Elektrifikacija v neštetih odtenkih

Leta 2025 bo tretjina naše prodajne palete elektrificirana, pravijo pri Hondi. Od leta 2018 bomo na trg vozili le še elektrificirane avtomobile, je že lani odmevala objava Volva. Podobno se glasi nedavna ženev­ska napoved Hyundaia: do leta 2025 bomo uvedli 18 novih elektrificiranih modelov, Mercedes se je lani zavezal, da jih bodo do leta 2022 ponudili 50 ... Kaj se skriva za vsem tem?

Vsi proizvajalci sicer nimajo tako visoko letečih napovedi glede električnega pogona (Mazda na primer najbolj stavi na radikalno izboljšavo motorjev z notranjim zgorevanjem), a tudi če malce bližje pogledam te, ki gredo v »električni« smeri, to le ne bodo samo strogo električni avtomobili oziroma ti vsaj na srednji rok ne bodo glavnina. Če verjamemo napovedim različnih analitikov, na primer Boston Consulting Group (BCG), bo leta 2030 v svetovni proizvodnji avtomobilov kar polovica tako ali drugače elektrificiranih. To je res veliko, če vemo, da je bilo po podatkih panožnega združenja Acea v Evropski uniji (kar sicer ni enako kot svet) lani med 15 milijoni prodanih novih avtomobilov le dobre štiri odstotke (650 tisoč) elektrificiranih.

Povsem električni

Kakorkoli se bodo te napovedi uresničile ali pač ne, pa se na tem področju veliko dogaja. Elektrificirani avtomobili so lahko marsikaj. Največ pozornosti so pričakovano deležni povsem električni ali recimo jim baterijski električni avtomobili, tudi zato, ker pomenijo najbolj radikalen preskok od stoletje prevladujočega pogona. Njihovim električnim motorjem energijo dovajajo akumulatorji, ki so trenutno litij-ionski ali litij-polimerni. S takšno ponudbo je javnost najbolj razvnela ameriška družba Tesla, ki pa se še vedno krčevito trudi, da bi povečala proizvodnjo svojega cenovno bolj dostopnega modela tesla 3. O nadvse zanimivi Oplovi e-amperi smo že pisali, da v Evropo vozi po kapljicah. Ob v Evropi najbolj prodajanem modelu renault zoe, ki ima izboljšane akumulatorje, si veliko obetamo tudi od povsem novega nissana leaf in nedavno predstav­ljenega hyundaia kona in jaguarja i-pace. To so že modeli z več­jim dosegom, ki naj bi v realnosti z enim napolnjenjem zmogli prevoziti 300 km, s čimer bi odgnali strah kupcev pred (pre)kratkim dosegom. Svoje odgovore seveda pripravljajo tudi nemški tekmeci. Novosti Audija, Mercedesa in BMW-ja čakamo v bližnji prihodnosti, konkretno letos in v prihodnjih dveh letih. Ob tem omenimo, da se veliko govori o bodoči generaciji (zmogljivejših) akumulatorjev s trdnim elektrolitom, s katerimi je povezanih veliko razvojnih projektov, a je treba njihovo menda obetavno delovanje v laboratoriju prenesti v realne razmere.

Le električni motor žene tudi avtomobile, pri katerih je vir energije sicer vodik, ki ga v električno energijo pretvarjajo gorivne celice. Tehnika, ki je več deset­letij veljala za skoraj odrešilno, je še vedno na voljo v le nekaj modelih, ki jih izdelujejo ali jih bodo v zelo redkih serijah (toyota mirai ali hyundai nexo), le v redkih državah pa so na voljo ustrezne polnilnice za vodik.

K prej opisanim električnim avtomobilom lahko pogojno prištejemo njihove (pod)izvedbe s podaljševalnikom dosega (angl. range extender), ki bi jim lahko že rekli tudi zaporedni hibridi. V teh v resnici bolj redkih primerkih, ki so na voljo trgu (na primer BMW i3 rex), ima po svoji zasnovi prav tako električno vozilo pod motornim pokrovom še majhen bencinski agregat, ki pa nikoli ne žene koles, temveč le generator za proizvodnjo energije za električni motor in tako podaljšuje skupni doseg.

Motor z notranjim zgorevanjem včasih res žene le generator za elektriko, včasih pa kar pogonska kolesa. Tako naj bi recimo delovala tudi nova generacija športnega terenca honda CR-V v hibridni izvedbi. Potem je tu glavnina hibridnih avtomobilov, pri katerih kombinacija električnega in večinoma bencinskega pogona vselej izmenično ali hkrati skrbi le za pogon koles – gre za vzporedni hibrid. Na tem področju ima že dolga leta glavno besedo Toyota, ki je tako gnanih avtomobilov prodala ogromno, bodisi pod svojo ali pod Lexusovo znamko; v Evropi ustvari s tem pogonom kar polovico vse prodaje.

Toyotin prius je sinonim za hibridni pogon, čeravno dodajmo, da se v zadnjih dveh generacijah že prodaja tudi v dodatni izvedbi, ki predstavlja naslednjo vejo elektrifikacije – kot priključni ali priklopni hibrid. Takšen pogon, ki mu industrija v angleškem jeziku pravi plug-in hybrid, pomeni hibridno pogonsko kombinacijo motorja z notranjim zgorevanjem in električnega pogona, a je drugače kot pri »klasičnih« hibridih mogoče polnjenje tudi na zunanjem omrežju. Avtomobil ima zato večje akumulatorje kot običajni hibrid, a še vedno manjše kot strogo električni. V praksi zmore z napolnjenim akumulatorjem le na elektriko prevoziti nekaj deset kilometrov in potem pot nadaljevati kot hibrid, vse skupaj omogoča izdaten doseg.

Nove izvedbe hibridov

Tak­šnih izdelkov je na trgu kar nekaj, največ so jih v zadnjih letih ponudili nemški premijski proizvajalci; tak primer je recimo volkswagen passat GTE, najnovejši pa hyundai ioniq plug-in, kot tretja pogonska različica tega povsem alternativi posvečenega modela. Doslej so bili vsi priprav­ljeni kot kombinacija bencinskega in električnega pogona, bo pa Daimler oziroma Mercedes-Benz letos na trg zapeljal izvedbo priključnega dizelskega hibrida, in sicer v modelih razredov C in E. Kot zanimivost omenimo, da so se proizvajalci z dizelskimi hibridi v preteklosti že ukvarjali, in sicer je imel francoski PSA Peugeot Citroën rešitev, pri kateri je dizelski motor poganjal sprednji, električni pa zadnji kolesni par. Pred časom so ga ukinili in ga ne nameravajo obnoviti.

Končno pa je tu še ena vrsta hibridov, ki se jim menda obeta velika prihodnost, v industriji pa ji rečejo blagi hibridi. Gre za to, da avtomobil še vedno oziroma vselej žene motor z notranjim zgorevanjem, bodisi bencinski ali dizelski, da pa ima (blago) pomoč elektrike, ki je lahko povezana z višjo, 48-voltno električno napetostjo, nekateri to v manjši meri dosežejo tudi z nižjo napetostjo. Ob dodatnem manjšem akumulatorju to avtomobilu omogoča bodisi boljše delovanje izklapljanja in samodejnega zaganjanja motorja, daljše faze izklapljanja motorja med vožnjo (tako imenovano jadranje), po drugi strani pa se povratno ustvarja električna energija za različne porabnike (na primer klimatska naprava, avdio-informacijski sistem), ki bi jo sicer morali pridobiti z motorjem z notranjim zgorevanjem, kar pa seveda ni ugodno za porabo goriva. Takšne rešitve uvodoma predstavljajo v premijskih modelih, postopoma pa naj bi jih dobivali tudi manjši in bolj množični. Takrat naj bi jih vse bolj kombinirali tudi z manjšimi bencinskimi motorji in tako menda zlasti pri manjših avtomobilih nadomestili dizelske agregate.