AVANTAJELE AUTOTURISMULUI HIBRID
Data: 1-15 mai 2008
Introducere
Un autoturism electric poate fi hibridizat in prezent prin mai multe metode, ca de pilda:
– cu panouri fotovoltaice (brevet OSIM – Romania, nr. 81814/ 1980);
– cu pila de combustie;
– cu motor termic auxiliar destinat doar incarcarii setului de baterii de tractiune (Univers ingineresc nr. 23/decembrie 2007);
– cu motor termic destinat sa preia tractiunea vehiculului la viteze mijlocii si mari, dar sa si incarce bateriile.
Dintre aceste variante, cea mai utilizata este aceea in care motorul electric este dublat de un motor termic (Diesel sau Otto), ce poate indeplini urmatoarele functii:
a) reglat pe turatia de cuplu maxim, el poate face doar incarcarea bateriilor in timpul mersului, fiind cuplat cu un generator electric si cu un redresor;
b) asigura incarcarea bateriilor in timpul mersului, iar de la o anumita viteza (de obicei, 50 km/h) preia si antrenarea mecanica a rotilor de tractiune. Mai mult, in cazul unor cerinte deosebite de putere mare (depasiri rapide, teren mocirlos s.a.) motorul electric si cel termic isi pot uni eforturile pentru o perioada scurta de timp.
In prezent cele mai multe masini hibride sunt construite pe sistemul prezentat la punctul (b).
Se pot da astfel ca exemple autoturismul Toyota Prius si masina de teren Lexus (Toyota) RX400 h, ambele dotate cu mecanisme si calculatoare de bord de inalta tehnologie.
Modul de functionare
In rezumat, functionarea unui autoturism Toyota Prius se desfasoara dupa urmatoarele faze:
1. In stationare, daca bateria de forta este incarcata mai mult de 40% din capacitatea sa activa, ambele motoare (cel electric, reversibil si recuperativ la franari, si cel termic, pe benzina) raman oprite. In schimb, daca bateria este incarcata insuficient (sub 40%) motorul termic porneste automat, antreneaza motorul electric ce trece pe functia de generator, iar bateria se incarca peste 40% din capacitatea sa activa.
2. La demaraj sau la o circulatie aglomerata, cu porniri si opriri foarte dese, motorul electric functioneaza singur, iar emisiile poluante sunt nule. De asemenea, cuplul important al acestuia asigura la nevoie si demaraje viguroase (cu cei 45 CP proprii).
3. In cazul cand sunt necesare acceleratii puternice, motorul termic intra in functiune automat cu cei 72 CP ai sai, antrenand rotile de tractiune (un ansamblu de angrenare epicicloidal repartizeaza puterile provenite simultan de la cele doua motoare, adica 117 CP insumati).
4. Cand viteza creste, iar motorul electric se poate dispensa de ajutorul motorului termic, atunci acesta din urma asigura doar curentul necesar pentru incarcarea bateriilor.
Odata stabilita o viteza de croaziera convenabila, motorul electric se opreste iar cel termic functioneaza singur, intr-un regim cu poluare minima. In acest fel suplimentul de energie este reinjectat in baterii.
6. In cazul franarilor (indiferent de valoarea deceleratiei), energia inertiala din timpul rularii este transformata de motorul electric (devenit generator) in energie electrica si trimisa de asemenea in bateriile de forta pentru stocare.
Avantajele autoturismului hibrid
In perioada 1997 – 2007 (ultimii 10 ani), firma Toyota a produs si vandut peste un milion de autoturisme hibride de tipul Toyota Prius, atat in varianta initiala (Prius 1), cat si in versiunea perfectionata (Prius 2). Acest milion de autoturisme Toyota Prius care au circulat (in sistemul hibrid) pe toate continentele, a permis o reducere a emisiilor de bioxid de carbon de cca 3,5 milioane tone sau 1,785 miliarde metri cubi, la parametrii standard si conform normelor de consum ale Uniunii Europene, adica:
– kilometraj mediu parcurs 17 000 km/an;
– in ciclul mixt, o limuzina Toyota dotata cu motor termic la performante echivalente produce 104 g CO2/km noxe medii.
Tehnologia „hibrid“ de la Toyota Prius permite de asemenea si o importanta economie de benzina.
Folosind rezervorul de 45 litri (identic la versiunea normala si la cea „hibrid“), autoturismul Prius reuseste sa parcurga o distanta dubla, de unde rezulta un consum mediu de numai 4,3l /100km sau 1046 km parcursi cu un singur plin de combustibil.
Tot ca un avantaj al sistemului hibrid se poate evidentia si cresterea eficientei de franare, la care:
– energia cinetica este transformata in curent electric (trimis direct in baterii) de catre motorul electric reversibil;
– eficienta de franare a vehiculului (datorata sistemului hidraulic propriu cu dublu circuit) este amplificata de forta de franare a motorului electric si a cuplului foarte mare al acestuia. Per total, franarea unui autoturism Toyota Prius este cu circa 25% mai buna decat a limuzinei echivalente dotata doar cu motor termic.
Fata de avantajele deosebite pe care masina hibrid le prezinta in exploatare, apare un singur dezavantaj, anume acela al pretului initial la achizitionare. In comparatie cu limuzina clasica, masina hibrid este cu cca 10% mai scumpa. Dar, fata de obiectivul presant al protejarii mediului si al reducerii efectului de sera, un 10% in plus la costuri (in prezent) ar trebui sa nu mai reprezinte un obstacol.
Viitorul ne va arata, fara indoiala, care este directia optima pentru urmatoarele eforturi si inovatii tehnologice.