alternativni pogoni
Prihodnost: elektrika
s hibridno podporo
JOŽE PETROVČIČ
V prihodnosti se bosta uveljavljala
predvsem priključni hibrid (plug-in) in hibrid s podaljševalcem
dosega (range extender), ki bo
verjetno prevladal
Najboljša možnost za okolje in
voznike: majhen motor, ki poganja
generator, ko zmanjka elektrike v
bateriji, in priključek na električno
omrežje
Trije gumbi, trije možni pogoni:
električni (brez emisij), hibridni (z
malo emisij) in z bencinskim ali
dizelskim motorjem.
Vsakič, ko smo preizkušali
avtomobile na električni pogon,
smo imeli zoprn občutek: Bomo
s shranjeno električno energijo v
bateriji prišli do cilja ali bomo s
prazno baterijo obtičali tik pred
ciljem? Ta negotovost, povezana
še z dolgim polnjenjem baterij, je
tudi glavni vzrok za zadržanost, da
prodaja električnih avtomobilov ne
steče. Dejstvo, da je vožnja z električnim avtomobilom cenejša in da
ne onesnažuje okolja z izpušnimi
plini, ni tolikšna prednost, da bi
kupci odrinili za električni avto
več denarja kot za bencinskega
Foto Toyota, Volvo, Chevrolet, Opel, Renault
ali dizelskega. In vendar napovedujejo, da bodo električni pogoni
prevladali – ampak samo taki, ki
bodo imeli hibridno podporo.
Vsestransko uporaben avto
prihodnosti ne bo imel samo električnega motorja ali motorja na
notranje zgorevanje, ampak bo
imel oba motorja in še zmogljivo
baterijo. Kakšna je ta prihodnost,
so proizvajalci avtomobilov že
pokazali: Toyota s Priusom plug-inom, Volvo z V60 D6, Chevrolet z
Voltom in Opel z Ampero.
Plug in …
Hibridni Prius, ki ima bencinski
motor, naredi s 4,4 kWh baterijo
okoli 25 kilometrov dolgo vožnjo
po mestu, a je baterijo možno
napolniti s priključitvijo na javno
omrežje, kar je glavna razlika od
običajnega hibridnega Priusa.
Motor in generator
Hibridni pogon s podaljševanjem dosega
(range extender) ima električni pogonski
stroj, motor z notranjim zgorevanjem za
pridobivanje elektrike, baterijo in priključek za polnjenje baterij.
4
Mehanik in voznik • junij – julij 2013
Električna pogonska enota
Novi Volvo V60 D6, prav tako
s hibridnim pogonom (dizelski
motor), lahko z 11 kWh baterijo
naredi celo 80 kilometrov dolgo
pot, baterijo pa je možno napolniti
z elektriko iz običajne gospodinjske vtičnice. Ko pri obeh teh dveh
vozilih zmanjka elektrike v bateriji,
vskoči motor z notranjim zgorevanjem. Prevzame pogon in hkrati
začne polniti baterijo.
Vozila, ki imajo to možnost,
da se lahko baterija napolni iz
električnega omrežja, imajo zato
dodatno oznako plug-in, ki prihaja
iz ameriškega poimenovanja in ne
pomeni nič drugega kot: priključiti, poriniti noter, vtakniti …
Litijeva-ionska baterija
Priključek za polnjenje
Pri avtomobilih z alternativnimi pogoni napovedujejo najlepšo prihodnost avtomobilom z range extenderji. Taka sta dvojčka Chevrole Volt in Opel Ampera.
… range extender
Pri Chevroletovem Voltu in
Oplovi Amperi pa je vgrajen
motor z notranjim zgorevanjem
samo zato, da pridobiva električno energijo, kadar je zmanjka v
bateriji. Bencinski motor sam ne
poganja vozila, ampak indirektno
s pridobivanjem električnega
toka. Voznik pri vožnji ne opazi,
kdaj zmanjka električne energije v bateriji: pritiska zgolj na
pogonsko stopalko, da dodaja
elektriko. Ker motor z notranjim
zgorevanjem podaljšuje pot, ki
jo lahko opravi avto z enkratno
zalogo energije (elektrike in bencina), ima bencinski motor vlogo
podaljševalca dosega (angl. range-extender).
Pogon pri obeh tipih odpravlja psihološko zavoro pri voznikih, da bodo z električnim
vozilom obtičali zaradi prazne
baterije. Rešeni bodo tudi skrbi,
da v bodoče s svojim avtom ne
bodo smeli v središča nekaterih
mest, ki že glasno najavljajo, da
bodo prepovedali vstop vozilom,
ki neposredno povzročajo škodljive emisije (torej vozilom, ki jih
poganja motor z notranjim zgorevanjem).
200 kilometrov ni dovolj?
Ali te psihološke zavore ne
odpravlja na primer Renaultov
električni Zoe, ki bo prišel na
trg letos poleti in za katerega
proizvajalec trdi, da lahko z
električno energijo iz baterije
naredi 210 kilometrov dolgo pot?
Najboljše vrednosti, ki jih ima
Renaultov Zoe med majhnimi in
censko sprejemljivimi električnimi
avtomobili, je možno doseči le
v ugodnih voznih razmerah, na
cestah, kjer ni veliko klancev, z
Michelinovimi varčnimi avtomobilskimi plašči in s preudarno
vožnjo. Bolj sprejemljiv je podatek prvih preizkusnih voznikov
o 120 do 150 kilometrov dolgi
vožnji, ki jo Zoe zanesljivo naredi, ker ima izpopolnjen sistem
rekuperacije zavorne energije
(kakršnega imajo tudi vsi hibridni
pogoni, pri katerih zavira elektromotor in pridobiva električno
energijo), ker ima varčne avtomobilske plašče in ker so mu vgradili toplotno črpalko za klimatsko
napravo.
Nizke ali visoke temperature
skrajšujejo doseg električnih avtomobilov, zato ima Zoe toplotno
črpalko, ki porabi za ogrevanje in
hlajenje manj električne energije.
Drugi iščejo drugačne rešitve.
Volvo predvideva električni sistem
za gretje vozila, ki bo deloval z
gorivno celico, gorivna celica pa
bo delovala na etanol. Možno bo
ogrevati tudi samo sedeže in volan,
da ne bi bila poraba elektrike prevelika. Že zdaj pa obstaja druga
možnost: ko se vozila napajajo
z električno energijo iz javnega
omrežja, jih ta energija lahko tudi
greje ali hladi. Ogret ali ohlajen
avto potem porabi bistveno manj
energije za klimatsko napravo.
Kaj pa, če se električni avto
znajde v zastoju sredi zimskega
mraza, ko ni možen izhod s ceste?
Tudi proizvajalci klime ne vidijo
druge možnosti, kot vgradnjo
majhnega motorja z notranjim
zgorevanjem, ki pomaga v izjemnih razmerah greti ali hladiti
potniški prostor, poleg tega pa
ta motor tudi podaljšuje doseg,
ker deluje kot range extender.
Podaljševalec dosega postaja vse
Priključni hibridi, kakršna sta Toyota Prius plug in Volvo V60 D6, naj bi leta 2018 imeli
več kupcev kot vsa druga vozila s hibridnimi pogoni.
Volvo V60 plug-in hybrid:
prva hibridna kombinacija
z dizelskim motorjem, ki
samo z elektriko opravi do
80 kilometrov poti, nato se
vključi dizelski motor.
Električni pogonski motorji bodo
imeli pomočnike: bodisi range
extender bodisi pogonski motor z
notranjim zgorevanjem.
Za vozila s čistim električnim
pogonom ne bo nobenih prepovedi zaradi onesnaževanja okolja,
ki jih napovedujejo za vožnjo po
ožjih mestnih središčih. Tam bo
tudi dovolj javnih polnilnic.
Mehanik in voznik
5
Pri Amperi in Voltu je celoten pogonski sklop (električni
motor, motor z notranjim zgorevanjem in generator) pod
sprednjim motornim pokrovom.
manjši: v prototipnih vozilih so
ga skupaj z generatorjem namestili že kar v dno prtljažnika ali v
majhen prednji motorni prostor.
Takšna izvedba je z generatorjem
vkup razmeroma poceni, baterija
pa tudi v teh primerih ostaja najdražji avtomobilski del, čeprav je
lahko zaradi motornega podaljševalca dosega tudi manjša, lažja in
cenejša.
Kdo bo imel prednost?
Ko so pri mednarodni organizaciji za svetovanje KPMG vprašali
200 najbolj odgovornih ljudi v
svetovni avtomobilski industriji,
kakšni alternativni pogoni se bodo
uveljavili v prihodnjih letih, so
dobili odgovor, da imajo najboljše
možnosti električni priključni hibridi (plug-in). Že leta 2018 bo prodaja hibridnih vozil, katerih baterije je možno napolniti iz električne
vtičnice v domači garaži, presegla
prodajo običajnih hibridov.
Podoben je odgovor tudi za
električne avtomobile, ki imajo
podaljševalce dosega (range
exrtenderje): kombinacija električnega pogona z motorjem z notranjim zgorevanjem in baterijo, ki jo
lahko napaja elektrika iz omrežja,
bo v prihodnje najpomembnejša
različica alternativnih avtomobilskih pogonov. Z njo bodo avtomobilske tovarne najlažje dosegle
omejitve, ki jim jih predpisujejo
zakonodajalci (v EU leta 2020
samo 95 gramov ogljikovega
dioksida na prevožen kilometer),
takšen alternativni pogon ne bo
pretirano drag, odpravlja pa tudi
psihološko zadrego.
Toyotin hibridni Prius plug-in je priključni hibrid: z elektriko iz baterije naredi okoli 25 kilometrov, nato ga poganja
bencinski motor.
Z električnimi avtomobili, kakršen je Renaultov
Zoe, je možno s pazljivo vožnjo prevoziti že več
kot 200 kilometrov dolgo pot.
6
Mehanik in voznik • junij – julij 2013
Bojazen, da bo avto obtičal zaradi prazne baterije, kupce
najbolj odvrača od električnih avtomobilov.