Τύποι αυτόνομων υβριδικών συστημάτων

Οι βασικοί τύποι αυτόνομων υβριδικών συστημάτων, αυτών δηλαδή που δεν μπαίνουν στην πρίζα, είναι τρεις, ανάλογα με τη διάταξη των μηχανικών τους μερών: Παράλληλη, σειριακή και μικτή.

Αν σου άρεσε: Κοινοποίησέ το »

Παράλληλη διάταξη
Εδώ ο θερμικός κινητήρας είναι η κύρια πηγή ισχύος και ο ηλεκτροκινητήρας συνεισφέρει όποτε χρειάζεται. Ο κινητήρας λειτουργεί σε κάθε περίπτωση, με το ηλεκτρικό μοτέρ, το οποίο παρέχει τη μέγιστη ροπή του από τις 0 σ.α.λ., να τον υποβοηθεί στις εκκινήσεις και στις επιταχύνσεις, στις περιπτώσεις δηλαδή όπου χρειάζεται περισσότερη ενέργεια. Η παράλληλη διάταξη είναι η πιο απλή, και αυτό διότι προσαρμόζεται ένας ηλεκτροκινητήρας με τις μπαταρίες του σε ένα συμβατικής τεχνολογίας αυτοκίνητο. Η Honda επένδυσε σε αυτή τη διάταξη με την τεχνολογία Integrated Motor Assist. Mάλιστα το φουτουριστικό Honda Insight ήταν το πρώτο υβριδικό που διατέθηκε στην ευρωπαϊκή αγορά το 1999 και είχε εκπομπές CO2 μόλις 80 gr/km! Σε αυτήν την κατηγορία συγκαταλέγονται και τα μοντέλα της Mercedes με EQ Boost και γενικότερα τα ήπια υβριδικά, που έχουν ως υποβοήθηση ηλεκτροκινητήρα, χωρίς όμως να μπορούν στο ελάχιστο να κινηθούν αμιγώς ηλεκτρικά.

Σειριακή διάταξη
Στην περίπτωση αυτή η κίνηση του αυτοκινήτου γίνεται με τον ηλεκτροκινητήρα, όπως ακριβώς και στα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο υπάρχει ένας συμβατικός κινητήρας που κινεί μια γεννήτρια και η οποία φορτίζει τις μπαταρίες του συστήματος. Η ύπαρξη συμβατικού κινητήρα καθιστά το σύστημα υβριδικό. Στην περίπτωση του Opel Ampera, ο κινητήρας σε συνθήκες αυξημένου φορτίου συμμετέχει και στην κίνηση. Οι μπαταρίες μπορούν φυσικά να φορτίσουν και από την πριζα. Μεγάλο πλεονέκτημα του συστήματος αυτού είναι η απώλεια του άγχους της ηλεκτρικής αυτονομίας, ωστόσο δεν έχει καθιερωθεί στην αγορά. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν και τα ηλεκτρικά με Range Extender, όπου ένα μικρό θερμικό μοτέρ κινεί τη γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την φόρτιση των μπαταριών.

Η μικτή διάταξη της Toyota που επικράτησε
Αυτή είναι λύση στην οποία η Toyota επένδυσε και διέδωσε με το πρώτο Prius.  Εδώ ο ηλεκτροκινητήρας κινεί το όχημα από την εκκίνηση και στις πολύ χαμηλές ταχύτητες. Όσο η ταχύτητα αυξάνει, συμβατικός κινητήρας και ηλεκτρικό μοτέρ λειτουργούν συνδυαστικά παρέχοντας την απαιτουμενη ισχύ. Η διάταξη αυτή είναι και η πιο πολύπλοκη, περιλαμβάνοντας μια συσκευή διαχωρισμού ισχύος και γεννήτριας. Ο κινητήρας, εκτός από το αυτοκίνητο κινεί και τη γεννήτρια του ηλεκτροκινητήρα. Τα συγκεκριμένα υβριδικά μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιήσουν για λίγο χρόνο και όχι σε αυξημένου φορτίου συνθήκες (μικρές ανάγκες σε απόδοση), αποκλειστικά την συσσωρευμένη ενέργεια των μπαταριών, καλύπτοντας έτσι μικρές αποστάσεις (3-5 χλμ) και με χαμηλή ταχύτητα ως αμιγώς ηλεκτρικά.  Ο  βενζινοκινητήρας επεμβαίνει όταν οι απαιτήσεις για επιτάχυνση αυξηθούν. Σε συνθήκες «αδράνειας» δηλαδή όταν ο οδηγός δεν χρησιμοποιεί το πεντάλ γκαζιού ή φρενάρει, η γεννήτρια αναλαμβάνει να φορτίσει τις μπαταρίες του συστήματος για να το εκμεταλλευθεί ο οδηγός στην επόμενη στάση του και επανεκκίνηση. Από την αρχή και μέχρι σήμερα ο θερμικός κινητήρας των υβριδικών συστημάτων μικτής διάταξης της Toyota λειτουργεί σε κύκλο Atkinson, όπου οι φάσεις συμπίεσης και εκτόνωσης δεν είναι «συμμετρικές» καθώς υπάρχει βραδυπορία στο κλείσιμο των βαλβίδων καθυστερώντας την συμπίεση. Αρα έχουμε μεγαλύτερη εκτόνωση -με μικρότερη συμπίεση- και η θερμοκρασία των καυσαερίων είναι μικρότερη σε σχέση με τους κινητήρες κλασσικού κύκλου Otto.