ali u samo jednom stupnju prijenosa koji je ekvivalent petom stupnju prijenosa na ručnom mjenjaču. Isto tako vlasnici Outlandera PHEV prijavljuju neki problem sa programskom podrškom za battery managment system (BMS) gdje baterija neočekivano gubi kapacitet.

Dalje imamo ostale hibride. Oni se oslanjaju na robotizirani mjenjač sa dvije spojke u narodu takozvani DSG, koji je sada još malo zakompliciran dodatnom trećom spojkom i jednim BLDC električnim motorom.

Električni motor može biti slabiji 50 V pa onda to zovemo light ili lagani hibrid, a može biti i normalni jači motor na 200 V ili više, pa to onda zovemo hibrid ili plug-in ako je veća baterija u pitanju.

Takve hibridne mjenačke kutije koriste svi iz porodice VAG koncerna: VW, Audi, Seat, Škoda. Mislim da nešto slično koriste i Hyundai, Kia i Honda.

Uglavnom kad se pojavila VW Bora hibrid s tim robotiziranim mjenjačem s tri lamele i 1.4 TSI, malo sam pratio recenzije vlasnika na YouTubeu, oduševljeno, dok se getriba nije raspala na točno 100.000 km. Znajući koliko je DSG osjetljiv i kompliciran, nisam ih dalje pratio jer nema smisla trošiti vrijeme na tu tehnologiju…

BMW i Mercedes hibridi su imali BLDC električni motor na kardanu, a ne znam koriste li u zadnje vrijeme i robotizirani mjenjač s tri spojke.

Zaključak

Ako kupujem novi automobil, naravno hibrid s većom baterijom i plug-in opcijom jeste plus. Ali, isto tako veliki je minus njena reparacija ili zamjena i ako kupujete rabljeni hibridni automobil, prvo istražite ima li tih baterija ispravnih za kupiti na eBayu i po oglasnicima te kolika je njihova cijena. Način na koji možete provjeriti koji model ima kvalitetne baterije koje se ne kvare i ne gube kapacitet, je njihova dostupnost na eBayu i sličnim oglasnim mjestima. Modeli koji imaju loše baterije neće ni imati dostupnih polovnih (ispravnih) baterija za kupiti.

Ako pak kupujete novi hibrid i proizvođač daje garanciju na bateriju, nemojte to opet shvatiti olako, jer garancija vrijedi samo ako se auto stalno servisira u ovlaštenom servisu.

Kakav god hibrid bio, bolji je od nehibridnog automobila. Kao prvo, smanjit će jako zagađenje i potrošnju u gradu u uvjetima kreni-stani na semaforu, što mu i jeste prvenstveno namjena.

No moj savjet je očit. Samo Toyota ili Lexus hibrid, novi ili rabljeni, jer su najefikasniji hibridi sa najjeftinijim održavanjem. A ostalima želim sreću u izboru njihovog najdražeg ljubimca na četiri kotača!

Mr sci. Goran Jurković, dipl. ing. eth.

Uredio: Pavle Barta

(408)

Komentari objavljeni na portalu "Auto Republika" ne odražavaju stav vlasnika i uredništva, kao ni korisnika portala. Stavovi objavljeni u tekstovima pojedinih autora takođe nisu nužno ni stavovi redakcije, tako da ne snosimo odgovornost za štetu nastalu drugom korisniku ili trećoj osobi zbog kršenja ovih Uslova i pravila komentarisanja. Strogo su zabranjeni: govor mržnje, uvrede na nacionalnoj, rasnoj ili polnoj osnovi i psovke, direktne pretnje drugim korisnicima, autorima novinarskog teksta i/ili članovima redakcije, postavljanje sadržaja i linkova pornografskog, politički ekstremnog, uvredljivog sadržaja, oglašavanje i postavljanje linkova čija svrha nije davanje dodatanih informacija vezanih za tekst. Redakcija "Auto Republike" zadržava pravo da ne odobri komentare koji ne poštuju gore navedene uslove.

Ostavite komentar

avatar
moron
Gost
Još jednom hvala, saznah neke nove stvari. Ovaj serijal ekološko-hibridnih članaka bi AR trebalo nekako da smesti u neki podmeni, da se lako nadju 🙂 Pa da se možda tu smeste i sve buduće “hibridno-električno-ekološke” vesti, kojih će ubuduće verovatno biti sve više. Sve nekako ide u tom smeru. Samo je pitanje kojom brzinom. Puža ili zeca … Što se tiše pomena (ne)sporazuma Forda i Toyote, da je Toyotino hibiridno rešenje zaista bilo originalno, da je bilo “novost u tehničkom smislu” i “patentibilno” (a da nije predstavljalo “nadogradnju” tehničkog rešenja koje je Ford davno panentirao), ne bi Toyota nikada pristala… Pročitaj više »
Goran Jurković
Gost

Pa kako sam napisao u članku hibrid se može spariti sa bilo čime. Dizelski motori jesu štedljiviji od benzinaca ali su i kompliciraniji. Toyotina filozofija je keep it simple. Zato im i jesu tako pouzdani hibridi.
Mene čudi da nikome nije palo na pamet spariti LPG plinsku turbinu (Ne otto) sa plugin hibrid. To bilo toliko jednostavno i jeftino za voziti bez range fobije

Djordje
Gost

Ispravite me ako gresim, meni se cini da za auta, dizel elektricni pogon znaci problem, zbog ponasanja dizela u gradskim kreni stani uslovima (npr ciscenje dpf).

moron
Gost
Ja i ne znam da je neko osim PSA “radio” dizel električni pogon. Ja sam moj HDI redovno vozio i gradu (svaki dan “pos’o-kuća”) prvih 120 kkm i DPF nikada nije napravio ni najmanji problem (nikada mi se nije upalila kontrolna lampica koja bi me obaveštavala da ne smem da ga “ugasim” i da treba da ga “izvezem na auto put i izduvam”), a znao sam ga bezbroj puta u gradu ugasiti “u sred regeneracije” (a DPF mu i danas radi bez problema posle oko 181 kkm), tako da mene kod 508 RFX Hybrid ili 3008 Hybrid ili Citroen DS5… Pročitaj više »
Goran Jurković
Gost

Ford isto ima dizel sparen sa toyota e-Cvt

moron
Gost

Zar i ford nije (kao i PSA) napustio ideju dizel hibrida?
Čini mi se da oni sada imaju u ponudi takodje samo benzinske hibride?

Goran Jurković
Gost

Upravo suprotno. Dizel plugin hibrid je idealan za dpf. Jer se po gradu može voziti isključivo na struju. Istina tehnologija je samim dizelom komplicirana i baterije moraju biti veće i teže.

moron
Gost
Ja u vezi sa ovim člankom gledah i nadjoh da 508 SW RHX hybrid ima bateriju od samo 1,3 kVh. Sličnu Toyoti. A da je hibrid teži oko 140 kg od obične 2,0 HDI verzije, odnosno, oko 200 kg teži od obične 1,6 HDI verzije. Gledah na nekim GB forumima i listu problema. Neki lik je otvarajući temu o svom 508 hibridu nabrojao 12 problema koje je imao sa svojim RHX-om ( i oko toga se razvila rasprava na forumu, ko je od ostalih imao koji od tih probelma), ali, nijedan od tih 12 problema veze nije imao sa hibridnim… Pročitaj više »
Goran Jurković
Gost
Ali kao u članku ponoviti ću. Svi hibridi koji ne koriste toyota aisin e-Cvt Imaju kompliciraniji auto nego onaj nehibridni u startu. Hibrid ima svoje prednosti ali najjača prednost toyote hibrid je upravo u tome da je hibrid smanjio kompleksnost getriba i motora i povećao pouzdanost. A novi hibrid 4te generacije nema niti 100kg više od običnog benzinca. Jer ima lagane liion baterije a getriba je getriba. Bila hibridna ili ne ima težinu. Problem ne kod ostalih auta koji imaju svoju masu na koju dodaju hibridnu masu. Dakle nisu ništa skinuli na motoru kao toyota nego samo dodali 200kg. Nadam… Pročitaj više »
moron
Gost

Ali, ako pogledaš na USA oglasima cenu “zamenske” (a ne originalne) baterije za npr. hibridnu Hondu CRZ 2010-2012, koja je $2,095.00 “WITH RETURN OF YOUR OLD BATTERY”, čovek se ipak zapita koliko je kupovina polovnog hibrida zaista (uvek) isplativa:
https://greentecauto.com/hybrid-battery/honda-hybrids/2010-2012-crz-8-amp-cells

Goran Jurković
Gost

e sad pogledaj koliko košta zamjenska baterija za prius 2010-2014 pa će ti sve biti jasno. Stoje ispod 1000$. Po 2000$ imaš ganc nove unaprijeđene baterije sa Liion za starog priusa sa povećanim kapacitetom…. Honda nikad nije bila reprezentativna u hibridnoj tehnologiji. Zašto ju onda uzimaš za referencu?

moron
Gost

Pošto sam laik za ovu temu, nije mi jasno zašto Toyota u svoj “običan” hibrid ne stavi bateriju većeg kapaciteta. Naravno, toj bateriji bi trebalo više vremena da se napuni u režimu “mašinskog kočenja”, ali, sa druge strane, kada ti je potrebno imao bi na raspolaganju i više energije za samo vožnju na struju i/ili za ispomoć SUS motou kada je to potrebno.
Verujem da je sve ovo što kažem veoma glupo, ali, morao sam da pitam …

Goran Jurković
Gost
Uopće nije glupo. Mala baterija im je jedina zamjerka. Razlog ti je očit. Cijena i pouzdanost baterije. Oni su do prije par godina stavljali NiMh baterije koje su 10 puta teže samo da mogu dati garanciju 10 godina. U garanciji im se vratio stvarno mizeran broj auta. Sada su počeli sa LiIon ali i dalje malog kapaciteta. Prednost prosječnom korisniku je mala cijena baterije. Onaj tko želi veću bateriju uvijek može napraviti plug-in konverziju. Toyota planira kroz dvije godine imati sve HEV modele u PHEV varijanti. Jer su se valjda već uvjerili da su ove sadašnje LiIon baterije dovoljno pouzdane,… Pročitaj više »
мали пират
Gost
Може ли мало објашњење како се ради “plug-in konverzijа” (било Prius Lexus CT200h)? Тачније како би се “повећао домет” вожњом на батерије. Јесам и ја читао да су уграђивали NiMh јер су знатно поузданије/дуговечније. И још једно бих питао. Да ли сте сигурни да Prius/Lexus CT200h може да се вози само на бензин, пошто откаже батерија? Колико се сећам главна разлика између Хондиног и Тојотиног хибридног система је што код Хонде хибрид може да се вози и када откаже батерија (јер се ауто првенствено вози на бензин, а батерију укључује када треба додатна снага). Док се Тојотини хибриди возе на… Pročitaj više »
Goran Jurković
Gost
Mislim da rade na solid state. Ali grafitne Litij baterije su razvijene a solid state je još uvijek daleko od očiju javnosti. Moguće da će odmah krenuti sa solid state što bi bilo genijalno. Imaju stariji priusi koji gotovo više nemaju kapaciteta u bateriji. Ali dokle god baterija može upaliti benzinski motor, auto se može voziti bez EV moda sa povećanom potrošnjom. Problem je ako prelazni otpori na limićima između čelija toliko postanu oksidirani da više ne može dati niti struju za paljenje motora. Onda se mora rastaviti i reparirati. Počistiti i zamijeniti loše ćelije. Što se tiče konverzije ima… Pročitaj više »
Goran Jurković
Gost

Ovdje će biti sve što napravim po pitanju plugin konverzije
https://www.facebook.com/groups/1449183488541231/

moron
Gost

“Toyota planira kroz dvije godine imati sve HEV modele u PHEV varijanti”

Sadašnji klasični Toyota hibridi bi mogli tako potpuno nestati iz ponude ?

Djordje
Gost

Sumnjam. za PHEV mora da postoji infrastruktura punjaca da bi imalo smisla kupovati PHEV vozila, a ona je jos nedovoljno razvijena.

Goran Jurković
Gost

Djordje ne znam tko ti je to rekao ali ti je krivo rekao. Poanta PHEV nije da koristiš infratrukturu punjača, nego da puniš auto doma preko noći na običnu utičnicu kako bi slijedeći dan imao dovoljno struje ići na posao i sa posla potpuno besplatno ili blizu tome. Ako pak ideš na dulji put opet ćeš imati blagodati HEV-a sa boljim performasnama jer će veća baterija smanjiti potrošnju u jako brdovitim krajevima.

moron
Gost

Znači, bio bi dobar/ekonomičan za “brdoviti Balkan” 🙂

Goran Jurković
Gost

Zašto bi nestali HEV? Svi danas HEV auti od toyote imaju pripremu u gepeku za PHEV. Imati ćeš izbor. Veća cijena PHEV. Manja cijena HEV.

moron
Gost

Čitah danas malo neki “blog” na temu isplativosti reparacije ili zamene baterije hibrida.
https://carbrain.com/Blog/hybrid-battery-repair-or-replacement
Osećah se povremeno kao da po prvi put gledam film “Strah u ulici brestova” …