Wykorzystujemy ciasteczka (ang. cookies) w celu gromadzenia informacji związanych z korzystaniem ze strony. Stosowane przez nas pliki typu cookies umożliwiają: utrzymanie sesji Klienta (także po zalogowaniu), dzięki której Klient nie musi na każdej podstronie serwisu ponownie się logować oraz dostosowanie serwisu do potrzeb odwiedzających oraz innych osób korzystających z serwisu; tworzenie statystyk oglądalności podstron serwisu, personalizacji przekazów marketingowych, zapewnienie bezpieczeństwa i niezawodności działania serwisu. Możesz wyłączyć ten mechanizm w dowolnym momencie w ustawieniach przeglądarki. Więcej tutaj. Zamknij

Testy Tech Historia Prawo Felietony Gazeta
Testy Tech Historia Prawo Felietony Cennik SZUKAJ





HEV, BEV, FCEV... o co w tym chodzi?



HEV, BEV, FCEV

W świecie motoryzacji funkcjonuje cała masa różnego rodzaju skrótowców. Są one często powszechnie używane, ale dla całkiem sporego grona odbiorów stanowią zagadkę. Nie każdy musi być bowiem zapalonym pasjonatem „czterech kółek” i z prędkością błyskawicy rozszyfrowywać branżowe akronimy. W poniższym artykule wyjaśniamy te, które wiążą się z rodzajem napędu, w który wyposażony jest samochód.

Mimo że auta z napędem alternatywnym cieszą się coraz większą popularnością, to na drogach ciągle królują samochody wprawiane w ruch dzięki tłokowym silnikom spalinowym należącym do grupy silników o spalaniu wewnętrznym określanych
Reklama
skrótem ICE (z ang. Internal Combustion Engine). W przypadku tego typu jednostek spalanie paliwa odbywa się w przestrzeni roboczej zwanej komorą spalania. W silnikach tłokowych jest ona ograniczona przez ścianki cylindra, głowicy i tłoka. Liczba oraz ułożenie cylindrów mogą być różne w zależności od konstrukcji, jednak zasada działania zawsze jest taka sama. Mianowicie po dostarczeniu do komory spalania mieszanki paliwowo-powietrznej następuje jej zapłon i spalanie. W rezultacie wytwarza się energia cieplna, która jest zamieniania na energię mechaniczną. Innymi słowy, po spalaniu mieszanki przemieszczający się tłok wprawia w ruch wał korbowy (lub wał centralny w przypadku silnika Wankla). Następnie, poprzez elementy przeniesienia napędu energia wypracowana przez silnik zostaje dostarczona do kół, które zaczynają się obracać i w efekcie samochód może się przemieszczać.

Jednostka spalinowa ma jednak pewne ograniczenia, chociażby takie, że optymalnie pracuje tylko w wąskim zakresie obrotów. Dlatego postanowiono dać jej do pary silnik elektryczny, który będzie ją wspomagał. Wbrew pozorom nie jest to wcale pomysł z końca, ale z początku XX wieku. To właśnie wtedy powstały bowiem pierwsze pojazdy, które dzisiaj określamy skrótem HEV (z ang. Hybrid Electric Vehicle). Odnosi się on do samochodów hybrydowych wyposażonych w silnik spalinowy, jeden bądź kilka silników elektrycznych oraz magazyn prądu w postaci akumulatora trakcyjnego o stosunkowo niewielkiej pojemności i bez możliwości ładowania z zewnętrznego źródła energii. Jego doładowywanie odbywa się tylko podczas jazdy dzięki tzw. rekuperacji, czyli odzyskowi energii wytwarzanej podczas hamowania. Hybrydy typu HEV nie są zdolne do poruszania się w trybie elektrycznym na dłuższych odcinkach. Uruchamia się on podczas ruszania z miejsca, przy bardzo wolnej jeździe czy też przy manewrach parkingowych. Generalnie jednak silnik elektryczny ma tutaj za zadanie wspierać jednostkę spalinową
Reklama

pracującą często w cyklu Atkinsona, który w porównaniu z cyklem Otta charakteryzuje się wyższą sprawnością. Niestety odbywa się to kosztem mocy efektywnej. Mówiąc bardziej obrazowo silnik zużywa mniej paliwa niż jego konwencjonalny odpowiednik o takiej samej konstrukcji i pojemności skokowej, ale jednocześnie jest słabszy. Niedobór mocy zostaje jednak zrekompensowany dzięki wsparciu ze strony jednostki elektrycznej.

Kolejnym etapem rozwoju samochodów spalinowo-elektrycznych są hybrydy typu PHEV (z ang. Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Analogicznie jak w przypadku wcześniejszego rozwiązania posiadają one silnik spalinowy i jedną lub kilka jednostek na prąd. Różnica polega jednak na tym, że zastosowane tutaj silniki elektryczne charakteryzują się wyraźnie wyższą mocą, natomiast zasilający je akumulator trakcyjny ma znacznie większą pojemność. Dzięki temu hybrydy typu PHEV są w stanie pokonać na „elektronach” kilkadziesiąt kilometrów i w zależności od modelu potrafią się w takim trybie rozpędzić nawet do ponad 100 km/h. Co więcej, jazdę na prądzie kierowca może wymusić samodzielnie, w sytuacji, gdy uzna to za stosowne (oczywiście pod warunkiem, że baterie będą wystarczająco naładowane). Dzięki temu bezemisyjne poruszanie się nie jest już tylko uzależnione od decyzji podjętej przez elektronikę sterującą pracą układu napędowego, ale także od świadomego wyboru osoby prowadzącej samochód. Podczas jazdy akumulator trakcyjny doładowywany jest dzięki hamowaniu rekuperacyjnemu, którego intensywność da się regulować, ale to nie jedyny sposób na uzupełnianie pokładowego zapasu prądu. Kluczowym atrybutem hybryd typu PHEV jest bowiem możliwość ładowania baterii z zewnętrznego źródła energii przy pomocy prądu zmiennego, a w niektórych modelach także i stałego. Dzięki temu, jeżeli użytkownik pokonuje dziennie dystans nie większy niż elektryczny zasięg auta, a przed wyjazdem zawsze ładuje akumulator do pełna, to cały czas może jeździć tylko na prądzie, bez uruchamiania silnika spalinowego.

Reklama


Zupełnie inaczej sprawa wygląda w przypadku samochodów hybrydowych typu MHEV (z ang. Mild Hybrid Electric Vehicle), potocznie określanych jako „łagodne” lub „miękkie” hybrydy. Są to auta wyposażone w silnik spalinowy, którego osprzęt w postaci rozrusznika i alternatora został zastąpiony jednym urządzeniem łączącym obie funkcje. Na pokładzie takiego samochodu znajduje się również mały akumulator o niewielkiej pojemności magazynujący energię odzyskaną podczas wytracania prędkości. Jest ona wykorzystywana między innymi do zasilania pokładowych systemów podczas postoju. Jednostka elektryczna jest tutaj zbyt mała i słaba, aby samodzielnie napędzać samochód, nawet na krótkim dystansie. Jej zadaniem jest wspomaganie silnika spalinowego podczas przyspieszania oraz inicjowanie ruszania z miejsca. Umożliwia również wydajniejsze funkcjonowanie systemu start-stop, który może wyłączać spaliniaka już w momencie zwalniania, gdy auto się jeszcze toczy oraz uruchamiać go szybciej i delikatniej niż w przypadku dotychczas stosowanego rozwiązania. Układ mild hybrid jest dość prosty konstrukcyjnie i stosunkowo tani w produkcji, stąd obecnie, w dobie coraz bardziej rygorystycznych norm emisji spalin, jego stosowanie stało się powszechne.

Pisząc o samochodach hybrydowych należy wspomnieć również o tych, które określane są skrótem EREV (z ang. Extended Range Electric Vehicle) lub REEV (z ang. Range Extended Electric Vehicle). Są to tzw. hybrydy szeregowe. Charakteryzują się one tym, że posiadają niewielki silnik
Reklama

spalinowy, który nie jest połączony mechanicznie z kołami napędowymi i pełni funkcję tzw. range extendera służącego do napędzania generatora prądu. Wytworzony w ten sposób prąd trafia do akumulatora trakcyjnego stanowiącego rezerwuar energii dla silnika elektrycznego odpowiedzialnego za napędzanie pojazdu. Jeżeli baterie są naładowane, silnik spalinowy nie pracuje. Dopiero w momencie, gdy zgromadzone zasoby prądu wyczerpią się, jednostka spalinowa ulega uruchomieniu i napędza generator prądotwórczy. Rozwiązanie to umożliwia kontynuowanie jazdy bez konieczności przymusowego postoju i stacjonarnego ładowania akumulatorów. Po dojechaniu do celu podróży, akumulatory można naładować z sieci elektrycznej dzięki technologii plug-in. O hybrydach tego typu mówi się czasami, że są to auta elektryczne o wydłużonym zasięgu, ale z technicznego punktu widzenia takie stwierdzenie jest błędne.

Tym sposobem płynnie przechodzimy do pojazdów określanych skrótem BEV (z ang. Battery Electric Vehicle). Odnosi się on do samochodów elektrycznych, a więc takich, które są wprawiane w ruch poprzez jeden lub kilka silników na prąd, nie posiadając przy tym żadnej jednostki spalinowej (stąd właśnie auta z range extenderem nie spełniają definicji „elektryka”). Energia potrzebna do przemieszczania się jest magazynowana w akumulatorze trakcyjnym. Podczas jazdy jest on doładowywany dzięki rekuperacji, ale to oczywiście zbyt mało, aby zrekompensować zapotrzebowanie na prąd. Dlatego konieczne jest tutaj regularne ładowanie z zewnętrznego źródła energii. Może się ono odbywać zarówno prądem zmiennym, jak i stałym. Dystans, który da się przejechać po pełnym naładowaniu baterii zależy od jej pojemności, prędkości i dynamiki jazdy, ukształtowania terenu, temperatury na zewnątrz, a nawet częstotliwości korzystania z pokładowych odbiorników prądu. Efektywna jazda „elektrykiem” wymaga więc od kierowcy zmiany dotychczasowych nawyków i przyzwyczajeń oraz umiejętności przewidywania.

Na koniec warto wspomnieć o jeszcze jednym rodzaju samochodów, tym razem określanych skrótem FCEV (z ang. Fuel Cell Electric Vehicle). Oznacza się nim pojazdy wodorowe, a więc takie, które napędzane są silnikiem elektrycznym zasilanym energią wytwarzaną przez zamontowane na pokładzie ogniwa paliwowe. Tego typu auta nie ładuje się prądem z zewnętrznego źródła energii, ale tankuje wodorem. Jest on bowiem niezbędnym substratem do reakcji zachodzącej w ogniwach paliwowych. Polega ona na reakcji wodoru z pobranym z powietrza tlenem, w wyniku czego powstaje prąd i woda. Ta ostatnia zostaje usunięta na zewnątrz, natomiast prąd służy do zasilania jednostki elektrycznej wprawiającej auto w ruch. Ogniwa paliwowe stanowią dla motoryzacji ciekawą i mającą potencjał technologię. Póki co jest ona jeszcze niszowa, ale z czasem, wraz z rosnącym znaczeniem elektromobilności, zapewne się to zmieni.




Podziel się:
Reklama
Listopad 2021

Zdjęcia źródłowe: Shamia Casiano /pexels; kolaż: studio.kdk.pl



POBIERZ NUMER


Warte uwagi