„o hybridech si myslím své“

#foto18566Mnohé to překvapí, ale myšlenka hybridního pohonu je téměř stejně stará jako automobil sám. Už slavný Ferdinand Porsche navrhoval své první dopravní stroje s hybridním ústrojím. V nechvalně proslulé éře, kdy se pan Porsche kamarádil s jistým oknírovaným mužem, pan Profesor dokonce sestrojil tank Tiger s hybridním pohonem. V éře snižování spotřeby paliva silničních vozidel byla myšlenka hybridního ústrojí opět oprášena a v několika případech uvedena v život. Ono totiž možnost ukládání energie v době jejího přebytku (brzděni, pomalá jízda) a její výdej v době potřeby (akcelerace, provoz bez emisí) nás konstruktéry dráždí celá desetiletí. Až nyní se však dostáváme do doby, kdy je po hybridním vozidle poptávka a kdy máme potřebné technologie pro jejich výrobu. A nejde jen o ukládání energie, jde také o vhodnou spolupráci dvou zdrojů výkonu. Například spalovací motor je provozován co nejblíže oblasti minimální měrné spotřeby. V případě, kdy v tomto režimu dává větší výkon než je potřeba, je dobíjen akumulátor. Pokud je v oblasti maximální účinnosti výkonu nedostatek, elektromotor tento schodek pokryje.Technicky jsou možné různé kombinace pohonů a ukládání energie, přičemž každý má svá pro a proti. Nejčastější je spolupráce spalovacího motoru s elektromotorem a ukládání energie v bateriích, ale je též možné propojit spalovací motor a setrvačník nebo ukládat elektrickou energii v kondenzátoru. Spalovací motor můžeme vyměnit za palivové články.

#foto18567Právě ukládání energie se zatím jeví jako největší problém. Baterie se sice od dob pana Porsche značně zdokonalila, ale pořád jde o hmotné a objemné skladiště, které má oproti nádrži benzínu či nafty mizernou energetickou hustotu. Vždyť třeba akumulátory Priusu váží zhruba 30kg (váha samotných článků bez příslušenství) a plně nabitá obsahuje 1,3kWh energie, což je 4,6MJ. Jeden kilogram nafty obsahuje 10x více energie! Baterie ze sebe nemůže vydat energii příliš rychle, protože by ji to zničilo, tudíž potřebuje chlazení a elektroniku, která ji chrání před poškozením a v krajním případě před výbuchem. V neposlední řadě je zde problém stárnutí a postupné ztráty kapacity. Všechny tyto „výhody“ stojí nemalé peníze při pořízení. Výrobci baterií se stále mají co snažit neboť právě na nich v současnosti stojí úspěch či neúspěch hybridních technologií v osobních vozech.Setrvačník či kondenzátor naproti tomu umožňují rychlý příjem či výdej energie, ale neudrží energii zdaleka tak dlouho jako baterie. Je to systém vhodný k nabití při brzděni do zatáčky (rekuperace) a zpětnému výdeji při akceleraci ze zatáčky. Není divu, že systém KERS (Kinetic Energy Recovery System) ve formuli 1 využívá právě těchto dvou technologií. Je to také sytém vhodný pro automobily do města, neboť v městském provozu se střídají časté zastavení a rozjezdy.Během krátké novodobé historie hybridních vozidel můžeme zaznamenat jejich další členění. Toyota Prius je například tak zvaný „Full hybrid“ protože umožňuje provoz jak v hybridním, tak čistě elektrickém režimu a to díky uspořádání s paralelním zapojením spalovacího a elektrického motoru. Bez nastartovaného spalovacího motoru je však akční rádius omezen zhruba na 3km. „Full hybrid“ je vybaven vyspělým řídicím systémem, který rozděluje tok energie mezi spalovacím motorem, elektromotorem, generátorem elektrického proudu a baterií s ohledem na zajištění co nejekonomičtějšího provozu v daném režimu jízdy.

#foto18568Dále dnes na trhu můžeme narazit na tak zvané „Mild-hybridy“ (omlouvám se za anglické názvy, ale ustálené české ekvivalenty zatím nemáme). „Mild hybrid“ má spalovací motor a elektrický motor-generátor zapojen sériově což znemožňuje čistě elektrický provoz, protože elektromotor je stále spřažen se spalovacím motorem. I když i „mild hybrid“ umožňuje regenerativní brzděni, start-stop systém (vypínání motoru při zastavení) či sčítání výkonu obou motorů, možnosti rozdělení toku energie jsou zde limitovány. Ve výsledku jsou úspory paliva o něco menší než v případě plného „Full hybrid“. Na druhou stranu je tento systém jednodušší, prostorově a hmotnostně méně náročný a tím také levnější. Elektromotor je většinou umístěn v místě setrvačníku a není obvykle o mnoho větší než setrvačník původní. To také umožňuje výrobu na stejné výrobní lince s klasickými vozy. Představitelem skupiny lehkých hybridů jsou například Hondy Civic (Hybrid) či Insight.Nejnovějším přírůstkem do skupiny hybridů jsou „Plug-in Hybridy“. Tyto vozidla jsou uzpůsobena pro dobíjení „ze zásuvky“ a počítá se u nich s větším akčním rádiusem na čistě elektrický pohon. Pro tyto vozidla mluví následující skutečnosti. Průměrný evropský motorista denně dojíždí do práce 10 až 15km, přičemž denní nájezd s cestou na nákup či pro děti do školy nepřekročí 35km. Idea je tedy vybavit vozidlo dostatečnou kapacitou akumulátorů pro takovýto dojezd a vozidlo dobíjet přes noc ze sítě levným proudem (elektřiny je v noci nadbytek a je tudíž levnější) a vozidlo provozovat jako elektromobil s nižšími provozními náklady a nižší ekologickou zátěží. Teprve při potřebě delšího cestování vozidlo startuje spalovací motor a přechází do hybridního módu. Nevýhodou je samozřejmě zvýšená hmotnost vozidla způsobená hlavně nárůstem kapacity akumulátorů.#foto18569Ačkoliv byly hybridy zpočátku mířeny výhradně k ekologicky smýšlejícím motoristům jezdícím klidně, výhody hybridního pohonu stále častěji zaměstnávají také konstruktéry sportovních vozidel. Masivní zátah elektromotoru od nulových otáček se totiž jeví jako ideální partner ke sportovnímu motoru s vrcholem točivého momentu ve vyšších otáčkách. Navíc neúprosné limity emisí CO2 požadované od celých flotil produkovaných vozidel mohou znamenat legislativní smrt pro vysokovýkonné stroje. Hybridní ústrojí pak může být jedinou záchranou. Navíc zastavěním elektromotorů do zadní části vozidla je možné poměrně snadno vytvořit automobil z pohonem všech kol z běžné předokolky bez potřeby diferenciálů a kardanového hřídele. Šušká se něco o tom, že příští generace Fordu Fous RS bude využívat právě toto uspořádání.Dnešní hybridy mají rozhodně k dokonalosti daleko. Jsou poměrně drahé a trpí především nedostatečnou kapacitou akumulátorů. Na druhou stranu nabízejí stále lepší výkony a uživatelský komfort a poslední generace již skutečně dokáže v mnoha provozních režimech trhat rekordy v úsporné jízdě, aniž by tím trpěla plynulost a rychlost jízdy. Paradoxně se však nad hybridy vznášejí též otazníky ohledně ekologické zátěže, neb jejich výroba je složitější a vyžaduje mnohem více drahých kovů a chemikálií. Především baterie jsou plné problematických prvků a recyklace se tak stává ještě důležitějším procesem než u konvenčních vozů.#foto18570V současnosti je také hybrid předkládán jako alternativa k dieselům. Bude budoucnost patřit drahým hybridním vozům s bateriemi a elektromotory nebo neméně drahým dieselům se složitým systémem odbourávání nečistot z výfukových plynů? Paradoxně je možná ideální cesta ve spojení obou těchto technologií. Diesel běžící v oblasti ideální spotřeby a minimálních emisí se obejde bez chemické továrny a potřebnou pružnost obstará elektromotor. Nicméně žádná cesta nepředstavuje pro motoristu vidinu nějakého levného vozu.Osobně si myslím, že pokud mají tato drahá a složitá vozidla plnit svůj účel, je potřeba poněkud pozměnit pohled na osobní automobil. V posledních desetiletích se automobil stal spotřebním zbožím, ale také módním doplňkem, který je třeba často měnit. Navíc se jedná zřejmě i o nejhorší investici vůbec, když jeho cena rapidně spadne hned po vyjetí z výlohy autosalónu. Celý tento pohled je hustě podporován výrobci a jejich agresivní reklamou. Musíte mít to nejlepší, musíte být „IN“. Oni prostě musí chrlit neuvěřitelné množství aut, protože zisk z jednoho kusu je dosti malý.Hybridní auta jsou a budou stále dosti drahá a svou výrobou budou zatěžovat životní prostředí, proto vidím určitou cestu prodloužení jejich výrobního cyklu a v prodloužení jak morální tak fyzické životnosti. Toho by se dalo dosáhnout možností generálních oprav, kde by bylo vozidlo omlazeno. Automobil schopný jakési reinkarnace by byl lepší investicí. V každém případě se s hybridními vozy budeme na silnicích setkávat čím dál častěji a blízká budoucnost zřejmě ukáže jejich přínos. Nebo se ukáže, že doba ještě stále nedozrála?