Elektromobil, plug-in hybrid či hybrid: ktorý je najlepšou voľbou?

Autá využívajúce na svoj pohon elektrinu stretávame na cestách čoraz častejšie. Nejde pritom iba o tak často skloňované elektromobily, ale aj o rôzne druhy vozidiel s hybridným pohonom. Každý má pritom svoje pomenovanie, výhody i nevýhody. Prečítajte si, v čom sa odlišujú a ako si vybrať ten najlepší pre vás.

Elektrina v autách oslávila 140 rokov

Možno budete prekvapení, ale elektrický pohon v automobiloch má vyše 140-ročnú históriu. Prvý (trojkolesový) elektromobil zostrojil v r. 1881, teda v čase, keď bol automobilizmus ešte v plienkach, Francúz Gustave Trouvé. Koncom 19. storočia tvorili elektromobily dokonca 38 % všetkých áut zaregistrovaných v USA. Spaľovacie motory vytlačili tie elektrické až neskôr, a to kvôli objavovaniu bohatých nálezísk ropy a požiadavke ľudí využívať autá na dlhšie cesty.

V súčasnosti zažívajú elektromobily druhý zlatý vek, stále však majú viacero nedostatkov. To najlepšie z oboch svetov v sebe kombinujú vozidlá s hybridným pohonom, ktoré na pohon využívajú elektromotor i spaľovací motor.

Elektromobil už aj na dlhšie trasy?

Pohon elektromobilu (skratka EV – Electric Vehicle, prípadne BEV – Battery Electric Vehicle) zabezpečuje iba elektrina, a to prostredníctvom 1 alebo viacerých elektromotorov. Kolesá sú roztáčané cez pevnú prevodovku, prípadne priamo, ak sú elektromotory umiestnené v ich nábojoch.

Zdrojom energie pre elektromobil sú batérie, čo je zároveň aj jeho najväčšou slabinou. Majú síce vysokú kapacitu, konkrétne cca 30 – 80 kWh, tá však napriek tomu v značnej miere obmedzuje dojazd. Ten sa pri drahších elektromobiloch pohybuje okolo 500 km v meste, 400 km mimo neho a 300 km na diaľnici.

V meste je dojazd najdlhší, pretože elektromobil pri častom brzdení využíva rekuperáciu, t. j. spätné získavanie energie. Pri ňom sa z elektromotora stane generátor, ktorý dobíja batériu a zároveň brzdí automobil. Namiesto toho, aby ste energiu premenili na teplo pomocou bŕzd, si ju uložíte na neskôr. Naopak, na diaľnici sa dojazd skracuje, keďže takmer vôbec nebrzdíte (a nerekuperujete), pri vysokých rýchlostiach je naviac vyšší aj odpor vzduchu.

Nevýhodou elektromobilu je tiež potreba nabíjania batérií, ktoré v porovnaní s tankovaním stále trvá dlho – niekoľko desiatok minút až niekoľko hodín. Batérie elektromobilu majú okrem toho aj vysokú hmotnosť. To na jednej strane zlepšuje stabilitu vozidla, keďže sú väčšinou umiestnené v podlahe a znižujú jeho ťažisko, na strane druhej znižujú jeho užitočné zaťaženie. Výsledkom je, že elektromobil často unesie menej nákladu a utiahne príves s menšou hmotnosťou ako auto so spaľovacím motorom (niektoré dokonca nemôžu ťahať príves vôbec).

Elektromobil sa ako ryba vo vode cíti v mestskej premávke a na okresných cestách, problémom preň nie sú ani dlhé diaľničné presuny. Dojazd sa totiž neustále predlžuje vďaka zvyšovaniu kapacity batérií a znižovaniu spotreby. Stále však nie je dostatočný na to, aby ste mohli vyraziť na niekoľko stoviek km dlhú cestu bez plánovania zastávok na nabíjanie.

Hybrid prináša polovičnú spotrebu bez nabíjania

Hybrid (skratka HEV – Hybrid Electric Vehicle, niekedy sa nazýva aj Full Hybrid) využíva na pohon spaľovací motor i elektromotor. Ide najčastejšie o motor benzínový, dieselové by totiž zbytočne navyšovali hmotnosť i cenu už aj tak ťažkého auta (batéria, elektromotor a ďalšie komponenty niečo vážia).

Elektrický motor môže tomu spaľovaciemu pomáhať a navyšovať tak okamžitý výkon, ktorý máte k dispozícii. Niektoré hybridy dokážu jazdiť aj čisto na benzín alebo čisto na elektrinu, kvôli obmedzenej kapacite batérie (okolo 1 kWh) je to však iba niekoľko km. Navyše, batériu v štandardnom hybride nemôžete nabíjať zo zásuvky ani z nabíjačky.

Zmysel elektromotora a batérie však tkvie v rekuperácii, ktorú sme spomínali pri elektromobiloch. Vďaka nej môžete stlačiť spotrebu hybridu pod 4 l/100 km, čo je cca polovica až dve tretiny spotreby benzínového auta. Podobné je to aj s emisiami.

Elektromotor vám vďaka energii získanej rekuperáciou pomôže znížiť zaťaženie spaľovacieho motora a tým aj spotrebu. Najvýraznejšie je to pri častých rozjazdoch (mestská premávka), ale napr. aj na cestách s častými stúpaniami.

Plug-in hybrid aj v úlohe elektromobilu

Plug-in hybrid (skratka PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle) kombinuje to najlepšie zo sveta elektriny a benzínu. Systém pohonu je rovnaký ako pri klasickom hybride, no oproti nemu má väčšiu batériu a dojazd na elektrinu v desiatkach km. Zároveň ho môžete nabíjať zo zásuvky rovnako ako elektromobil.

V praxi to znamená, že plug-in hybrid môžete používať aj ako elektromobil – je ideálny na časté jazdy po meste, napr. na nákupy, do práce, pre deti a pod. Ak však budete potrebovať vyraziť na dlhšiu cestu, nemusíte sa nijako obmedzovať. Jednoducho natankujete tak ako do bežného auta so spaľovacím motorom.

Spotrebu plug-in hybridu môžete pri plne nabitej batérii stlačiť pokojne aj na 2 l/100 km, čo je cca tretina až štvrtina spotreby benzínového auta. Samozrejme, pri vybitej batérii spotreba stúpa napriek tomu, že plug-in hybrid využíva jej spätné dobíjanie pomocou rekuperácie. Kapacita batérie sa obvykle pohybuje okolo 10 kWh, takže ju aj z domácej zásuvky nabijete za pár hodín. 

Mild hybrid ušetrí najmenej

Mild hybrid (skratka MHEV – Mild Hybrid Electric Vehicle) využíva na pohon spaľovací motor, ktorému pomáha štartér-generátor. Ten plní funkciu elektromotora, alternátora i štartéra v jednom. S kľukovým hriadeľom motora je prepojený pomocou remeňa rovnako, ako to býva v prípade alternátora.

Štartér-generátor pomáha spaľovaciemu motoru najmä pri zrýchľovaní. Vďaka tomu šetrí palivo v čase, kedy je jeho spotreba najvyššia. Zdrojom elektriny pre pohon je v prípade mild hybridu malá 48 V batéria s kapacitou iba okolo 0,5 kWh. Samozrejme, 12 V batéria pre prevádzku palubnej elektroniky je zachovaná.

Pri spomaľovaní potom mild hybrid takisto ako elektromobily a ostatné hybridy využíva rekuperáciu. Zároveň šetrí palivo tým, že obmedzuje nabíjanie batérií zo štartér-generátora pri plachtení (teda „ľahkej“ nohe na plyne). Namiesto toho využíva na napájanie motora a palubných systémov energiu z 12 V aj 48 V batérie.

Štartér-generátor nahrádza tiež klasický systém štart-stop. Na rozdiel od neho je ešte úspornejší, keďže motor vypína už pri dobrzďovaní. Štartovanie je navyše vďaka prepojeniu remeňom hladšie, plynulejšie a rýchlejšie.

Mild hybrid teda dokáže šetriť palivo (cca 10 – 15 %) najmä v meste, kde často zastavujete a opätovne sa rozbiehate. Nemôžete s ním však jazdiť čisto na elektrinu, ani ho nabíjať zo zásuvky či nabíjačky.

A čo ďalšie hybridy a vodík?

Okrem uvedených sa môžete vo svete automobilov stretnúť aj s ďalšími hybridmi. Ich označenia vyplývajú vo väčšine prípadov z konfigurácie pohonných jednotiek a prevodoviek:

• Sériový hybrid – Kolesá poháňa výlučne elektromotor, ktorý čerpá energiu z batérie a z generátora poháňaného spaľovacím motorom.
• Paralelný hybrid – Kolesá môže pomocou prevodoviek poháňať elektromotor i spaľovací motor. Ten môže poháňať aj generátor pre dobíjanie batérie (ako pri sériovom hybride).
• TTR paralelný hybrid – Spaľovací motor poháňa jednu nápravu, elektromotor alebo elektromotory v nábojoch kolies druhú. Jazdiť teda môžete čisto na elektrinu i na benzín, prípadne využívať oboje v režime 4 × 4.
• Sériovo-paralelný hybrid – Kolesá môže poháňať spaľovací motor a elektromotor spoločne i samostatne. Elektromotor môže tiež pomáhať pri akcelerácii a spaľovací motor zase pri dobíjaní batérií. Ide o najkomplikovanejší, no najúspornejší systém hybridného pohonu.
• Micro hybrid – Automobil so spaľovacím motorom a systémom štart-stop, ktorý dokáže rekuperáciou dobíjať bežnú 12 V autobatériu. Týmto spôsobom môže nepatrne znížiť spotrebu a emisie.
• Veľkou témou sú aj vodíkové automobily (skratka FCEV – Fuel Cell Electric Vehicles). Sú to v podstate elektromobily, ktoré na pohon využívajú energiu z palivových článkov. Tie vyrábajú elektrinu zlučovaním vodíka zo vstavaných nádrží a kyslíka zo vzduchu, pričom produktom je čistá voda.

Nevýhodou sú chýbajúce čerpacie stanice na vodík. Vodíkové autá majú ako pomocný zdroj energie vstavanú malú batériu, no tú nemôžete dobíjať zo zásuvky ani z nabíjačky.