FCV, BEV, PHEV – Jakie są rodzaje napędów? Przewodnik
Jakie są rodzaje napędów we współczesnych samochodach? Kiedyś motoryzacja była prostsza. Silniki był dwa: benzynowy i wysokoprężny, czyli Diesel. Dzisiaj? Mamy auta spalinowe, wodorowe, hybrydowe a wśród nich miękkie hybrydy, mikrohybrydy, samochody HEV, PHEV, BEV. Czym się od siebie różnią, co je napędza, co do nich tankować? Oto nasz przewodnik.
CV – combustion vehicle
Do tej pory to najpopularniejszy rodzaj samochodów. Do napędu wykorzystują one silnik spalinowy. Energię potrzebną do uzyskania ruchu uzyskuje się poprzez wybuch paliwa i tlenu oraz spalanie mieszanki.
FSO Polonez
Charakterystyczną cechą pojazdów CV jest powstawanie spalin zawierających dwutlenek węgla, tlenki azotu, metale ciężkie i inne substancje pochodzące ze spalenia paliwa ropopochodnego lub biopaliwa.
Sprawność silników spalinowych jest dość niska i wynosi ok. 30 proc. To oznacza, że 70 proc. energii powstałej ze spalania nie potrafimy wykorzystać i najczęściej w formie ciepła odprowadzamy ją do atmosfery.
EV – Electric Vehicle
To pojazdy wykorzystujące do napędu, w mniejszym lub większym stopniu, energię elektryczną. Wśród nich wyróżniamy hybrydy (HEV) i ich pochodne (PHEV, mHEV itp.) oraz pojazdy elektryczne na baterie (BEV).
HEV: Hybrid electric vehicle (ang. Hybrydowy pojazd elektryczny)
Samochód hybrydowy często nazywany także pełną hybrydą. Do napędzania samochodu w autach hybrydowych wykorzystywana jest moc z dwóch źródeł: silnika spalinowego i elektrycznego. Jednak silnik elektryczny pełni role wspomagacza dla tego spalinowego i działa tylko w momencie, w którym silnik spalinowy jest najmocniej obciążony: przy ruszaniu, wyprzedzaniu, dynamicznym przyspieszaniu. Cały czas jednak silnik spalinowy jest podstawowym źródłem napędu.
By cały zestaw działał, potrzebne jest paliwo i akumulator, który przechowa energię pobraną z silnika spalinowego, bądź odzyskaną z toczenia i hamowania samochodu.
Toyota Prius
Jednostka sterująca układem napędowym sama decyduje, z którego elementu tego układu w danej chwili skorzystać i w jakim stopniu. Dla chwilowego obniżenia emisji spalin, w hybrydzie tego typu, może być oferowany tryb jazdy elektrycznej, jednak przeważnie w samochodach hybrydowych zasięg na energii elektrycznej jest bardzo mały i wynosi maksymalnie kilka kilometrów.
Pionierem w opracowaniu i wdrożeniu technologii hybrydowej, która dzisiaj stała się powszechna, jest Toyota. Już w 1997 roku wprowadziła do seryjnej sprzedaży model Prius — pierwsze tego rodzaju auto na świecie.
Z technologii hybrydowej korzystają dzisiaj inne marki, opracowując różne jej warianty. Jedną z innowacji, która przyniosła znaczące zwiększenie wydajności układu, jest wprowadzenie instalacji elektrycznej o wysokim napięciu. Pozwala to na bardziej efektywne wykorzystanie energii, szybsze ładowanie i oddawanie energii.
mHEV: Mild Hybrid Electric Vehicle (ang. Łagodny układ hybrydowy)
Najpopularniejsza nazwa tej hybrydy to hybryda miękka. O co tu chodzi? Zamiast do klasycznego silnika spalinowego dodawać osobno silnik elektryczny, jak w klasycznej hybrydzie, jego rolę przejął rozrusznik i alternator w jednym. Mamy więc do czynienia z czymś bardzo uniwersalnym, małym, lekkim i tanim, bo urządzenie w rodzaju dynamostartera jest znacznie tańsze od silnika elektrycznego.
Ford Puma
W miękkiej hybrydzie silnik elektryczny w mniejszym stopniu pomaga silnikowi spalinowemu z racji swojej mniejszej mocy, zasila jednak pokładowe urządzenia elektryczne. Sam silnik elektryczny jest w tym układzie zbyt słaby, by całkowicie przejąć zadanie rozpędzania samochodu.
Można więc powiedzieć, że miękka hybryda jest krokiem wstecz w stosunku do tradycyjnych hybryd, ale z punktu widzenia technicznego to układ dość zaawansowany. To prostsze i tańsze rozwiązanie, które pozwala jednak mniejszym kosztem zmniejszyć zużycie paliwa.
Korzyści wynikające z zastosowania prostszego i tańszego układu hybrydowego, są nie do przecenienia: przy stosunkowo niedrogim i łatwym do wyprodukowania rozwiązaniu można uzyskać obniżenie zużycie paliwa i emisji spalin nawet o 10-15 proc.
Mimo ograniczonej funkcjonalności miękkie hybrydy mają swoje zalety. To stosunkowo prosty, a skuteczny sposób na zwiększenie wydajności samochodu i poprawę ochrony środowiska. Dlatego też na rynku pojawiają się rozwiązania rozwijające dalej tę ideę; można spotkać je pod nazwą mHEV+, która wskazuje na większą rolę silnika elektrycznego, wynikającą z obecności większego akumulatora.
PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle (ang. Hybrydowy pojazd elektryczny typu plug-in)
Jak na dzisiejsze warunki, to najbardziej zaawansowany układ hybrydowy mocno przybliżający samochody do napędu elektrycznego. Dla wielu to najlepsze rozwiązanie na dzisiaj nie ograniczające swobody zasięgu z możliwością jazdy w trybie bezemisyjnym, czyli na prądzie.
Mitsubishi Outlander PHEV
Jak sama nazwa wskazuje, hybrydy typu plug-in to pełna hybryda z możliwością podłączenia jej do zewnętrznych źródeł energii, na przykład domowego gniazdka bądź stacji szybkiego ładowania. Pojazdy hybrydowe tego typu posiadają większe akumulatory, które pozwalają już na przejechanie odległości rzędu 30-60 km bez uruchamiania silnika spalinowego. W założeniu konstruktorów wystarczy to do codziennej podróży do pracy lub szkoły bez zużycia paliwa bądź emitowania spalin. Silnik benzynowy jest w tym założeniu uruchamiany tylko poza miastem, na dłuższych trasach.
BEV: Battery Electric Vehicle (ang. Pojazd elektryczny)
To samochód z napędem czysto elektrycznym. Nie ma w nim już silnika spalinowego, a za napędzanie samochodu i zasilanie pokładowych urządzeń odpowiedzialny jest tylko i wyłącznie silnik elektryczna. Pozwala to inżynierom zwiększyć przestrzeń w samochodzie, bo silnik jest zdecydowanie mniejszy, a baterie można schować płasko pod podłogą.
Volkswagen ID.3
Silniki elektryczne pozwalają także łatwiej budować auta czteronapędowe. Wystarczy wtedy przy każdym z kół zamontować osobny silnik elektryczny. Stad większe moce, lepsze przyspieszenie i lepsza trakcja samochodów elektrycznych.
Samochody BHEV można ładować z zewnętrznego źródła energii (gniazdko, słupek szybkiego ładowania) lub doładować odzyskując energię np. z hamowania
FCV – Fuel Cell Car
To samochody napędzane ogniwami paliwowymi. W rzeczywistości jednak samochód hybrydowy, to tak naprawdę auto elektryczny, w którym prąd produkowany jest na pokładzie auta z wodoru.
Paliwem jest więc ciekły wodór, który można tankować na stacji benzynowej podobnie jak zwyczajne paliwo. Różnica jest jednak taka, że ciśnienie, pod którym wodór jest przelewany do zbiornika samochodu, odbywa się pod bardzo wysokim ciśnieniem i w bardzo niskiej temperaturze. Jedyne spaliny w aucie z ogniwem paliwowym to czysta para wodna.
Toyota Mirai
Na razie jedynym seryjnym samochodem wodorowym jest Toyota Mirai. Auto dostępne było w Polsce, jednak z uwagi na brak ogólnodostępnych stacji wodorowych, auto wycofano ze sprzedaży. Ma się to jednak zmienić w niedalekiej przyszłości. Wiele koncernów paliwowych zapowiedziało także budowę stacji wodorowych. Być może to sprawi, że auta na wodór staną się bardziej dostępne. Czas pokaże.
Jedno jest pewne, najnowsze technologie dostępne są już dzisiaj. Można przebierać w ofertach zarówno wśród samochodów nowych jak i używanych. Trzeba jedynie wybrać, co najbardziej sprawdzi się w naszym przypadku. Nikt przecież nie powiedział, że samochody elektryczne są lekarstwem na wszystkie zmartwienia współczesnego świata.