Hybrydy plug-in a samochody elektryczne - czym się różnią?

Elektryfikacja transportu, choć coraz powszechniejsza, wprowadziła jednak pewne zamieszanie w nazewnictwie. Nawet niektóre statystyki wrzucają do jednego worka samochody elektryczne i hybrydy typu plug-in. To oczywisty błąd, bo te rodzaje napędu bardzo się różnią.

Samochody elektryczne to te, które do napędu używają wyłącznie energii elektrycznej. Może ona pochodzić albo z akumulatorów (BEV – Battery Electric Vehicle), albo otrzymywana jest za pośrednictwem ogniw paliwowych z wodoru (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle). Oba rodzaje napędów łączą dwie rzeczy – na pokładzie nie ma innego silnika niż elektryczny i podczas jazdy są całkowicie zeroemisyjne. Oczywiście, obecnie większość pojazdów elektrycznych to BEV, ale wiele firm prowadzi zaawansowane badanie nad technologią wodorową. Na rynku nie ma zbyt wielu samochodów osobowych typu FCEV, bardzo mało jest też stacji tankowania wodoru. Uważa się jednak, że o ile technologia BEV będzie dominować w transporcie osobowym, o tyle pojazdy FCEV mają większą przyszłość w transporcie towarowym. Znacznie lepiej rozwinięta jest też infrastruktura ładowania samochodów bateryjnych, a wraz z wprowadzaniem ulepszonych akumulatorów rosną ich zasięgi oraz skraca się czas ładowania.

Natomiast wszystkie pojazdy z dwoma rodzajami napędu, czyli hybrydowe, są jedynie zelektryfikowane. Pomimo obecności silnika elektrycznego i baterii żadna hybryda, niezależnie od rodzaju, nie jest uznawana za samochód elektryczny. Najprostszym systemem hybrydowym, jednocześnie wymagającym najmniejszej interwencji w konstrukcję samochodu, jest układ tak zwanej miękkiej hybrydy (mild hybrid, czyli MHEV). To jedyny system, w którym silnik elektryczny nie pełni roli silnika trakcyjnego, czyli nie jest w stanie samodzielnie napędzać samochodu. Najprostsze układy polegają na zastąpieniu małym silnikiem elektrycznym rozrusznika i alternatora. Dzięki temu układ start-stop, wyłączający silnik spalinowy po zatrzymaniu, działa płynnie i prawie niezauważalnie. Układ ma możliwość odzyskiwania energii podczas hamowania i gromadzenia jej w osobnej baterii, która zasila urządzenia pokładowe podczas postoju z wyłączoną jednostką spalinową. Mocniejsze układy, z osobną instalacją 48V i nieco większą baterią, wspomagają też swoim momentem obrotowym silnik spalinowy wtedy, gdy najbardziej on tego potrzebuje, czyli przy ruszaniu i przyspieszaniu.

Następnym stopniem elektryfikacji są tak zwane pełne hybrydy. Tutaj silnik elektryczny jest już na tyle mocny, że może pełnić rolę jednostki trakcyjnej. Jego podstawowym zadaniem jednak jest nadal wspomaganie silnika spalinowego. Ten układ jest także "zamknięty", czyli baterie ładują się dzięki energii odzyskiwanej podczas hamowania, bądź też doładowywane przez silnik spalinowy podczas jazdy. W większości dostępnych na rynku samochodów FHEV (Full Hybrid Electric Vehicle) stosowany jest system równoległy, w którym na koła trafia napęd bądź z silnika spalinowego, bądź też elektrycznego albo obu naraz. Istnieje jeszcze typ układu hybrydy szeregowej, gdzie silnik spalinowy pełni tylko rolę generatora, a napęd realizowany jest zawsze poprzez silnik elektryczny. Nie jest on jednak zbyt popularny w samochodach. Tak czy inaczej, pełna hybryda potrafi już ruszyć tylko z silnika elektrycznego, a także w sprzyjających warunkach wyłączyć silnik spalinowy podczas jazdy. Można też skorzystać z trybu EV, jednak na bardzo krótkim dystansie – baterie są zbyt słabe, żeby wystarczyć na przejechanie więcej niż kilku kilometrów. Największe baterie stosowane w samochodach FHEV mają pojemność zaledwie kilku kWh, najczęściej 3 do 4.

Najbardziej zaawansowany układ hybrydowy to PHEV, czyli Plug-in Hybrid Vehicle. Tutaj także mamy na pokładzie dwa (a czasem nawet trzy) silniki, spalinowy i elektryczny. Ale PHEV dysponuje znacznie większym zestawem baterii, jego zasięg na samym prądzie to zatem kilkadziesiąt kilometrów. Obecnie produkuje się już plug-iny z zasięgiem na prądzie dochodzącym do 100 kilometrów. Tyle przejedzie na przykład Volvo XC60 T8, duży SUV o słusznej mocy (455 KM) i ze sporą baterią – 19 kWh. A jak sama nazwa wskazuje, samochody PHEV mogą być ładowane z zewnętrznego źródła prądu, dokładnie tak samo jak samochody w pełni elektryczne. Przy niewielkich przebiegach i dbałości o naładowanie baterii można więc uzyskać rewelacyjnie niskie zużycie paliwa – według normy WLTP nawet w okolicach dwóch litrów na sto kilometrów. Oczywiście, w normalnej eksploatacji będzie to możliwe rzadko, ale nie jest niewykonalne. Tym bardziej, że baterie plug-ina nigdy nie rozładowują się całkowicie. Samochód po pokonaniu pełnego dystansu na prądzie pracuje jak zwykła hybryda FHEV.

Zaletą hybryd plug-in jest więc możliwość przejechania kilkudziesięciu kilometrów w trybie czysto elektrycznym, co pozwoli wjechać do stref zakazanych dla samochodów spalinowych, wadą – konieczność częstego ładowania i – oczywiście – koszt zakupu, bo to najdroższe hybrydy. Należy się też liczyć z dość długim czasem ładowania, bo hybrydy PHEV nie mają wewnętrznych instalacji pozwalających na szybkie ładowanie prądem stałym. Mimo to warto tego typu hybrydy ładować, choćby prądem z gniazdka lub wallboxa. Przy codziennej jeździe po mieście silnik spalinowy będzie włączać się naprawdę rzadko. W nielicznych modelach z napędem hybrydy szeregowej także stosuje się większe baterie ładowane z gniazdka, jest to jednak najmniej popularny wariant.

Można więc uznać, że hybryda typu plug-in jest samochodem "prawie elektrycznym". Jednak polskie przepisy nie pozwalają na ich rejestrację na "zielone tablice", ze względu na obecność silnika spalinowego. Auta PHEV nie mogą więc też korzystać z przywilejów dla samochodów elektrycznych, nie da się też na nie uzyskać dopłat z rządowego programu. Są jednak, przynajmniej obecnie, bardziej przydatne od pełnych elektryków na przykład w długich trasach, gdy nie trzeba się martwić o znalezienie stacji ładowania.