Heeft de hybrideaandrijving kans van slagen? Sommige autofabrikanten zijn er in ieder geval druk mee. Maar welk systeem gaat het maken?
Een hybride heeft voordelen, maar zeker ook nadelen. Door de toevoeging van extra componenten ten opzichte van een auto met louter een verbrandingsmotor is een hybride duurder en zwaarder. Het hogere gewicht is strijdig met de belangrijkste reden om een hybride te ontwikkelen: een lager brandstofverbruik en terugdringing van de emissies. Daarnaast vragen de bijkomende onderdelen van de hybrideaandrijving om extra inbouwruimte. Het kan echter anders: door componenten op een slimme manier samen te voegen, ontstaan lichtere, goedkopere en zuinigere hybrides.
EVT
De bekende hybrideconcepten, zoals toegepast in de Toyota Prius, beschikken over twee elektromotoren. Siemens VDO Automotive, TNO Automotive en de TU Delft hebben een elektrisch variabele transmissie (EVT) ontwikkeld, bestaande uit twee elektromotoren die dusdanig zijn gecombineerd dat ze een geïntegreerd en compact systeem vormen. In de EVT zijn de rotors van de beide elektromotoren in één onderdeel geïntegreerd, met één gemeenschappelijke juk. De voordelen zijn onder meer een lage massa en kleine afmetingen. De EVT wordt rechtstreeks aangedreven door een verbrandingsmotor, in dit geval een 1,5 liter, 57 kW leverende viercilinder benzinemotor. In vergelijking met een Toyota Prius is een hybride volgens het EVT-concept technisch minder complex. Een conventionele automatische transmissie ontbreekt, net als in de Prius. Bovendien ontbreekt elke vorm van overbrenging; de EVT heeft slechts twee roterende delen.
Hybridefuncties
Uiteraard is een hybride volgens het EVT-concept met een speciale batterij uitgerust, die tijdens het rijden kan worden opgeladen en vervolgens zijn energie weer kan afgeven. Een EVT-hybride beschikt over een start-stop functie, regeneratie van remenergie, de mogelijkheid om tijdelijk volledig elektrisch te rijden en een ‘boost-functie’ om kortstondig betere prestaties te leveren. Volgens de partijen achter EVT vraagt een 1.470 kilo wegende auto, voorzien van een EVT en de genoemde 1,5 liter benzinemotor gemiddeld slechts 4,3 liter brandstof per 100 km.
Directhybride
Een variant op het ‘twee elektromotoren in één concept’ is de directhybride van Volkswagen. Een rotor die dient als generator en een rotor in de functie van aandrijvende elektromotor zijn naast elkaar in een gemeenschappelijke behuizing ondergebracht. De ‘generatorrotor’ is vast met de krukas van de verbrandingsmotor verbonden, de ‘aandrijfrotor’ staat zonder tussenliggende overbrengingscomponenten in verbinding met het differentieel van de aangedreven as. De beide rotors beschikken over een gemeenschappelijke, binnen de rotors axiaal verschuifbare stator. De werkzame lengte van de stator in het generator- of aandrijfgedeelte bepaalt de mate waarin vermogen wordt opgeslagen en/of wordt afgegeven. Voorbeeld: als de stator zich volledig binnen de rotor van de generator bevindt, wordt alle door de verbrandingsmotor opgewekte energie in de accu opgeslagen.
Hoog rendement
Een voordeel van de directhybride is dat de startmotor, koppeling, overbrenging, dynamo en vliegwiel komen te vervallen. Dankzij een elektrische verbinding van de statorwikkeling met de accu, via een DC/DC-omzetter, zijn hybridefuncties zoals ‘boosten’, terugwinnen van remenergie, start-stop en volledig elektrisch rijden mogelijk. De directhybride heeft ten opzichte van een seriële hybride een beter rendement. Een seriële hybride is een hybride waarbij de energie van de verbrandingsmotor volledig in elektrische energie wordt omgezet, waarna de elektromotor voor de aandrijving zorgt. Ten opzichte van een parallelle hybride (verbrandings- en elektromotor verzorgen samen de aandrijving) bestaat de directhybride uit minder componenten en vraagt ook minder inbouwruimte. Een ander voordeel is dat de directhybride minder complex is.