Sisteme hibride de propulsie pe automobil

Introducere

Poluarea mediului ambient, poluarea în centrele urbane, epuizarea resurselor minerale, încălzirea globală, minimalizarea gazelor emise de autovehicule asupra atmosferei terestre impun realizarea unor sisteme noi de propulsie care să determine o gestionare optimă a energiei disponibile pe autovehicul.

Prin implementarea sistemelor de propulsie hibride se obţin reducerea consumului de combustibil fosil (ţiţei) sub formă de benzină şi respectiv motorină, avînd ca rezultate reducerea costurilor de operare (utilizare) a autovehiculelor rutiere.

Pentru a depăşi problema stocării energiei la bordul autovehiculul atît pentru baterie cît şi pentru pila de combustie, la autonomia prevăzută a unui autovehicul tipic de 500 km, o soluţie promiţătoare este aşa numită evolutiei a configuraţiei hibrid serie, dezvoltat de General Motors cu numele de „E-REV“ (Electrical-Range Extender Vehicle) şi vîndut sub denumirile de marca Chevrolet Volt şi Opel Ampera. Fără îndoială că, sprijinit de portofoliul a tot mai multe modele pe piaţă sau anunţate în curs de dezvoltare, tehnologia de hibridizare avanseaza repede spre dezvoltarea la scară largă, deşi o muncă impresionantă de dezvoltare este necesară în inginerie, producţie, service şi mentenanţă, asa cum s-a întîmplat la motorul termic în secolul trecut.

Domeniul academic şi cel industrial trebuie să deţină o agenda comună cu scopul de a dezvolta asemenea sisteme, care însă pentru secolul nostru şi pentru anii care vor urma aceste sisteme vor rămîne tot neconvenţionale. Impunerea pe piaţă autoturismelor cu motor termic va mai fi prezentă pentru cel puţin 10 ani, atîta timp cît înca mai exista petrol, după care cele la mare căutare vor fi maşinile electrice.

Ce este un sistem hibrid?

Un sistem hibrid de autovehicul combină două surse de putere efectivă, cum ar fi un motor cu ardere internă şi un motor electric. Pentru a putea benenficia de puterea furnizată de cele două surse mai ales de modul în care cele două se compensează una pe cealaltă s-au dezvoltat trei tipuri de sisteme hibride, nici unul dintre aceste trei sisteme hibride nu necesităîncărcare externa asemănătoare vehiculelor electrice.

Vedere de ansamblu motor cu ardere interna şi motor electric

Un vehicul hibrid este un vehicul care foloseşte două sau mai multe surse distincte de putere pentru a fi antrenat. Termenul de vehicul hibrid este folosit cel mai comun pentru autovehiculele hibird – electrice care sunt antrenate de un motor cu ardere internă şi de unul sau mai multe motoare electrice.

Un vehicul hibrid electric este un vehicul care combină un sistem de propulsie convenţional cu un sistem de stocare a energiei recuperabile pentru a obţine un randament mai bun, un consum de carburant mai scăzut şi un nivel de gaze evacuate redus. Vehiculele hibride moderne de producţie în masă prelungesc încărcarea din bateriile lor prin capturarea energiei kinetice, prin frînarea regenerativă, iar unele vehicule folosesc motorul cu ardere interna pentru a creea electricitate prin antrenarea unui generator electric de obicei chiar motorul electric folosit pentru propulsie pentru a încărca bateriile sau pentru a antrena direct un motor electric care antrenează vehiculul.

Multe vehicule reduc gazele de emisie din timpul staţionării prin oprirea motorului cu ardere internă cînd acesta funcţionează la relanti şi repornirea lui cînd este acţionat ambreiajul (sistemul “start – stop”) De obicei motoarele cu combustie a vehiculelor hibride sunt mai mici decît cele de pe vehiculele convenţionale dar în combinaţie cu motoarele electrice dau un randament mai bun.

Autovehiculele hibride au fost făcute cunoscute publicului în anii 1990 prin modelele Honda Insight şi Toyota Prius, şi sunt văzute de mulţi producatori ca tehnologiile viitorului pe piata auto.Vînzările globale de vehicule hibride fabricate de producătorii Toyota şi Lexus au atins numarul de peste 1.7 milioane vehicule văndute în ianuarie 2009. Autovehiculele hibride sunt astăzi prioritatea de top a tuturor comercianţilor de vehicule din America.

Sistemele hibride de propulsie pe autoturisme

Prima maşină hibridă documentată oficial a apărut în 1900, timp de cîteva decenii tehnologia hibridă-electrică fiind tatonată doar la stadiul de proiecte.

Lohner-Porsche Mixte Hybrid (1901), prima maşină hibridă-electrică din lume

Iată, însă, că la sfîrşitul anilor ’90 secolului XIX a apărut ceea ce avea să devină cea mai vîndută maşină hibridă de serie mare, Toyota Prius, exemplul japonezilor fiind luat şi de alţi producători, precum Honda sau Ford.

Toyota Prius (1997), prima maşină hibridă-electrică de serie mare şi cel mai bine vîndut model hibrid în acest moment

Pînă în momentul de faţă, au fost vîndute pe plan mondial circa 6 milioane de maşini hibride în aproape 20 de ani, ceea ce reprezintă, totuşi, un procent infim din vînzările totale de maşini cu motoare convenţionale. De ce? Principalul motiv ţine de costul mai mare al unei maşini hibride, dar în ecuaţie intră şi reticenţa oamenilor în faţa unei tehnologii complexe.