PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
Plug-in hybridné elektrické vozidlo je vozidlo, ktoré môže jazdiť nezávisle na fosílne palivá a elektrinu. V prípade plug-in hybridu je dôležité, aby bolo vozidlo vybavené trakčnou batériou, ktorú možno dobíjať z elektrickej siete.
Skratka PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) označuje plug-in hybridné elektrické vozidlo, ktoré je vybavené zároveň spaľovacím motorom i elektromotorom. Spĺňa teda definíciu hybridného vozidla, keďže využíva dva druhy pohonu. PHEV zjednodušene umožňuje kombinovať jazdu so spaľovacím motorom a jazdu s elektromotorom. Oba systémy pohonu môžu fungovať nezávisle alebo spolupracovať. Všetko riadi elektronika vozidla automaticky podľa aktuálnych potrieb alebo jazdný režim ovplyvňuje vodič podľa svojho uváženia. Vodič môže napríklad zvoliť výhradne elektrický pohon pre krátku cestu do práce, alebo aj s vybitou batériou dojsť do vzdialeného cieľa vďaka spaľovaciemu motoru.
V definícii vozidla typu PHEV je kľúčové, že patrí do kategórie tzv. „hybridov do zásuvky“. Trakčná batéria vozidiel PHEV je totiž možné dobíjať priamo z elektrickej siete pomocou kábla, čo je dôležitý rozdiel oproti ostatným typom elektro-hybridných vozidiel, ako sú HEV, MHEV a microhybrid.
Jednou z kľúčových vlastností vozidiel typu PHEV (plug-in hybrid) je posilnená elektrická časť v porovnaní s plne hybridnými vozidlami typu HEV. To znamená, že majú silnejší elektromotor a trakčnú batériu s väčšou kapacitou. Vďaka väčšej batérii ujazdia vozidlá typu PHEV približne 100 km na čisto elektrický pohon, záleží na konkrétnom type vozidla.
Princíp fungovania PHEV:
Existuje viac technických riešení konštrukcie vozidiel typu PHEV. Medzi spoločné prvky však patria, že vozidlá PHEV je možné dobíjať z elektrickej siete a spĺňajú definíciu hybridného motorového vozidla. Hybridné motorové vozidlo má najmenej dva meniče energie (dva rôzne motory) a dva rôzne systémy pre ukladanie energie (batérie/nádrže). Vďaka dvom zdrojom energie môže vozidlo typu PHEV rôzne kombinovať jazdné režimy podľa aktuálnych požiadaviek. Ukážky jazdných režimov nájdete v nasledujúcej galérii:
Plug-in hybridné vozidlá (PHEV) sú v princípe elektro-hybridy (HEV) doplnené väčším akumulátorom s možnosťou dobíjania z elektrickej siete. Oproti hybridom majú PHEV posilnenú elektrickú časť, čo znamená, že PHEV dokáže dlhšiu dobu plnohodnotne jazdiť na samotnú elektrickú energiu.
Typická trakčná batéria plug-in hybridného vozidla využíva 400 V technológiu, má kapacitu 10–30 kWh, hmotnosť PHEV batérie od 100–200 kg. Takéto technické riešenie dnes umožňuje dojazd 50–120 km čisto na elektrický prúd z batérie. Novšie generácie vozidiel PHEV majú čím ďalej väčší dojazd. Zaujímavosťou je rovnako, že prvé generácie PHEV typicky nemali možnosť rýchleho dobíjania stejnosmerným prúdom.
Typický spaľovací motor plug-in hybridného vozidla býva zážihový (benzínový) jelikož má hladší chod a nižšie vibrácie, rýchlejšie sa prehrievajú a produkuje menej oxidov dusíka (NOx). PHEV obvykle používa kombináciu rôznych spaľovacích cyklov (typicky Atkinsonov alebo Millerov), aby dosiahol čo najnižšiu spotrebu paliva. Nevýhody Atkinsonov cyklus ako je nižší výkon a menší krútiaci moment kompenzuje elektrický pohon PHEVu.
Výhody vozidiel typu PHEV:
- možnosť využitia rôznych kombinácií pohonu umožňuje PHEV nižšiu spotrebu paliva a s tým súvisiacu nižšiu emisiu CO2
- lepšia dynamika vozidiel PHEV – kombinácia výhod elektrického a spaľovacieho motora
- možnosť dobíjania batérie z elektrickej siete, čo HEV ani MHEV neumožňuje
- možnosť rekuperácie brzdnej energie
- možnosť tichého a lokálne bez emisného prevádzkovania do vzdialenosti približne 100 km
* Uvedené výhody sú závislé od spôsobu používania vozidla. Je zvlášť dôležité vhodné dobíjanie batérie a spôsob využívania vozidla. Ak často jazdíte na dlhé trasy a batériu nedobíjate zo siete, je veľmi pravdepodobné, že so sebou vozíte iba zaťaženie v podobe nevyužiteľnej trakčnej batérie. Aj keď vozidlo batériu dobíja rekuperáciou brzdnej energie, je to len minimálne. Pre takéto použitie je vhodnejší skôr HEV, ktorý nemá tak veľkú a ťažkú trakčnú batériu.
Nevýhody vozidiel typu PHEV:
- vyššia pohotovostná hmotnosť vozidla
- komplikovanejšia konštrukcia, čo môže znamenať vyššiu poruchovosť a náklady na servis a opravy
- vyššia počiatočná cena
Víte, že …
Jedným z prvenstiev v technológii PHEV je automobilka Toyota
Toyota je jedným z prvenstiev v technológii plug-in hybridných vozidiel (PHEV). Táto automobilka uviedla na trh jedno z prvých sériovo vyrábaných plug-in hybridných vozidiel na svete – Toyota Prius Plug-in Hybrid. Prvá generácia tohto modelu sa objavila v roku 2012. Toyota tiež ako prvá ponúkla solárnu strechu ako doplnkovú výbavu. U prvej generácie táto strecha podporovala spotrebu palubnej elektroniky alebo poháňala ventilátor, ktorý chladil vozidlo stojace na slnku. V roku 2023 predstavila Toyota vylepšenú solárnu strechu pre model Prius, ktorá už dokáže prispievať k nabíjaniu trakčnej batérie. Podľa Toyoty táto strecha môže deňne vygenerovať energiu na dojazd až 8 kilometrov alebo úplne nabiť batériu, ak je auto zaparkované niekoľko dní.
PHEV možno využiť ako mobilný zdroj energie
Ďalšou zaujímavosťou o plug-in hybridných vozidlách (PHEV) je ich schopnosť fungovať ako mobilný zdroj energie v prípade výpadku elektriny alebo pre dodatočné použitie energie. Systémy, ako sú Vehicle-to-Load (V2L) a Vehicle-to-Home (V2H), umožňujú PHEV zdieľať energiu zo svojich batérií s ďalšími spotrebičmi alebo dokonca s celou domácnosťou. Napríklad Mitsubishi Outlander PHEV bol jedným z prvých automobilov ponúkajúcich túto technológiu. Avšak použitie tejto služby závisí od legislatívy a technických parametrov elektrickej distribučnej siete daného štátu a nie je vždy automaticky dostupná. Ak je služba dostupná, automobil PHEV môže v núdzových situáciách poskytovať elektrickú energiu pre domácnosť alebo slúžiť ako mobilný zdroj energie. PHEV tak môžu zohrávať úlohu nielen v doprave, ale aj ako súčasť domácich energetických riešení a záložných systémov.
