Într-un articol publicat recent, am scris despre aspectul aparent defavorizat al mașinilor hibride, istoria lor anterioară și ascensiunea lor în anii 2000. Cu toate acestea, descoperirea pe scară largă nu a împiedicat apariția unei noi versiuni a tehnologiei hibride: vehiculele hibride plug-in.
Astăzi, pe lângă mașinile electrice alimentate cu baterii, mulți oameni consideră aceste autoturisme ca fiind cea mai ecologică soluție disponibilă în prezent, deși părerile sunt împărțite cu privire la efectele ecologice ale conducerii alternative.

Definiția unității hibride
Conducerea hibridă poate fi definită în mai multe moduri: o mașină hibridă este o mașină care obține energia necesară propulsiei sale din mai multe surse care funcționează pe principii diferite. În practică, aceasta înseamnă că nu numai vehiculele pe benzină-electrice și diesel-electrice ar trebui considerate hibrizi, ci și toate soluțiile de propulsie în care cel puțin două resurse cu principii tehnologice diferite furnizează energie.

O scurtă prezentare
După cum am observat în articolul nostru anterior, Toyota Prius nu a fost prima mașină hibridă. În 1899, Ferdinand Porsche a prezentat o mașină care producea energie folosind un motor pe benzină pentru a alimenta motorul electric care conduce roțile din față. Era Lohner-Porsche Mixte. Mai mult, nu a fost doar un prototip: au fost produse 300 de unități.
La acel moment, mașini electrice alimentate cu baterii erau și ele pe drumuri, așa că nu era clar din multe puncte de vedere care tehnologie va ieși câștigătoare.
Cu toate acestea, rentabilitatea versiunilor de motor cu ardere internă a învins lupta timp de aproape o sută de ani. Tehnologia hibridă și electrică nu au putut concura cu scăderea drastică a prețurilor, iar mașinile hibride au fost complet uitate.
La începutul mileniului, odată cu debutul lui Prius și cu lobby-ul ecologic în creștere, hibrizii au revenit brusc . Până în anii 2010, au apărut hibrizii care fac și astăzi o parte integrantă a transportului rutier.

Structura generală PHEV, diferențe față de propulsia hibridă tradițională
Hibrizii plug-in (abreviat PHEV) nu diferă mult de omologii lor tradiționali în ceea ce privește sistemul de propulsie: folosesc aceleași trei structuri structurale despre care am scris mai detaliat în articolul despre hibrizi.

Hibrid în serie
Aici motorul cu ardere internă nu este conectat direct la lanțul de transmisie mecanică, deci motorul nu conduce mașina, ci doar generatorul care produce energie electrică pentru motorul electric, baterie și alți consumatori.
În timpul frânării, motorul electric acționează ca un generator și se alimentează înapoi în baterie dacă nu este încărcat complet.

Diagrama bloc a unei unități hibride în serie (Sursă: www.wikipedia.org)

Hibrid în paralel
La această soluție mai complicată, atât motorul cu ardere internă, cât și motorul electric pot participa direct la antrenare, chiar și separat. Cele două sisteme pot produce energie independent, dar puterea lor se întâlnește într-o cutie de viteze comună.

Diagrama bloc a unității hibride în paralel (Sursă: www.wikipedia.org)

Acest lucru necesită o transmisie foarte atentă și precisă, care nu este neapărat bună pentru costurile de producție, dar are ca rezultat o controlabilitate mult mai bună - și datorită acestui lucru, se pot realiza economii demonstrabile de combustibil în comparație cu un hibrid în linie.

Hibrid în serie- în paralel
Al treilea tip este o combinație a celor de mai sus: poate funcționa în ambele moduri.

Diferențe
Diferența dintre un PHEV și un hibrid tradițional se manifestă în primul rând în capacitatea de încărcare a bateriei.
Bateria unui vehicul hibrid clasic poate fi încărcată doar prin intermediul motorului cu ardere internă (sau, după caz, energia cinetică poate fi recuperată) dar funcționarea mașinii este necesară.
Pe de altă parte, bateria mașinilor PHEV poate fi încărcată chiar și prin priza unui apartament, în plus, de obicei aceste sisteme își primesc curentul de încărcare doar de la o sursă de energie externă.
Unele legislații europene i-au încurajat pe producători să echipeze PHEV-urile cu baterii mai mari, ca urmare a cărora aceștia pot parcurge de obicei 25-50 de kilometri cu propria putere folosind doar grupul lor de propulsie electric. Acest lucru nu se poate spune despre vehiculele hibride tradiționale
Încărcarea este foarte asemănătoare cu mașinile electrice cu baterii: invertorul poate gestiona multe tipuri de curent de încărcare, de la încărcătoare rapide până la curent din rețea de uz casnic. Deoarece capacitatea este scăzută în comparație cu un BEV, timpul de încărcare este mai scurt.

Moduri de operare
Vehiculele PHEV sunt capabile să circule în două moduri principale: modul de descărcare și modul de conservare a încărcării. Mașina poate comuta între cele două automat: acesta se numește modul mixt. Atâta timp cât șoferul nu intervine manual, scopul procesului automatizat este întotdeauna atingerea celui mai mare interval posibil.
Între timp, același program este responsabil și pentru strategia de încărcare - descărcare a bateriei.

Unul dintre cele mai cunoscute PHEV, BMW i8 (Sursă: www.wikipedia.org)

Mod de descărcare
Cu excepția accelerațiilor foarte intense, acest mod permite mașinii să circule folosind doar energia electrică a bateriei până când aceasta scade sub un nivel considerat critic de sistem.
Acesta este momentul în care mașina trece în modul motor cu ardere internă (sau chiar modul celulă de combustibil, în funcție de ce PHEV vorbim).

Modul de păstrare a încărcăturii
În acest mod, capacitatea bateriei nu participă la sursa de alimentare a unității, păstrează capacitatea curentă a bateriei.

Mod mixt, alte moduri
Modul mixt este o combinație a celor două de mai sus: ECU decide, în funcție de toate datele de intrare, ce sursă de energie este utilizată și în ce măsură.
Pe lângă acestea, majoritatea PHEV-urilor au și un mod de auto-încărcare, când bateria este încărcată din mers cu ajutorul frânării regenerative și al generatorului, la fel ca hibrizii convenționali.