Rodzaje napędów: jak działają hybrydy, elektryki i co o nich wiedzieć?

Świat motoryzacji przechodzi dynamiczną transformację. Tradycyjne silniki spalinowe, dominujące przez ponad stulecie, stopniowo ustępują miejsca nowym formom napędu – hybrydowym i w pełni elektrycznym. Zrozumienie działania tych technologii jest kluczowe dla każdego, kto rozważa zakup nowego pojazdu lub po prostu interesuje się przyszłością transportu.

W tym artykule przyjrzymy się bliżej:

• Napędowi hybrydowemu: Dowiesz się, jak połączenie silnika spalinowego i elektrycznego wpływa na wydajność i zużycie paliwa, a także czym różnią się poszczególne typy hybryd.
• Napędowi elektrycznemu: Wyjaśnimy, na jakiej zasadzie działają samochody zasilane wyłącznie prądem, jakie mają zalety i wady, oraz co warto wiedzieć o ładowaniu i zasięgu.
• Różnicom i podobieństwom: Porównamy te dwa typy napędów, aby pomóc Ci zrozumieć, który z nich lepiej odpowiada Twoim potrzebom i stylowi jazdy.
• Praktycznym aspektom: Omówimy kwestie takie jak koszty eksploatacji, infrastruktura ładowania i wpływ na środowisko, które są ważne przy podejmowaniu decyzji.

Ewolucja napędów w motoryzacji

Przez dziesiątki lat silnik spalinowy był niekwestionowanym sercem samochodu. Jego działanie, oparte na spalaniu paliwa, zapewniało energię niezbędną do przemieszczania się, choć kosztem emisji szkodliwych substancji i stosunkowo niskiej efektywności energetycznej. Wzrastająca świadomość ekologiczna, coraz bardziej rygorystyczne normy emisji spalin oraz postęp w dziedzinie technologii akumulatorowych i elektrycznych silników napędowych zapoczątkowały rewolucję. Pierwszym krokiem w tej ewolucji były samochody hybrydowe, łączące znane z eksploatacji silniki spalinowe z napędem elektrycznym. Stanowiły one most między przeszłością a przyszłością, oferując korzyści obu światów – większą oszczędność paliwa i niższą emisję w ruchu miejskim, przy jednoczesnym zachowaniu dużego zasięgu i szybkiego tankowania typowego dla aut spalinowych. Kolejnym, bardziej radykalnym krokiem, są samochody w pełni elektryczne, które całkowicie rezygnują z silnika spalinowego na rzecz napędu zasilanego wyłącznie z akumulatorów. Ta technologia, choć wciąż rozwijana, jest postrzegana jako ostateczne rozwiązanie w dążeniu do zerowej lokalnej emisji i uniezależnienia od paliw kopalnych. Zrozumienie specyfiki każdego z tych napędów jest kluczowe dla podjęcia świadomej decyzji o przyszłości własnego transportu.

Samochody hybrydowe: połączenie dwóch światów

Samochody hybrydowe (Hybrid Electric Vehicles – HEV) to pojazdy, które wykorzystują co najmniej dwa źródła energii do napędu. Najczęściej jest to kombinacja silnika spalinowego i silnika elektrycznego, zasilanego przez akumulator. Kluczową zaletą hybryd jest ich zdolność do odzyskiwania energii podczas hamowania (rekuperacja) i wykorzystywania jej do ładowania baterii oraz wspomagania silnika spalinowego lub samodzielnego napędzania pojazdu przy niskich prędkościach. Dzięki temu samochody hybrydowe są zazwyczaj znacznie bardziej paliwooszczędne, zwłaszcza w ruchu miejskim, gdzie często dochodzi do hamowania i postoju. Istnieje kilka rodzajów hybryd, różniących się stopniem zaawansowania i udziałem napędu elektrycznego:

• Mikrohybrydy (Mild Hybrid): Posiadają niewielki silnik elektryczny (często pełniący rolę rozrusznika i alternatora) oraz małą baterię. Napęd elektryczny jedynie wspomaga silnik spalinowy podczas ruszania lub przyspieszania i służy do zasilania systemów pokładowych. Nie umożliwiają jazdy wyłącznie na prądzie przez dłuższy czas.
• Pełne hybrydy (Full Hybrid): Wyposażone w większy silnik elektryczny i baterię. Mogą poruszać się wyłącznie na silniku elektrycznym na krótkich dystansach i przy niskich prędkościach, a także łączyć moc obu jednostek dla lepszych osiągów. System zarządzania energią automatycznie decyduje o wykorzystaniu silnika spalinowego, elektrycznego lub obu jednocześnie.
• Hybrydy typu plug-in (PHEV): Posiadają największy akumulator spośród hybryd, który można ładować z zewnętrznego źródła prądu (np. gniazdka domowego, stacji ładowania). Oferują znacznie większy zasięg w trybie w pełni elektrycznym (często kilkadziesiąt kilometrów), co pozwala na pokonywanie codziennych dystansów (np. dojazdy do pracy) bez użycia silnika spalinowego. Gdy bateria się wyczerpie, PHEV działa jak pełna hybryda.

Hybrydy oferują płynne przejście od silników spalinowych, redukując zużycie paliwa i emisję bez konieczności gruntownej zmiany nawyków użytkownika, zwłaszcza w przypadku pełnych hybryd, które nie wymagają zewnętrznego ładowania.

Samochody elektryczne: przyszłość bez emisji?

Samochody elektryczne (Battery Electric Vehicles – BEV) to pojazdy napędzane wyłącznie silnikiem elektrycznym, zasilanym energią zgromadzoną w dużym zestawie akumulatorów litowo-jonowych. Nie posiadają silnika spalinowego, skrzyni biegów w tradycyjnym rozumieniu ani układu wydechowego. Ich działanie opiera się na prostej zasadzie: energia elektryczna z baterii zasila silnik (lub kilka silników), który bezpośrednio napędza koła. Głównymi zaletami aut elektrycznych są:

• Zeroemisyjność lokalna: Podczas jazdy nie emitują żadnych spalin, co przyczynia się do poprawy jakości powietrza w miastach.
• Wysoka efektywność energetyczna: Silniki elektryczne są znacznie bardziej wydajne niż spalinowe, co oznacza, że większa część energii zmagazynowanej w baterii jest przekształcana na ruch pojazdu.
• Dynamiczne osiągi: Silniki elektryczne dostarczają maksymalny moment obrotowy od razu po naciśnięciu pedału przyspieszenia, co zapewnia doskonałe przyspieszenie.
• Cicha praca: Auta elektryczne są znacznie cichsze od spalinowych, co zwiększa komfort jazdy.
• Prostsza konstrukcja i niższe koszty serwisu: Brak wielu skomplikowanych elementów silnika spalinowego, takich jak układ wydechowy, wtryskowy, zapłonowy, czy tradycyjna skrzynia biegów, przekłada się na mniej części wymagających regularnej wymiany i mniejsze koszty przeglądów (brak wymiany oleju silnikowego, filtrów paliwa, itp.).

Głównymi wyzwaniami związanymi z samochodami elektrycznymi są zasięg na jednym ładowaniu (choć ten stale rośnie) oraz czas i dostępność infrastruktury ładowania. Ładowanie trwa dłużej niż tankowanie paliwa, a sieć publicznych stacji ładowania, choć rozwijająca się, wciąż nie jest tak gęsta jak sieć stacji paliw.

Porównanie i wybór: hybryda czy elektryk?

Wybór między samochodem hybrydowym a elektrycznym zależy od indywidualnych potrzeb, stylu życia i warunków użytkowania. Samochód hybrydowy (zwłaszcza pełna hybryda lub plug-in, jeśli jest regularnie ładowany) może być doskonałym wyborem dla osób, które:

• Często poruszają się w ruchu miejskim lub na krótkich dystansach, gdzie hybryda jest najbardziej efektywna.
• Obawiają się ograniczonego zasięgu aut elektrycznych lub braku dostępu do stacji ładowania na dłuższych trasach.
• Chcą obniżyć koszty paliwa i emisję, ale nie są gotowe na całkowitą rezygnację z silnika spalinowego.
• Mieszkają w miejscu, gdzie nie ma łatwego dostępu do prywatnej stacji ładowania (w przypadku PHEV i BEV).

Samochód elektryczny będzie lepszym rozwiązaniem dla osób, które:

• Mogą ładować samochód w domu lub w pracy, co rozwiązuje problem codziennego ładowania.
• Pokonują głównie codzienne, przewidywalne dystanse, mieszczące się w zasięgu pojazdu.
• Cenią sobie dynamiczne osiągi, cichą jazdę i brak lokalnych emisji.
• Szukają niższych kosztów eksploatacji (energia elektryczna jest zazwyczaj tańsza od paliwa, niższe koszty serwisu).
• Chcą aktywnie przyczynić się do redukcji zanieczyszczenia powietrza i zależności od paliw kopalnych.

Warto również wziąć pod uwagę infrastrukturę ładowania w regionie, w którym się poruszamy, oraz plany na przyszłość dotyczące podróżowania. Rynek oferuje coraz szerszą gamę modeli zarówno hybrydowych, jak i elektrycznych, co pozwala na dopasowanie pojazdu do praktycznie każdego zastosowania.

Fot. Pexel