42 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997

W

iadmoÊç o Êmierci samocho-
dów hybrydowych jest prze-
sadzona” – mo˝na by powie-

dzieç, parafrazujàc Marka Twaina. W
rzeczywistoÊci na ca∏ym Êwiecie setki in-
˝ynierów pracujà nad elektrycznymi po-
jazdami hybrydowymi. Jednak mimo
up∏ywu 95 lat od momentu wynalezienia
pierwszego pojazdu hybrydowego, mi-
mo çwierçwiecza intensywnych prac ba-
dawczych i niemal miliarda dolarów wy-
danego w ostatnim czasie na ca∏ym
Êwiecie na badania – ani jeden wielki
producent samochodów nie oferuje na
rynku auta hybrydowego. Tak napraw-
d´ nikt nawet nie zapowiada jego ma-
sowej produkcji. W Stanach Zjednoczo-
nych, gdzie od 1994 roku rzàd wyda∏
oko∏o 750 mln dolarów w niemal szalo-
nym wysi∏ku doskonalenia technologii
pojazdów hybrydowych (hybrid electric
vehicle – HEV), wcià˝ pozostaje ona ra-
czej w sferze politycznych obietnic, ni˝
jest handlowà rzeczywistoÊcià.

Dlaczego ten brak post´pu jest niepo-

kojàcy? Poniewa˝ wielu ekspertów uwa-
˝a, ˝e HEV mo˝e – albo nawet powinien
– byç samochodem bliskiej przysz∏oÊci.
W uproszczeniu jest on elektrycznym
samochodem z niewielkim silnikiem we-
wn´trznego spalania i generatorem ∏a-
dujàcym akumulatory, dzi´ki czemu
znacznie wzrasta zasi´g pojazdu. Aku-
mulatory mogà byç ∏adowane w sposób
ciàg∏y lub tylko wtedy, kiedy roz∏adujà
si´ poni˝ej okreÊlonego poziomu. HEV
nie ma wi´c podstawowej wady pojaz-
dów elektrycznych, czyli ma∏ego zasi´-
gu. Kilka tysi´cy elektrycznych aut poru-
szajàcych si´ dzisiaj po drogach USA
mo˝e przejechaç mi´dzy kolejnymi ∏a-
dowaniami akumulatora, zabierajàcymi
3–8 godz., najwy˝ej 130 km. Hybryda
ma zalety obu rozwiàzaƒ: mo˝e poko-
nywaç krótkie trasy jako pojazd stricte
elektryczny, zachowujàc jednoczeÊnie
du˝y zasi´g klasycznych samochodów.

Spalinowy silnik pojazdu hybrydo-

wego rozwija 4–10 razy mniejszà moc
ni˝ silnik konwencjonalnego auta. Jed-

nostka nap´dowa pracuje nieustannie
i wydajnie, chocia˝ wi´c samochód
z pracujàcym silnikiem spalinowym
emituje wi´cej zanieczyszczeƒ od auta
elektrycznego, jest znacznie „czystszy”.
Mo˝liwe nawet, ˝e HEV b´dzie tak eko-
logiczny jak pojazd elektryczny. Je˝eli
weêmie si´ pod uwag´ zanieczyszcze-
nia emitowane przez elektrowni´ wy-
twarzajàcà energi´ potrzebnà do na∏a-
dowania akumulatorów, samochód
elektryczny oka˝e si´ tylko dziesi´cio-
krotnie czystszy ni˝ auta konwencjonal-
ne z dobrze wyregulowanymi silnika-
mi, a pojazd hybrydowy oÊmiokrotnie.
Dobrze zaprojektowany zu˝ywa ponad-
to kilkanaÊcie razy mniej paliwa ni˝ au-
to z silnikiem spalinowym. JeÊli wi´c
kiedykolwiek HEV odniesie sukces
w USA, b´dzie to z korzyÊcià zarówno

dla Êrodowiska, jak i dla bilansu han-
dlowego (po∏owa zu˝ywanej w Stanach
ropy pochodzi z importu).

Zaczynamy od poczàtku

Pomys∏ pojazdu hybrydowego pocho-

dzi z 1905 roku, kiedy to 23 listopada
amerykaƒski in˝ynier H. Piper z∏o˝y∏
wniosek o przyznanie mu patentu na
tego typu auto. Piper zastosowa∏ silnik
elektryczny wspomagajàcy silnik ben-
zynowy, dzi´ki czemu samochód roz-
p´dza∏ si´ do zawrotnej wówczas pr´d-
koÊci 40 km/h w zaledwie 10 s, zamiast
jak zwykle w ciàgu 30 s. Zanim Piper
po trzech i pó∏ roku doczeka∏ si´ paten-
tu, silniki spalinowe nabra∏y mocy i by
osiàgnàç taki sam wynik, nie trzeba ju˝
by∏o stosowaç wspomagajàcego nap´-

Pojazdy z nap´dem

hybrydowym

Mniej trujà i mniej palà, ale czy znajdà nabywców?

Victor Wouk

PRZEMIENNIK

SILNIK BENZYNOWY

SILNIK ELEKTRYCZNY

GENERATOR

Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997 43

du. Niemniej zbudowano w tym okre-
sie kilka pojazdów hybrydowych; je-
den z nich na przyk∏ad powsta∏ ko∏o
1912 roku i jest eksponowany w Ford
Museum w Dearborn (Michigan).

Mocniejsze silniki benzynowe i me-

chanizmy pozwalajàce uruchomiç sil-
nik bez korby przyczyni∏y si´ do stop-
niowego wygaÊni´cia zainteresowania
samochodami elektrycznymi i dopiero
co powsta∏ymi hybrydowymi. W pierw-
szej po∏owie lat siedemdziesiàtych jed-
nak kryzys paliwowy sprawi∏, ˝e idea
ta na krótko od˝y∏a i znów si´ pojawi∏y,
a wraz z nimi równie˝ fundusze, co do-
prowadzi∏o do powstania w USA i in-
nych krajach kilku eksperymentalnych
konstrukcji HEV.

Jeden z nich, ze Êrodków w∏asnych

oraz inwestora, zbudowaliÊmy wraz

z Charlesem Rosenem. W Buicka Sky-
larka w∏o˝yliÊmy osiem policyjnych
akumulatorów, 20-kilowatowy silnik
na pràd sta∏y i silnik Wankla z Mazdy
RX-2. W 1974 roku wehiku∏ przebadano
w laboratoriach Environmental Protec-
tion Agency w Ann Arbor (Michigan).
OptymalizowaliÊmy samochód nie pod
wzgl´dem zu˝ycia paliwa, ale wydzie-
lanych zanieczyszczeƒ. Mimo to w cza-
sie jazdy autostradà bez pobierania ener-
gii z akumulatora samochód zu˝ywa∏
oko∏o 8 l/100 km, a wi´c ponad dwa ra-
zy mniej ni˝ przed przeróbkà.

Emitowa∏ (na kilometr przebytej dro-

gi) 1.53 g tlenku w´gla, 0.5 g tlenków
azotu i 0.21 g w´glowodorów, a wi´c
zaledwie 9% szkodliwych gazów wy-
dzielanych przez samochód benzyno-
wy z tamtego okresu. Dzi´ki projektowi

okaza∏o si´, ˝e z powszechnie dost´p-
nych cz´Êci i znanych technologii dwie
zdeterminowane osoby mogà bez pro-
blemu zbudowaç hybryd´ spe∏niajàcà
wymogi Ustawy o Czystym Powietrzu
z 1970 roku. (Tak si´ sk∏ada, ˝e konwen-
cjonalne auta produkowane przez kon-
cerny z Detroit nie sprosta∏y jej zalece-
niom a˝ do 1986 roku).

Mój oraz inne wehiku∏y opisywano

wielokrotnie w prasie fachowej i popu-
larnej. W jednym z raportów donosi∏em,
jak dzi´ki niewielkim przeróbkom zbu-
dowany przez nas HEV mo˝e osiàgnàç
zu˝ycie paliwa 5 l/100 km. Mimo to po
zakoƒczeniu kryzysu paliwowego wy-
gas∏o ca∏e zainteresowanie samochoda-
mi hybrydowymi, a z nim skoƒczy∏y si´
równie˝ pieniàdze na ten cel. Nie zaj-
mowano si´ tym a˝ do roku 1993, kie-

ELEKTRYCZNY POJAZD HYBRYDOWY ma cz´sto akumulatory w baga˝niku, a sil-
nik spalinowy, elektryczny, generator i elektroniczne uk∏ady kontrolno-sterujàce
pod maskà. Aerodynamiczne nadwozie zmniejsza ca∏kowite zu˝ycie paliwa i sprawia,
˝e samochód pobierajàcy energi´ wy∏àcznie z akumulatorów ma wi´kszy zasi´g.

AKUMULATORY

GEORGE RETSECK

dy to administracja Clintona powo∏a-
∏a Partnership for a New Generation of
Vehicles (PNGV – Partnerstwo dla
Nowej Generacji Pojazdów). W jego
sk∏ad wesz∏a Wielka Trójka i oko∏o 350
mniejszych firm. Cz∏onkowie wydajà
blisko 500 mln dolarów rocznie, w tym
250 mln uzyskanych od w∏adz federal-
nych, na opracowanie pojazdu zdolne-
go do przejechania 100 km na 3 l pali-
wa. Samochód taki by∏by trzy razy
ekonomiczniejszy od dzisiejszych aut
Êredniej wielkoÊci z silnikami spalino-
wymi. Co wi´cej, niskie zu˝ycie paliwa
nie mo˝e byç uzyskane kosztem osià-
gów i bezpieczeƒstwa, a wszystko to
przy rozsàdnej cenie zakupu samocho-
du i oÊmiokrotnie zmniejszonej emisji
zanieczyszczeƒ.

Trudny wybór

PNGV nigdy nie og∏osi∏o, ˝e przygo-

towywane superauto musi byç pojazdem
hybrydowym z silnikiem wewn´trzne-
go spalania jako drugim êród∏em ener-
gii. HEV jest tylko jednym z rodzajów
hybrydowych pojazdów; inne rozwiàza-
nia to auta z ogniwami paliwowymi i
akumulatorami lub silnikiem spalino-
wym i ko∏em zamachowym [patrz: Ha-
rold A. Rosen i Deborah R. Castleman,
„Ko∏a zamachowe w pojazdach hybry-
dowych”, strona 47]. W praktyce jednak
tylko kombinacja silnika wewn´trznego
spalania i akumulatorów ma szans´ na
spe∏nienie trudnych wymagaƒ PNGV
w niedalekiej przysz∏oÊci.

Nawet ograniczenie si´ do jednego

typu pojazdu hybrydowego nie zwal-

nia nas z kolejnych wyborów. Roz-
maite kombinacje silnik-akumulator da
si´ podzieliç na dwie podstawowe gru-
py: uk∏adów szeregowych i równole-
g∏ych. W hybrydach szeregowych sil-
nik spalinowy nap´dza generator
∏adujàcy akumulatory, które z kolei do-
starczajà pràdu silnikom elektrycznym
nap´dzajàcym ko∏a. Tylko one nap´dza-
jà ko∏a pojazdu. W hybrydzie równole-
g∏ej na ko∏a mo˝na przenosiç moment
obrotowy zarówno silnika spalinowe-
go, jak i elektrycznego. W uk∏adzie rów-
noleg∏ym generator jest niepotrzebny,
poniewa˝ jego funkcj´ pe∏ni silnik elek-
tryczny. (Kiedy spalinowa jednostka na-
p´dowa obraca wa∏ nap´dowy, kr´cà
si´ tak˝e, jeÊli jest w∏àczone sprz´g∏o,
rotory silnika elektrycznego. W ten spo-
sób staje si´ on generatorem, który mo-
˝e ∏adowaç akumulatory.)

Oba rodzaje pojazdów hybrydowych

mogà si´ poruszaç, czerpiàc energi´ wy-
∏àcznie z akumulatorów (tryb pracy
elektryczny) lub wykorzystujàc jedynie
silnik spalinowy (w hybrydzie szerego-
wej poÊrednictwo generatora i silników
elektrycznych jest konieczne), albo oba
êród∏a jednoczeÊnie. Jednà z zalet uk∏a-
du równoleg∏ego jest mo˝liwoÊç sto-
sowania mniejszych silników spalino-
wego i elektrycznego, gdy˝ oba mogà
pracowaç razem.

Wadà konfiguracji równoleg∏ej jest to,

˝e nie da si´ umieÊciç silnika spalino-
wego w dowolnym miejscu, poniewa˝
musi byç on sprz´gni´ty z uk∏adem na-
p´dowym. Ponadto jeÊli taki samochód
porusza si´, czerpiàc energi´ wy∏àcznie
z akumulatorów, to nie mogà byç one

w tym czasie ∏adowane, poniewa˝ bra-
kuje generatora.

Odmienne w∏aÊciwoÊci obu uk∏adów

odpowiadajà ró˝nym potrzebom. Mó-
wiàc skrótowo: hybryda szeregowa jest
zasadniczo bardziej ekonomiczna, ale
i s∏absza od równoleg∏ej. Powinna wi´c
wystarczyç do codziennego dojazdu do
pracy odleg∏ej najwy˝ej o 35 km i tylko
sporadycznych d∏u˝szych wycieczek.
JeÊli jednak potrzebujemy samochodu
przypominajàcego w prowadzeniu au-
to z klasycznym silnikiem benzynowym
i o podobnym przeznaczeniu, lepszym
rozwiàzaniem b´dzie hybryda równo-
leg∏a. HEV z konfiguracjà szeregowà
powinien sprawdziç si´ w mieÊcie, gdzie
przyjdzie mu cz´sto przemierzaç krótkie
trasy; do jazdy na d∏u˝szych trasach,
gdy potrzebne sà wi´ksze przyspiesze-
nia, bardziej nadaje si´ natomiast HEV
z konfiguracjà równoleg∏à. Z regu∏y te˝
hybryda równoleg∏a lepiej spisuje si´
w jeêdzie pod gór´.

Jednak moc to nie wszystko. Dla prze-

ci´tnego u˝ytkownika doje˝d˝ajàcego
do pracy po w miar´ p∏askim terenie
hybryda szeregowa jest oszcz´dniejsza.
Jej silnik spalinowy mo˝e pracowaç
w w´˝szym zakresie obrotów, dzi´ki
czemu unika si´ szybkich zmian pr´d-
koÊci i obcià˝enia, a tym samym dodat-
kowej emisji szkodliwych spalin. Dzia-
∏ajàc nieprzerwanie w ograniczonym
zakresie obrotów, silnik pracuje w opty-
malnym dla siebie zakresie i zu˝ywa na
100 km niewiele paliwa. Kolejnà zaletà
hybrydy szeregowej jest jej zasi´g – mo-
˝e byç zaskakujàco du˝y przy wyjàtko-
wo ma∏ym zespole silnik-generator.

44 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997

NAP¢DY HYBRYDOWE dzielà si´ na szeregowe i równoleg∏e. W uk∏adzie szeregowym silnik spalinowy nap´dza generator ∏adujàcy aku-
mulatory, z których czerpie pràd silnik elektryczny, nap´dzajàcy ko∏a. Tylko ten silnik nap´dza ko∏a. W uk∏adzie równoleg∏ym ko∏a mo-
˝e nap´dzaç silnik spalinowy, elektryczny lub obydwa jednoczeÊnie.

KO¸A

SLIM FILMS

SZEREGOWY
SILNIK SPALINOWY

GENERATOR

AKUMULATOR

SILNIK

ELEKTRYCZNY

PRZEK¸ADNIA

KO¸A

RÓWNOLEG¸Y
SILNIK SPALINOWY

SPRZ¢G¸O

AKUMULATOR

SILNIK

ELEKTRYCZNY

WA¸ NAP¢DOWY

PRZEK¸ADNIA

W 1986 roku Roy A. Renner i Lawrence
G. O’Connell z Electric Power Research
Institute w Palo Alto (Kalifornia) wy-
konali obliczenia dla ca∏kowicie elek-
trycznego furgonu nap´dzanego 40-ki-
lowatowym silnikiem elektrycznym i
zespo∏em akumulatorów o pojemnoÊci
34 kWh. Okaza∏o si´, ˝e 100-kilometro-
wy zasi´g furgonu mo˝na dwukrotnie
zwi´kszyç, zmieniajàc go w szeregowà
hybryd´ z zestawem silnik spalinowy-
generator o mocy zaledwie 3 kW.

Dwukrotnie wi´kszy zasi´g uzyski-

wano przy nieustannie pracujàcym ze-
stawie silnik-generator. Kiedy auto si´
porusza∏o, ca∏y pràd z generatora zasi-
la∏ silniki elektryczne, zmniejszajàc po-
bór z akumulatorów. Gdy pojazd sta∏,
akumulatory do∏adowywa∏y si´, jednak
nie tak, aby uzupe∏niç energi´ zu˝ytà
podczas rozruchu i przyspieszania.

Gdyby pojemnoÊç zestawu akumu-

latorów furgonu wynosi∏a tylko 17, a nie
34 kWh, wtedy do uzyskania 200-kilo-
metrowego zasi´gu wystarczy∏oby 6 kW
mocy zestawu silnik-generator. W wi´k-
szym stopniu podczas postojów ∏ado-
wa∏yby si´ akumulatory. W skrajnym
przypadku furgon z akumulatorem po-
zwalajàcym jedynie na przyspieszanie
HEV musia∏by posiadaç zestaw silnik-
generator o mocy 7.5 kW (10 KM). Aku-
mulatory nigdy by si´ wtedy nie roz-
∏adowa∏y, poniewa˝ 7.5-kilowatowy
zestaw pokrywa∏by ca∏kowite zapotrze-
bowanie na energi´. Dla porównania sil-
nik wspó∏czesnego auta ma moc 75 kW.

Warto dodaç, ˝e Renner i O’Connell

uzyskali powy˝sze wyniki dzi´ki kom-
puterowym symulacjom i poddajàc eks-
perymentalne pojazdy standardowym
samochodowym testom: przyspiesze-
nia, jazdy na wprost ze sta∏à pr´dkoÊcià
i hamowania na poziomej drodze. Aby
pokonaç wzniesienie lub wyprzedziç
inny pojazd (gwa∏townie wzrasta wów-
czas zapotrzebowanie na energi´) silnik
elektryczny i zestaw silnik-generator
musia∏yby mieç 50–100% wi´kszà moc
ni˝ wspomniane 40 kW i 7.5 kW.

Wszystko wskazuje na to, ˝e pomi-

mo zalet hybrydy szeregowej konsor-
cjum PNGV wybierze do swego pierw-
szego prototypu hybryd´ równoleg∏à.
Du˝e podobieƒstwo HEV do pojaz-
dów konwencjonalnych (na czym kon-
sorcjum bardzo zale˝y) by∏oby trudne
do uzyskania w przypadku hybrydy
szeregowej. Dla równoleg∏ej o masie
1000 kg, podobnej do jednego z obecnie
produkowanych aut Êredniej wielkoÊci,
potrzebny by∏by silnik spalinowy o mo-
cy oko∏o 100 kW. Spe∏nienie przez po-
jazd ˝àdanych wymogów pociàga za
sobà jednak koniecznoÊç innowacji
w wielu obecnie stosowanych techno-

logiach. Chodzi tu m.in. o l˝ejsze nad-
wozia, sprawniejsze silniki spalinowe,
elektryczne, lepsze akumulatory, spraw-
niejsze generatory. Prawie çwierç wieku
temu pisa∏em w kilku artyku∏ach i ra-
portach, ˝e wszystkie te udoskonalenia
sà konieczne.

PNGV przyj´∏o trzyletni program roz-

woju. Pod koniec tego roku powinna
zostaç og∏oszona lista rozwiàzaƒ, nad
którymi prace b´dà kontynuowane.
W kwietniu br. National Research
Council (NRC) skrytykowa∏a PNGV za
brak koncentracji na najbardziej obie-
cujàcych technologiach. Wed∏ug NRC:
„Nieustosunkowanie si´ do tego pro-
blemu mo˝e doprowadziç do zagro˝e-
nia ca∏ego programu.” W raporcie wska-
zano, ˝e wi´cej czasu i pieni´dzy
powinno si´ przeznaczyç na prace nad
akumulatorami litowo-jonowymi i ni-
klowo-metalowo-wodorkowymi, syste-
mami elektronicznymi i tanimi silnika-
mi wysokopr´˝nymi.

W USA prace nad HEV wspiera za-

równo rzàd, jak i przemys∏, g∏ównie za
poÊrednictwem PNGV. Ford, General
Motors i Chrysler opracowujà jednocze-
Ênie szeregowe i równoleg∏e hybrydy
z nadziejà, ˝e w dajàcej si´ przewidzieç
przysz∏oÊci trafià one do seryjnej pro-
dukcji. Powodzenie b´dzie zale˝a∏o od
istotnych ulepszeƒ pewnych elemen-
tów, przede wszystkim akumulatorów.
Jednym z wi´kszych sukcesów okaza-
∏o si´ zastosowanie akumulatorów ni-
klowo-metalowo-wodorkowych, pro-

dukowanych przez GM Ovonic and
Energy Conversion Devices w Troy (Mi-
chigan) z pomocà finansowà przemy-
s∏u i PNGV. Pobierajàc energi´ z samych
tylko akumulatorów, pojazd hybrydo-
wy z akumulatorami niklowo-metalo-
wo-wodorkowymi zajedzie dwa razy
dalej ni˝ identyczny HEV z akumulato-
rami o∏owiowymi o takiej samej masie.

D∏uga lista

Jakie jest prawdopodobieƒstwo, ˝e

PNGV osiàgnie zamierzone cele? Nie-
zbyt du˝e. Do roku 2000 konsorcjum
powinno zaprezentowaç je˝d˝àce auta
testowe, do roku 2004 przygotowaç go-
towy do produkcji prototyp spalajàcy
3 l/100 km, majàcy niskà emisj´ zanie-
czyszczeƒ oraz takie same osiàgi, cen´
i poziom bezpieczeƒstwa jak konwen-
cjonalne auta. Z uwagi na bliskoÊç tych
terminów nie ma innego wyjÊcia, jak
zbudowaç superpojazd od razu, bez eta-
pów poÊrednich, czyli na przyk∏ad sa-
mochodu spalajàcego 4–5 l /100 km. To
troch´ tak, jakby w czasie pierwszego
za∏ogowego lotu w kosmos trzeba by∏o
polecieç na Ksi´˝yc i z powrotem.

Co wi´cej, wcià˝ nie wiadomo, jakie

procedury b´dà stosowane do testowania
pojazdów hybrydowych. Wed∏ug jednej
z propozycji na poczàtku i koƒcu testów
okreÊlajàcych zu˝ycie paliwa akumulato-
ry samochodów powinny byç na∏ado-
wane do tego samego poziomu. Oblicza-
jàc ekonomicznoÊç hybrydy, energi´

Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997 45

WZRASTAJÑCA LICZBA OBROTÓW NA MINUT¢

8

8.8

9.1

9.6

10.5

11.2

12.8

WZRASTAJÑCY MOMENT OBROTOWY

MOME

NT OBROTO

WY PRZY OTWARTEJ PRZE

PUSTNIC

Y

SILNIK SPALINOWY osiàga maksymalnà sprawnoÊç w wàskim zakresie obrotów i mo-
mentu obrotowego – ciemnozielony obszar na rysunku. Na tym poziomie sprawnoÊci móg∏-
by spalaç 8 l/100 km. Hybryd´ szeregowà mo˝na zaprojektowaç tak, by jej silnik praco-
wa∏ tylko w obszarze maksymalnej sprawnoÊci, hybryd´ równoleg∏à natomiast, tak aby
pracowa∏ w zakresie szerszym, reprezentowanym przez obszar ciemno- i jasnozielony.

JOHNNY JOHNSON

elektrycznà potrzebnà do do∏adowania
akumulatorów przeliczano by na jej
ekwiwalent w paliwie i dodawano do
paliwa zu˝ytego podczas testu. Na
pierwszy rzut oka metoda wydaje si´
sensowna. Jednak po prostu sumujàc te
dwie iloÊci energii, z za∏o˝enia pomija-
my fakt zamiany jej êród∏a – z samocho-
dowego silnika spalinowego na elek-
trowni´ – co stanowi istot´ koncepcji
pojazdów z nap´dem alternatywnym.

Skoro PNGV wydaje si´ nieco zba-

czaç z kursu, co mo˝emy powiedzieç
o programach innych krajów? W nie-
wielkiej liczbie elektryczne pojazdy hy-
brydowe buduje si´ na ca∏ym Êwiecie.
Sukcesem mo˝e si´ pochwaliç Japonia,
gdzie HINO Motors wyprodukowa∏a
kilkanaÊcie hybrydowych autobusów –
przyczynà ich powstania by∏a koniecz-
noÊç ograniczenia emisji czàstek sta∏ych
wyrzucanych przez silniki Diesla pod-
czas przyspieszania. W autobusach HI-
NO silnik Diesla wspomagajà podczas
przyspieszania akumulatory kadmowo-
niklowe i silnik elektryczny, dzi´ki cze-
mu nie unoszà si´ za samochodami ob-
∏oki spalin. Akumulatory sà ∏adowane
podczas jazdy mi´dzy przystankami
i regenerujàcego hamowania.

Generalnie, w przeciwieƒstwie do

PNGV, w europejskich i japoƒskich pla-
nach rozwoju HEV k∏adzie si´ nacisk na
wykorzystanie istniejàcych lub tylko nie-
znacznie zmodernizowanych technolo-
gii. Europejczycy i Japoƒczycy koncen-
trujà si´ w du˝o wi´kszym stopniu ni˝
ich amerykaƒscy koledzy na zreduko-
waniu kosztów produkcji i szybkim
wprowadzeniu samochodów na rynek.
Volkswagen, Mitsubishi i Toyota oraz
kilku innych producentów prowadzi
badania na w∏asny koszt. W Zurychu
ju˝ od dwóch lat trwajà testy 20 pojaz-
dów hybrydowych Volkswagena o kon-
strukcji równoleg∏ej; wykaza∏y one, ˝e
równoczesne ograniczenie emisji zanie-
czyszczeƒ i zmniejszenie zu˝ycia pali-
wa jest mo˝liwe.

Niezale˝nie od tego, w którym kraju

buduje si´ pojazdy hybrydowe (albo in-
ne pojazdy z alternatywnym êród∏em
zasilania), sukces zale˝y od kosztów ich
zakupu i eksploatacji, te zaÊ – od cen
paliw. Formu∏a jest prosta: im dro˝sza
benzyna, tym bardziej prawdopodob-
ne, ˝e ludzie b´dà szukaç innych roz-
wiàzaƒ. Chocia˝ tak naprawd´ nie ma
danych o sprzeda˝y HEV, które mo˝-
na by poddaç analizie, jednak obserwo-
wana ostatnio przez krótki czas reak-
cja rynku na pojazdy elektryczne
pozwala przypuszczaç, ˝e ceny paliw
muszà byç znacznie wy˝sze ni˝ obec-
nie, aby ludzie kupowali lub wypo˝y-
czali takie auta.

Kierowcy w Europie i Japonii p∏acà

za benzyn´ trzykrotnie wi´cej ni˝ Ame-
rykanie. Pomimo to sprzedano tam zni-
komà, jeÊli wziàç pod uwag´ wielkoÊç
rynku, liczb´ samochodów elektrycz-
nych. Nie pomagajà nawet hojne dotacje
rzàdów i producentów aut. Sprzeda˝
pojazdów elektrycznych ani w Japonii,
ani nigdzie w Europie nie osiàgn´∏a na-
wet 1% sprzeda˝y wszystkich samocho-
dów. Planowana przez Peugeota i Re-
nault sprzeda˝ we Francji w 1996 i 1997
roku kilkunastu tysi´cy elektrycznych
pojazdów si´ nie powiod∏a. Op∏ywowy
i efektowny EV1 General Motors, wpro-
wadzony na rynek w grudniu 1996 ro-
ku w Kalifornii i Arizonie, sprzedaje si´
gorzej, ni˝ oczekiwano. Te kilkaset aut
na drogach prowadzà ekologicznie
uÊwiadomieni kierowcy, którzy posia-
dajà po kilka samochodów i których
mo˝na scharakteryzowaç: zieloni majà-
cy „zielone”.

Czas poka˝e, czy dzi´ki ustawom rzà-

dowym osiàgnie si´ to, do czego nie
uda∏o si´ doprowadziç subsydiami
i agresywnymi akcjami marketingowy-
mi. W 1990 California Air Resources
Board (CARB – Kalifornijska Rada ds.
Zasobów Powietrza) nakaza∏a, by do
1998 roku 2% aut sprzedawanych przez
amerykaƒskà Wielkà Trójk´ i japoƒskà

Wielkà Czwórk´ stanowi∏y pojazdy
o zerowej emisji spalin. Jedyne nie wy-
dzielajàce spalin podczas jazdy by∏y
wtedy i sà nadal samochody elektrycz-
ne. Niestety dost´pne na rynku akumu-
latory sprawiajà, ˝e zasi´g tych aut jest
dla przeci´tnego nabywcy nieatrakcyj-
ny – nawet jeÊli to jego drugi samochód.
Oczywistym rozwiàzaniem jest HEV.
Chocia˝ z poczàtku CARB nie uznawa∏
hybryd za pojazdy nie zanieczyszczajà-
ce Êrodowiska, obecnie rozwa˝a takà
mo˝liwoÊç, ale pod warunkiem jedno-
czesnego wprowadzenia skomplikowa-
nych zasad okreÊlania zu˝ycia przez nie
paliwa i emisji zanieczyszczeƒ.

Mo˝liwe nawet, ˝e w przysz∏oÊci

CARB albo inna rada ustali, jaki procent
ogólnej sprzeda˝y samochodów ma
osiàgnàç sprzeda˝ HEV przed okreÊlo-
nà datà. Próbowano ju˝ tego sposobu
z autami czysto elektrycznymi, ale
w przypadku samochodów hybrydo-
wych mielibyÊmy do czynienia z od-
miennà sytuacjà: wytwórcy nie mogli-
by t∏umaczyç si´, ˝e klienci nie chcà
kupowaç tych pojazdów z powodu ich
ma∏ego zasi´gu lub niewystarczajàcych
osiàgów.

Czy producentom HEV uda si´ zy-

skaç spo∏ecznà akceptacj´ dla samocho-
dów oszcz´dzajàcych paliwo i ograni-
czajàcych emisj´ spalin? Z pewnoÊcià
tak, jeÊli wydarzenia polityczne (np. ko-
lejna wojna w Zatoce Perskiej) lub inne
gwa∏towne zmiany spowodujà nag∏y
wzrost cen benzyny. Ale zanim los zmu-
si nas do pospiesznego szukania wyj-
Êcia z sytuacji, czemu nie próbujemy
rozwiàzaç problemu w sposób racjonal-
ny? Zbudujmy auto hybrydowe nada-
jàce si´ do masowej produkcji, spalajà-
ce 5 l/100 km i je˝d˝àce jak normalny
samochód. I nie przerywajmy prac, do-
póki nie b´dzie paliç 3 l/100 km, a lu-
dzie nie zacznà go kupowaç.

T∏umaczy∏

Robert Przybylski

46 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997

Informacje o autorze

Viktor Wouk mieszka w Nowym Jorku i spe-

cjalizuje si´ w dziedzinie samochodów elek-

trycznych i hybrydowych. Jest w∏aÊcicielem

10 patentów na elektryczne i elektroniczne

urzàdzenia oraz systemy, w tym zwiàzane

z kontrolà pr´dkoÊci i hamowaniem pojaz-

dów elektrycznych. Po za∏o˝eniu dwóch do-

brze prosperujàcych firm w latach szeÊçdzie-

siàtych zajà∏ si´ wy∏àcznie hybrydami

i autami elektrycznymi, budujàc taki pojazd

we wczesnych latach siedemdziesiàtych.

Obecnie jest amerykaƒskim doradcà Interna-

tional Electrotechnical Commission badajà-

cej drogowe pojazdy elektryczne; dzia∏a tak-

˝e w New York Academy of Sciences.

Literatura uzupe∏niajàca

AN EXPERIMENTAL ICE/BATTERY-ELECTRIC HYBRID, WITH LOW EMISSIONS AND LOW FUEL CONSUMPTION

CAPABILITY

. Victor Wouk; Society of Automotive Engineers, Warrendale, Pa. (Congress and

Exhibition, Detroit, Mich.) Publikacja SAE Nr 760123, II/1976.

THE HYBRID CAR REVISITED

. Roy A. Renner i Lawrence G. O’Connell, Proceedings of the 8th Inter-

national Electric Vehicle Symposium, Washington, D. C., 21-23 X 1986, ss. 219-227. Departament

Energetyki, Raport nr CONF-8610122, 1986.

HISTORY OF THE ELECTRIC AUTOMOBILE: BATTERY-ONLY POWERED CARS

. Earnest H. Wakefield; So-

ciety of Automotive Engineers, Warrendale, Pa., 1994.

EVS UNPLUGGED: HYBRID ELECTRIC VEHICLES BOOST RANGE, BUT NOT POLLUTION

. Victor Wouk, Brad-

ford Bates, Robert D. King, Kenneth B. Hafner, Lembit Salasoo i Rudolph A. Koegl, IEEE Spec-

trum, vol. 32, nr 7, ss. 16-31, VII/1995.

POLICY IMPLICATIONS OF HYBRID-ELECTRIC VEHICLES

. Raport koƒcowy dla NREL, Subcontract

nr ACB-5-15337-01. J. S. Reuyl i P. J. Schuurmans. NEVCOR, Inc., Stanford, Califor-

nia, 22 IV 1996. Wi´cej informacji w WWW pod adresem: http://www.hev.doe.gov/

papers/nevcor.pdf