Hybryda. Czym jest i jakie są jej rodzaje

Już więcej niż co trzecie nowe auto sprzedawane w Europie wyposażone jest w napęd hybrydowy. Ale hybryda hybrydzie nierówna. Z tego materiału dowiecie się, jakie są jej rodzaje, czym się różnią, jakie mają wady i zalety oraz która najlepiej spełni Wasze oczekiwania. Oto kompletny przewodnik po technologiach MHEV, HEV i PHEV.

Statystyki stowarzyszenia ACEA nie pozostawiają złudzeń – klasyczne napędy spalinowe tracą udziały w rynku na rzecz tych zelektryfikowanych. W pierwszych czterech miesiącach tego roku auta z silnikami benzynowymi miały 35,6 proc. udziałów w całym rynku, podczas gdy hybrydowe 36,2 proc. Można zatem śmiało powiedzieć, że hybrydy wyprzedziły klasyczną benzynę. Ale też uczciwie należy przyznać, że pod pojęciem „hybrydy” kryją się trzy technologie, które zasadniczo różnią się między sobą.

Czym jest samochód hybrydowy i jak działa?

Mówiąc w dużym skrócie i bardzo upraszczając, samochód hybrydowy to połączenie auta spalinowego i elektrycznego. Jego napęd składa się z klasycznego silnika benzynowego (rzadziej diesla) oraz silnika elektrycznego. Jednostka benzynowa zasilana jest tradycyjnym paliwem, zaś energia do napędzania motoru elektrycznego pochodzi z akumulatora. Hybryda może jechać wykorzystując tylko silnik elektryczny, tylko spalinowy, albo oba jednocześnie. O tym, który silnik jest w danej chwili w użyciu, decyduje komputer sterujący pracą całego układu. Ewentualnie kierowca, ale tylko w niektórych rodzajach hybryd, w określonych warunkach oraz w ograniczonym zakresie. Dlatego na pytanie „jak działa hybryda?” nie ma jednej odpowiedzi. Wszystko zależy od tego, z jaką hybrydą mamy do czynienia.

Jakie są rodzaje hybryd?

Napędy hybrydowe możemy podzielić na trzy różne rodzaje:

• MHEV – Mild Hybrid Electric Vehicle, czyli tzw. hybrydy miękkie;
• HEV – Hybrid Electric Vehicle, czyli hybrydy pełne nazywane też klasycznymi;
• PHEV – Plug-in Hybrid Vehicle, czyli hybrydy typu plug-in.

Choć generalna zasada ich działania jest podobna (mają silnik spalinowy, elektryczny oraz akumulator trakcyjny), to zasadniczo różnią się budową, możliwościami, rozwiązaniami, mocą (szczególnie silników elektrycznych), zasięgiem na prądzie etc.

MHEV, miękka hybryda

To rozwiązanie mocno spopularyzowało się w ostatnich latach. Producenci zaczęli dokładać do tradycyjnych silników spalinowych niewielkie motory elektryczne o napięciu 48V i mocy od kilku do kilkunastu koni mechanicznych. A do tego małe akumulatory trakcyjne. Wszystko po to, aby ograniczyć zużycie paliwa i emisje CO2.

Miękka hybryda nie jest w stanie rozpędzić samochodu ani nawet zapewnić mu jazdy ze stałą prędkością wyłącznie przy użyciu jednostki na prąd. Ma do tego za małą moc i zbyt mały akumulator. Umożliwia jednak szereg innych rzeczy, które ograniczają spalanie:

• MHEV potrafi „żeglować”. Czyli po zdjęciu nogi z pedału gazu np. podczas jazdy drogą ekspresową, silnik spalinowy się wyłącza, a skrzynia biegów rozłącza. Instalacja 48V dba o to, aby działały wszystkie inne podzespoły samochodu – od wspomagania kierownicy i hamulców, przez systemy bezpieczeństwa, aż po wszystkie urządzenia pokładowe. Gdy kładziemy nogę na pedale gazu lub hamulca, silnik spalinowy ponownie się załącza, a skrzynia biegów wrzuca odpowiedni bieg w automacie, a w manualu ten na którym jechaliśmy.
• MHEV działa płynniej niż system Start/Stop. Przy dojeżdżaniu do skrzyżowania, już przy prędkości kilkunastu kilometrów układ miękkiej hybrydy wyłącza silnik spalinowy. Nie pracuje on w ogóle podczas postoju. Uruchamia się dopiero, gdy położymy nogę na pedale gazu – robi to błyskawicznie i w wielu przypadkach niemal niezauważalnie. W pierwszej sekundzie to silnik elektryczny wprawia auto w ruch, dzięki czemu nie występuje tutaj „efekt opóźnienia” znany z wielu samochodów wyposażonych w tradycyjny system Start/Stop oparty wyłącznie na rozruszniku.

Jak ładuje się akumulator w miękkiej hybrydzie? Trafia do niego energia odzyskiwana podczas zwalniania i hamowania. Silnik elektryczny pełni wówczas rolę generatora, który uzupełnia prądem baterię.

HEV, hybryda pełna (klasyczna)

Jest to technologia, która ma już ponad ćwierć wieku więc śmiało można powiedzieć, że jest dopracowana. Silnik elektryczny jest tu znacznie mocniejszy, a akumulator trakcyjny ma większą pojemność. To umożliwia rozpędzanie się i poruszanie wyłącznie na prądzie, choć w ograniczonym zakresie – wyłącznie na elektryce przejedziemy najwyżej 2-3 km, zazwyczaj z maksymalną prędkością 90-100 km/h i niezbyt dynamicznie.

HEV nie stworzono jednak do tego, aby zapewnić autu ciągły napęd elektryczny. Zasadniczą rolą silnika na prąd i akumulatora jest w tym wypadku odciążanie jednostki spalinowej w każdych warunkach i zakresie prędkości. I tak:

• HEV zapewnia lepszą dynamikę. Podczas mocniejszego przyspieszania oba silniki pracują razem, przekazując więcej momentu obrotowego i mocy na koła.
• Delikatniejsze przyspieszanie do określonej prędkości odbywa się wyłącznie na silniku elektrycznym. Silnik spalinowy pozostaje wyłączony, a to znacznie ogranicza zużycie paliwa.
• Każde zdjęcie nogi z pedału gazu i każde hamowanie wyłącza silnik spalinowy, a auto odzyskuje energię, która trafia do akumulatora trakcyjnego o pojemności 1-2 kWh.
• W HEV znacznie wolniej zużywają się hamulce, ponieważ do hamowania wykorzystywany jest silnik elektryczny, który pełni również rolę generatora. Znane są przypadki hybryd, które na jednym komplecie tarcz i klocków przejechały nawet 300 tys. km.
• Pracą całego układu steruje HPCU, czyli Hybrid Power Control Unit – specjalny komputer zarządza silnikami, baterią, skrzynią biegów, akumulatorem. To on decyduje, kiedy i który silnik włączyć, kiedy doładować baterię etc. Wszystko odbywa się bez udziału kierowcy, a przełączanie pomiędzy silnikami jest płynne i niezauważalne.
• W niektórych hybrydowych modelach kierowca ma możliwość wymusić napęd wyłącznie elektryczny. Niemniej tylko do pewnej prędkości i nie należy się spodziewać dużej dynamiki. Mocniejsze wciśnięcie pedału gazu uruchomi od razu jednostkę spalinową.
• HEV nie ładuje się z gniazda. Baterie uzupełniane są energią kinetyczną podczas hamowania albo „produkowaną” przez jednostkę spalinową.

Ze względu na to wszystko, hybrydy idealnie spisują się w ruchu miejskim. Jak dowodzą różne doświadczenia i testy, w dużym mieście nawet przez 70 proc. czasu mogą poruszać się wyłącznie na prądzie, a to zdecydowanie ogranicza zużycie paliwa i emisje CO2.

PHEV, hybryda plug-in

Zasada działania takiej hybrydy jest bardzo zbliżona do HEV, ale mimo tego oba napędy zasadniczo się różnią:

• W PHEV silnik elektryczny ma znacznie większą moc
• Akumulator trakcyjny PHEV ma nawet kilkunastokrotnie większą pojemność
• Akumulator trakcyjny PHEV można ładować z gniazdka

Wszystko to po to, aby hybrydy plug-in mogły sprawnie poruszać się wyłącznie na prądzie. Nie tylko po mieście, ale nawet po autostradach i na dystansie kilkudziesięciu kilometrów. Mówiąc krótko, łączą one zalety samochodów w pełni elektrycznych i spalinowych. Po naładowaniu możemy jeździć nimi, jak autem na prąd – w całkowitej ciszy i oszczędnie, nie emitując żadnych spalin ani CO2. Natomiast po rozładowaniu baterii PHEV jeździ dokładnie tak, jak HEV. Czyli odzyskuje energię i wykorzystuje podczas jazdy oba silniki.

W przypadku hybrydy plug-in kierowca może decydować o tym, w jakim trybie chce jechać. Hybrydowym, elektrycznym, czy automatycznym. W przypadku tego ostatniego auto samo będzie decydowało kiedy i którego silnika używać. W niektórych modelach możliwe jest także doładowywanie akumulatorów energią pochodzącą z silnika spalinowego. To jednak mało opłacalne rozwiązanie i zdecydowanie PHEV powinno ładować się z gniazdka. Nawet takiego zwykłego 230V. W ciągu nocy bez problemu napełnimy cały akumulator i potem przejedziemy tylko na prądzie nawet do około 110 km. Szybsze ładowanie też jest możliwe, bo ładowarki pokładowe PHEV mają od 3,3 do 7,4 kW mocy. To wystarczy aby napełnić akumulator w 2 godziny, gdy podepniemy auto np. do siły w garażu albo do publicznej ładowarki.

Hybrydy Kia

Kia jest jedną z niewielu marek, która oferuje w swoich nowych jak i używanych modelach wszystkie trzy technologie hybrydowe.

MHEV. Kia Sportage, Stonic, Ceed, XCeed

Każdy z tych modeli dostępny jest w wersji MHEV. Natomiast absolutnym rarytasem jest Stonic 1.0 T-GDI MHEV z… manualną skrzynią biegów. Kia opracowała rozwiązanie, które pozwala korzystać z oszczędności, jakie daje miękka hybryda przy wykorzystaniu klasycznej skrzyni biegów. Jednocześnie ten sam model dostępny jest również w wersji MHEV z automatem 7DCT.

Ceed oraz XCeed MHEV miały silnik 1.5 T-GDI o mocy 160 KM natomiast  Sportage MHEV dysponuje jednostką 1.6 T-GDI o mocy 150 lub 180 KM.. W każdym powyższym przypadku są one sprzężone z siedmiobiegową skrzynią DCT. Na przykładzie Sportage dobrze widać, jakie korzyści niesie za sobą technologia miękkiej hybrydy. Podstawowa wersja 1.6 T-GDI 150 KM bez tego układu przyspiesza do 100 km/h w 10,3 sek. i spala średnio 6,6 litra benzyny. Wersja MHEV o tej samej mocy setkę osiąga w czasie 9,6 sek., a przy tym spala średnio 6,3 litra paliwa.

HEV. Sportage, Sorento, Niro

Aż trzy modele Kia mogą być wyposażone w klasyczny napęd hybrydowy. W przypadku Sportage i Sorento mamy do czynienia z doładowanymi silnikami benzynowymi 1.6 T-GDI, które dodatkowo wspiera motor elektryczny o mocy 60 KM i solidnym momencie 264 Nm. Moc systemowa całego układu to 230 KM (215 KM w MY’25), a moment obrotowy – 350 Nm. Sportage zapewnia to przyspieszenie do 100 km/h w czasie zaledwie 8 sek. (8,4 sek. w MY’25) przy zachowaniu średniego zużycia paliwa na poziomie 5,5 litra (5,6 litra w MY’25) – o litr mniej niż znacznie słabszy i wolniejszy benzyniak 1.5 T-GDI.

W Niro HEV mamy nieco inny układ, bo oparty na silniku wolnossącym o pojemności 1.6 litra. Łączna moc systemowa to 141 KM (129 KM w MY’25). Moc i osiągi gorsze niż w przypadku Sportage HEV, ale zużycie paliwa to mocny argument tego modelu. Średnio 4,5 litra, przy czym mnie osobiście w ruchu miejskim udawało się bez problemu zejść poniżej 4 litrów.

PHEV. Sportage, Sorento, Niro, Ceed kombi i Xceed

Sportage i Sorento mają ten sam napęd plug-in, który ma moc 265 KM (252 KM w MY’25). Na uwagę zasługuje stosunkowo mocny elektryk (91 KM i 304 Nm), który umożliwia dynamiczne poruszanie się wyłącznie na prądzie również poza miastem i z wyższymi prędkościami. Z kolei akumulator o pojemności 13,8 kWh zapewnia ok. 70 km zasięgu wyłącznie na energii elektrycznej.

XCeed oraz Ceed kombi mają moc systemową 141 KM i akumulator o pojemności 8,9 kWh. W praktyce daje to im 50-60 km zasięgu na samej elektryce, choć osiągi nie są spektakularne – przyspieszenie do 100 km/h zajmuje 10-11 sekund. Pod oboma tymi względami lepiej wypada Niro PHEV, które ma większy akumulator i mocniejszy motor elektryczny. Jego zasięg w cyklu miejskim to 76-84 km, a przyspieszenie do setki to 9,6 sek. (10,4 sek. W MY’25)

MHEV, HEV czy PHEV? Którą hybrydę wybrać?

To zależy od wielu czynników, także tych finansowych. Sportage MHEV z AWD (rok modelowy 2024) kosztuje 163 900 zł, HEV 173 900 zł, a PHEV – 196 900 zł. Różnica pomiędzy MHEV i HEV jest na tyle niewielka, że nie zastanawiałbym się długo i wybrał chyba klasyczną hybrydę, która zapewnia lepszą dynamikę przy zauważalnie niższym zużyciu paliwa.

Dla kogo w takim razie PHEV? Zdecydowanie dla tych, którzy przez większość czasu jeżdżą po mieście i mają gdzie ładować samochód, nawet ze zwykłego gniazdka 230V. Przyjemność jazdy tylko na elektryce, bez hałasu i spalin, jest czymś, do czego człowiek bardzo szybko się przyzwyczaja.

Jedno jest pewne – przez lata hybrydy zostały dopracowane do tego stopnia, że dzisiaj zapewniają oszczędności bez konieczności ponoszenia z tego tytułu żadnych wyrzeczeń. Osiągi, komfort, płynność przełączania się pomiędzy silnikiem spalinowym a elektrycznym i odwrotnie – wszystko to z czasem poprawiono i udoskonalono. W efekcie dzisiaj hybrydy to nie „fanaberia” czy „półśrodek”. To po prostu niezawodna, dopracowana technologia idealnie wpisująca się we współczesne potrzeby. Nie tylko kierowców, ale i środowiska naturalnego.

Więcej informacji na temat KIA można uzyskać można w Autoryzowanym Salonie KIA MULTITRUCK mieszczącego się w Rzeszowie ul. Handlowa 4, tel. 17 – 85 04 161, 162.

Więcej informacji na stronie https://www.kia.com/pl/dealers/multitruck/

Foto: Kia Polska / Kiawiarnia

Czytaj także:

Kia Niro EV VAN. Nowy elektryk za niecałe 100 tys. zł!