Meri még valaki azt mondani, hogy a hibrid nem jó autópályán?

Újonnan és használtan is mind népszerűbbek a hibrid autók, ám még mindig sokan nem ismerik működési elvüket. Mutatjuk a legfontosabb tudnivalókat róluk! Miért most? Az első mondatban írtakon túl az a mostani apropó, hogy bő 4 évnyi Prius használat és tulajdonlás után épp tegnap ejtettem meg egy egynapos, bő ezer kilométeres utat egy Priusszal. Nem a saját 2005-ös példányommal, nem is egy új tesztautóval, hanem a tesóm 2007-es, tehát már frissített (faceliftes) P2-jével, amibe épp a 285 ezredik kilométert tekertem bele. Továbbra is tartom, hogy elképesztően jó ajánlat a Prius, akár újonnan, akár használtan. Az pedig a hazai piac sajátossága, hogy 10 millió forintos árával az új gyakorlatilag kiesik a céges autót választók látómezejéből is (ezért már a palettáról is lekerült, csak Plug-in verziójával érhető el), de a használtak valóban egyre többeket győznek meg.[BANNER type="1"]
Viszont érdemes tudni azt, hogy hibrid és hibrid autó között is van - bőven - különbség. Bár 1997-es kigördülésével már bő 20 éves első Prius, és azóta annak technikája nagyon sokat finomodott, a Toyota full hibridjeinek működési elve alapvetően mégis változatlan. Mielőtt azonban utóbbit bemutatnám, bevezetőként szót kell ejteni a hibridek egyéb fő fajtáiról is. A lágy vagy mild hibridekben a villanymotor besegít a belsőégésű motornak a hajtásba, de egyedül nem képes mozgatni az autót. A párhuzamos hibridek villanymotorja elsősorban szintén segédhajtóműként szolgál, de rövid időre képes a tisztán elektromos meghajtásra. Ez utóbbiak kombinált evolúciójának tekinthető a Toyota full hibrid rendszere, amely egyszerű bolygóműves hajtásával minden ismert funkciót képes megvalósítani, a hajtáslánc összes komponense tud önállóan és összehangoltan is működni. Ezt a mechanikát alkalmazza a Toyota és a Lexus valamennyi hibrid típusa.
A full hibrid rendszer képes az autót teljes mértékben elektromosan is mozgatni. Ha csak át kell vele parkolni egyik helyről a másikra, azt meg tudjuk tenni a benzinmotor beindítása nélkül is (ehhez érdemes indítás után kikapcsolni a klímát - ezt amúgy a kormánykerékről egyetlen gombnyomással tehetjük meg, s megnyomható az EV gomb is). De képes akár autópályás tempónál is csupán a villanymotor hajtani (főként lejtőn, sebesség tartásakor, tehát kis energiafelvétel esetén, de a benzinmotor olyankor sem dolgozik). Azzal, hogy a Toyota hibridrendszerében, egy bolygóműben két villanymotor és a benzinmotor ereje és hajtása egyesül, sok esetben még a tulajdonosok sincsenek tisztában, pedig így érhető el, hogy akár képes egyszerre hajtani és áramot is termelni, vagy így tudja észrevétlenül beindítani a benzinmotort hajtás közben is. Igen, a villanymotorok az önindítót és a generátort is kiváltják, hiszen ezen funkciókat is betöltik. Mindezt egy szívó benzinmotorral, iszonyatos tartóssággal.

A technika ismerete persze csak az érdeklődők számára fontos, a többieknek talán elég annyit megjegyezni, hogy a Prius autópályás tempónál, Frankfurt-Budapest között, Németországban gyakori 150 km/óra körüli, máshol 130-140 km/órás tempóval is 5,6 l/100 km fogyasztást hozott, téli gumival, 11 év és 285 ezer kilométer után. És nem, nem hangos, még akkor sem vészesen, ha éppen gyorsítani kell. Akit pedig bővebben érdekel, olvasson tovább!

1. A full hibrid rendszerben nemcsak indítómotorra, de sebességváltóra és kuplungra sincs szükség (így ezek nincsenek is, elkopni se fognak), az áttételek módosítását, illetve a hajtáslánc elemeinek oldását és összekapcsolását egy darab bolygómű valósítja meg. A hátramenetet a lehető legegyszerűbben oldották meg a japán mérnökök: a Prius (és társai) kizárólag villanymotorral tolatnak, csupán a motor forgási irányát kell megfordítani. Tolatás közben legfeljebb áramtermelés miatt jár a benzinmotor.
   
2. A villanymotort tápláló hibrid akkumulátor (más néven hajtó akkumulátor) egyenáramot ad le, ám a motort már háromfázisú váltóáram táplálja, ami a hajtás jóval pontosabb vezérlését teszi lehetővé. A hibrid akkumulátor felelős a hajtás mellet a fedélzeti energiaellátásért, ideértve elektromos klíma működését is. Iszonyatosan fontos, hogy az elektromos légkondicionáló akkor is megy, amikor a benzinmotor áll, vagyis az autó teljes üzemidejében tökéletes a hőkomfort, s ezzel bizony a tizenéves Priusok is óriásit vernek a hagyományos üzemű, stop-start elektronikás, akár prémiumautókra is!
   
3. A hibrid akkumulátor feszültsége 200V, ám ezt 650V-ra alakítják át. A nagyobb feszültség miatt csökken az áramerősség, így a mérnökök kisebb átmérőjű, azaz könnyebb és helytakarékosabb vezetékeket alkalmazhattak. Ezzel tömeg- és fogyasztáscsökkentést is elérve.
   
4. Az egyenáramot háromfázisú váltóárammá átalakító berendezést szabályozó számítógép a hajtás lelke. A frekvencia változtatásával módosítja a villanymotor fordulatszámát, a feszültséget szabályozva a forgatónyomatékot, és végül a fázis felcserélésével megfordítható a villanymotor forgásiránya. Mindezek mellett vezérli az összes elektromos fogyasztó energiaellátását a biztonsági berendezésektől kezdve a kényelmi berendezésekig.
   
5. A villanymotor megfelelő hatásfokon üzemelő teljesítményszabályozását a szigetelt kapujú bipoláris tranzisztorok (IGBT) feltalálása tette lehetővé. Ezek az elektronikus egységek azonban működésük közben hőt termelnek, ezért folyadékhűtésre van szükségük, pont, mint a belsőégésű motoroknak. Az inverter hűtőfolyadéka ugyanúgy előírt ciklus szerint cserélendő, ahogyan a belső égésű motoré.
   
6. A hibrid akkumulátor töltése és kisütése során szintén hő keletkezik, ezért az akkucsomag léghűtést kap. A működési paraméterek (üzemi hőmérséklet, töltés és kisütés) számítógéppel vezérelt optimalizálásának köszönhetően az akkumulátor élettartama a legtöbb esetben meghaladja a tíz évet. A mi családi flottánkból az idősebbik, 14 éves példány akkumulátora még a gyári, míg a 2007-esben már elpukkant két cella modul. Közel egy hónapnyi parkolás után, így praktikus tanácsként megjegyezhető, hogy érdemes legalább hetente autózni a Priusokkal is. Hatalmas védőháló, hogy a Toyota hibrid garanciája az autó 10 éves koráig hosszabbítható, esetünkben is az cserélte a teljes akkupakkot, aminek ára (bő 3 évvel ezelőtt) 400 ezer forint volt. Az autó értékéhez képest jelentős tétel, de nem sokkal komolyabb, mint egy dízel kuplung-kettős tömegű lendkerék csomagja, tehát a 10 évnél idősebb példányoktól sem tántorítanék el senkit sem, pláne, hogy a hazai kisipar természetesen már a modulonkénti cserére is ráállt.
   
7. A full hibrid hajtásláncban - ahogyan már említettem - nincs generátor, sem indítómotor, mindkettő szerepét a hibrid villanymotor tölti be. Mégis helyet kapott egy 12 voltos akkumulátor az autóban: ez táplálja az indítás előtt működő berendezéseket (központi zár, belső világítás), így azokat nem kellett áttervezni a nagyfeszültségű hálózathoz. Az AGM rendszerű akkumulátor a csomagtérben kapott helyet, nem ajánlott ólomsavassal kiváltani, az ugyanis az egészségre káros párolgást ereszthet az utastérbe, s élettartamával sem fogja ugyanazt tudni, mint a gyári (ami jellemzően 8-10 évet is bír).
   
8. A hibridet nem kell tölteni! Pontosabban a full hibrideket nem, a plug-in hibrideket pedig bár lehet (s így hazánkban zöld rendszámra is jogosultak), de mivel az elektromos hajtáshoz használt energiát a visszatáplálásos fékezés, vagy végső soron az Atkinson ciklusú motor állítja elő, csaknem ezer kilométeres hatótávra is képesek. Az áramtermelés a benzinmotor által két módon is lehetséges: a villanymotort generátor üzemben közvetlenül meghajtva, illetve azáltal, hogy biztosítja a járműnek azt a mozgási energiát, amit aztán fékezéskor elektromos energiává alakít át a regeneratív rendszer.
   
9. A full hibrid járműveket pontosan az előbb említett képesség teszi kimagaslóan takarékossá. Az Atkinson-ciklusú belsőégésű motor eleve gyakori leállásra és újraindításra tervezett, így nem zavarja, ha az elektronika leállítja. Az okos vezérlés által a benzinmotor mindig optimális terhelésen üzemeltethető, hiszen amennyiben az általa megtermelt energiára nincs teljes mértékben szükség a jármű mozgatásához, a felesleget áramtermelésre fogja a rendszer. Azonnal leáll az Atkinson-ciklusú motor, ha a jármű mozgási energiáját csökkentjük (fékezünk). Ahelyett, hogy a lassítás energiája a fékeken át hőként és környezetszennyező fékport termelve távozna, a villanymotor elektromos áramot állít elő belőle és visszatölti a hibrid akkumulátorba. Az eltárolt tiszta energia később a hajtásban felhasználható, kiiktatva azokat az üzemi fázisokat, ahol a belsőégésű motor csak rossz hatásfokkal tudna üzemelni.
   
10. Egyenletes sebességű haladás esetén a belsőégésű motornak jóval kisebb teljesítményt kell kifejtenie. Az elektromos hajtás együttműködik az Atkinson-ciklusú motorral, ezáltal a benzinmotor kevesebb üzemanyagot használ, vagyis takarékosabban és tisztábban működik. Ha ésszel vezetjük autópályán, folyamatos lendületet tartva, akár az emelkedőkön a sebességet kicsit csökkentve, a lejtőkön a tempót jobban megengedve, amihez kifejezetten partnerek a németországi korlátozásmentes szakaszok, illetve akár az osztrákok helyenkénti 140 km/órás korlátja, akkor autópályán is dízeleket megszégyenítően takarékos és csendes is tud lenni a Prius. Aki nem hiszi, próbálja ki, ha másként nem, menjen el egy tesztvezetésre!

Meg kell jegyezni, hogy a fenti leírás a legnagyobb példányszámban eladott full hibridekre, azaz leginkább a Toyota hibridjeire értendő. De érvényes persze a Toyota alapú technikát alkalmazó Ford Mondeo hibridre is. A piac többi hibridje vagy mild, mint például a Suzuki modelljei, vagy konnektorosak, mint például a Mitsubishi Outlander PHEV, az Opel Ampera vagy a Volkswagen Golf/Passat GTE. Linkelt tesztjeinkből róluk is sok minden kiderül!