Αφιέρωμα Αυτοκινήτου: Υβριδικά & Plug-in υβριδικά – Πώς λειτουργούν; Πού κερδίζω;

Τα υβριδικά οχήματα εξακολουθούν να αποτελούν μια απολύτως ρεαλιστική λύση στη μάχη που δίνουν οι κατασκευαστές για τον περιορισμό του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των προτάσεών τους και ένα πολύτιμο εργαλείο στα χέρια εκείνων που αναζητούν τη μέγιστη δυνατή οικονομία καυσίμου.

Το μακρινό 1997, όταν η πρώτη γενιά του Toyota Prius περνούσε στη γραμμή παραγωγής, συστήνοντας σε ολόκληρο τον αυτοκινητικό πλανήτη την υβριδική τεχνολογία, ελάχιστοι ήταν εκείνοι που κατάφεραν να διακρίνουν πίσω από την αδέξια φιγούρα του ιαπωνικού τετράτροχου τη χρυσή ευκαιρία της παγκόσμιας αυτοκινητοβιομηχανίας να περιορίσει ή ακόμα και να εξαλείψει την εξάρτησή της από τα ορυκτά καύσιμα. Για τουλάχιστον μία δεκαετία από την πρώτη εμφάνιση του Toyota Prius και μετέπειτα του Honda Insight, η υβριδική τεχνολογία αποτελούσε το καπρίτσιο λίγων… ρομαντικών, ενώ κάλλιστα θα μπορούσε να δώσει απαντήσεις στα ολοένα και κρισιμότερα ερωτήματα που εξακολουθεί να θέτει η καλπάζουσα κλιματική αλλαγή. Σχεδόν 25 χρόνια μετά τον Δεκέμβριο του 1997, η υβριδική τεχνολογία όχι μόνο έχει μπει για τα καλά στη ζωή μας, αλλά και μας οδηγεί με βήμα ταχύ στον πλήρη εξηλεκτρισμό της καθημερινότητάς μας. Μάλιστα, κατά τη διάρκεια αυτών των ετών, το υβριδικό… είδος αναπτύχθηκε στην προσπάθειά του να υπηρετήσει τις σύγχρονες ανάγκες της παγκόσμιας αυτοκινητοβιομηχανίας, αποκτώντας τρεις βασικές παραλλαγές.

Ήπια Υβριδικό Σύστημα: Η νέα μόδα

Η τελευταία χρονικά προσθήκη στο υβριδικό οπλοστάσιο των κατασκευαστών είναι ταυτόχρονα και η απλούστερη, καθώς με τη χρήση ελάχιστων επιπλέον μερών κατάφεραν να… υβριδοποιήσουν ακόμα και κινητήρες οι οποίοι δεν είχαν εξελιχθεί για τον σκοπό αυτόν. Ένα ήπια υβριδικό σύνολο εφοδιάζεται με έναν ισχυρότερο εναλλάκτη, o οποίος έχει επιφορτιστεί όχι μόνο με την παραγωγή της απαραίτητης για τα περιφερειακά συστήματα του αυτοκινήτου ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και με την υποβοήθηση του κινητήρα εσωτερικής καύσης όταν οι συνθήκες το απαιτούν. Όντας, λοιπόν, συνδεδεμένος με τον στροφαλοφόρο άξονα, ο εναλλάκτης συμβάλλει στο έργο του κινητήρα κυρίως στη φάση της εκκίνησης και της επιτάχυνσης, περιορίζοντας με αυτόν τον τρόπο την κατανάλωση του καυσίμου. Μια δεύτερη ισχυρότερη μπαταρία ιόντων-λιθίου φροντίζει ώστε να τροφοδοτεί τον εναλλάκτη με την απαιτούμενη ηλεκτρική ενέργεια, ενώ σε εκείνη επιστρέφει και η ενέργεια που ανακτάται κατά τη φάση της επιβράδυνσης, η οποία ξεκινά μόλις ο οδηγός απομακρύνει το πόδι του από το γκάζι. Η όλη διαδικασία της υποβοήθησης του κινητήρα από τον εναλλάκτη και της ανάκτησης ενέργειας πολλές φορές δεν γίνεται εύκολα αντιληπτή, γεγονός που επί της ουσίας σημαίνει ότι ο οδηγός δεν χρειάζεται να προσαρμόσει τις συνήθειές του στα νέα, υβριδικά δεδομένα. Ένα ακόμα συγκριτικό πλεονέκτημα της ήπιας υβριδικής τεχνολογίας είναι το χαμηλό κόστος κατασκευής, το οποίο, όπως είναι φυσικό, δεν επιβαρύνει σημαντικά την τσέπη του τελικού καταναλωτή. Περνώντας στα μειονεκτήματα του νέου, υβριδικού είδους, οφείλουμε να σημειώσουμε ότι το όφελος που προκύπτει στον τομέα της κατανάλωσης καυσίμου δεν είναι τόσο μεγάλο, ενώ ο οδηγός δεν διαθέτει τη δυνατότητα να παραμετροποιήσει τη λειτουργία ενός ήπια υβριδικού συστήματος.

Πλήρως Υβριδικό Σύστημα – Παραδοσιακά οικονομικό

Γνωστό και ως «self charging», ένα πλήρως υβριδικό σύνολο συνδυάζει τη λειτουργία ενός θερμικού κινητήρα με ένα ή περισσότερα ηλεκτρικά μοτέρ. Η θεμελιώδης διαφορά σε σχέση με τα ήπια υβριδικά σύνολα έγκειται στο γεγονός ότι ο ηλεκτροκινητήρας είναι αρκετά ισχυρός ώστε να κινήσει χωρίς τη συμβολή του θερμικού το αυτοκίνητο. Αυτό δημιουργεί τις συνθήκες ώστε να επιτευχθεί μεγαλύτερη εξοικονόμηση καυσίμου, καθώς σε αστικές συνθήκες κίνησης, όπου η διαδικασία της ανάκτησης ενέργειας επαναλαμβάνεται τακτικά, ένα πλήρως υβριδικό όχημα κινείται ως επί το πλείστον ηλεκτρικά. Βέβαια, εξαιτίας της μικρής χωρητικότητας των μπαταριών του υβριδικού συνόλου, η ηλεκτρική αυτονομία δεν υπερβαίνει συνήθως τα 2 ή 3 χιλιόμετρα, καθώς, εκτός των άλλων, δεν υπάρχει και η δυνατότητα φόρτισης από εξωτερική πηγή ενέργειας, παρά μόνο από την ανάκτηση ενέργειας κατά την πέδηση ή τη λειτουργία του ίδιου του θερμικού κινητήρα. Από την άλλη, η χρήση μικρής χωρητικότητας συσσωρευτών ηλεκτρικής ενέργειας συγκρατεί το κόστος των υβριδικών οχημάτων σε προσιτά επίπεδα, ενώ δεν προκύπτουν και οι χωροταξικοί περιορισμοί που υπό άλλες συνθήκες θα επέβαλλαν μεγαλύτερες σε όγκο και βάρος μπαταρίες.
Plug-in Υβριδικό Σύστημα: Πάει και μόνο με ρεύμα

Τα υβριδικά οχήματα με δυνατότητα φόρτισης αποτελούν τον συνδετικό κρίκο ανάμεσα στο ένδοξο παρελθόν και το πολλά υποσχόμενο μέλλον της αυτοκίνησης, καθώς επιχειρούν να συνδυάσουν την ελευθερία κινήσεων που προσφέρει ένα συμβατικό αυτοκίνητο με κινητήρα εσωτερικής καύσης με την ασυναγώνιστη αποδοτικότητα ενός ηλεκτροκίνητου τετράτροχου. Για να συμβεί αυτό, ένα plug-in υβριδικό όχημα διατηρεί το συμβατικό σύστημα κίνησης, στην καρδιά του οποίου βρίσκεται ένας κινητήρας βενζίνης ή diesel, ωστόσο παράλληλα διαθέτουν και ολοκληρωμένο σύστημα ηλεκτροκίνησης με τουλάχιστον ένα ισχυρό ηλεκτρικό μοτέρ και συσσωρευτές ιόντων λιθίου ικανούς να προσφέρουν αυτονομία της τάξης των 50 χιλιομέτρων. Με αυτόν τον τρόπο, διανύοντας έως και 50 χιλιόμετρα με την αποκλειστική χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας, ένα plug-in υβριδικό επιτυγχάνει θεαματικά χαμηλές τιμές κατανάλωσης καυσίμου και εκλυόμενων ρύπων, την ίδια στιγμή που η συνδυαστική λειτουργία θερμικού κινητήρα και ηλεκτροκινητήρα αναβαθμίζει σε εντυπωσιακά επίπεδα και τις επιδόσεις. Αξίζει να σημειωθεί ότι, όταν και εφόσον εξαντληθούν τα ενεργειακά αποθέματα των μπαταριών, ένα plug-in υβριδικό όχημα ακολουθεί τις αρχές λειτουργίας ενός self charging υβριδικού, προσαρμόζοντας τη συμμετοχή του ηλεκτρικού μοτέρ στην κίνηση του αυτοκινήτου ανάλογα με τις συνθήκες. Το υψηλό κόστος απόκτησης –ανάλογο με εκείνο μιας ηλεκτροκίνητης πρότασης– αποτελεί το βασικό μειονέκτημα των plug-in υβριδικών προτάσεων της ευρωπαϊκής αγοράς.

Αυτό το άρθρο έχει δημοσιευτεί στο Μεγάλο Αφιέρωμα Αυτοκινήτου στο ΚΑΠΑ της ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗΣ