Cara Kerja Kendaraan Hibrida: Menggabungkan Motor Listrik dan Mesin Bensin

Menurut Pusat Data Bahan Bakar Alternatif (AFDC) Departemen Energi AS, kendaraan listrik hibrida (HEV) menggabungkan mesin bensin dengan penyalaan bunga dengan satu atau lebih motor listrik yang menarik daya dari paket baterai. Tidak seperti hibrida plug-in, baterai hibrida konvensional tidak dapat diisi daya dari stopkontak listrik; baterai hanya diisi ulang melalui mesin bensin dan pengereman regeneratif.

Komponen utama

AFDC mencantumkan bagian inti dari powertrain HEV: mesin pembakaran internal, motor traksi listrik, generator listrik, paket baterai traksi, pengontrol elektronik daya yang mengatur arus dan kecepatan motor, konverter DC/DC yang menurunkan tegangan untuk aksesori onboard, dan transmisi yang mengirimkan daya mekanis dari mesin dan motor ke roda.

Bagaimana dua sumber daya berbagi pekerjaan

Menurut fueleconomy.gov, mesin bensin dan motor listrik dikelola secara otomatis oleh sistem kontrol kendaraan, yang terus-menerus memutuskan berapa banyak masing-masing harus berkontribusi. Pada kecepatan rendah dan akselerasi ringan, banyak hibrida dapat berjalan hanya pada motor listrik. Pada kecepatan jelajah, mesin pembakaran biasanya melakukan sebagian besar pekerjaan. Dalam akselerasi keras atau di bukit, mesin dan motor dapat menggabungkan keluaran mereka, dan ketika mobil berhenti mesin mati sehingga tidak ada bahan bakar yang terbuang saat menganggur.

Deskripsi resmi Toyota dari sistem Hybrid Synergy Drive-nya, yang digunakan di seluruh jajaran hibridanya, memberikan contoh konkret dari logika ini: saat idle atau berhenti, Toyota mengatakan 'kedua mesin secara otomatis dimatikan sehingga tidak ada energi yang terbuang sia-sia,' sementara di bukit atau saat menyiap Toyota menyatakan bahwa 'kedua mesin memberdayakan kendaraan untuk memberikan kinerja maksimal.' Toyota juga mengatakan sistemnya memungkinkan pengemudi untuk mempercepat hingga 50 km/h hanya dengan daya listrik dalam mode EV, tanpa menghasilkan emisi gas buang selama fase tersebut.

Pengereman regeneratif: memulihkan energi yang sebaliknya akan hilang

Pengereman regeneratif adalah teknologi yang memungkinkan hibrida mengisi ulang baterainya tanpa perlu di-plug in. Fueleconomy.gov menjelaskan bahwa sistem 'menggunakan gerakan maju roda untuk memutar motor,' yang menghasilkan listrik sambil juga membantu memperlambat mobil, bukan membuang energi itu murni sebagai panas melalui rem gesek konvensional. AFDC mengkonfirmasi bahwa generator listrik menangkap energi dari roda pengereman dan mengarahkannya kembali ke baterai traksi.

Konfigurasi seri, paralel, dan plug-in

Hibrida plug-in tidak semua tersambung dengan cara yang sama. Deskripsi fueleconomy.gov tentang kendaraan listrik hibrida plug-in (PHEV) membedakan PHEV paralel, atau 'dicampur,' di mana mesin dan motor listrik keduanya terhubung secara mekanis ke roda dan dapat menggerakkannya secara langsung, dari PHEV seri, di mana hanya motor listrik yang memutar roda sementara satu-satunya pekerjaan mesin bensin adalah menghasilkan listrik untuk motor itu. Fueleconomy.gov mencatat bahwa PHEV seri juga dikenal sebagai kendaraan listrik jangkauan diperpanjang (EREV).

Kendaraan listrik hibrida plug-in (PHEV) menambahkan baterai yang lebih besar dan dapat diisi ulang secara eksternal ke konsep dasar yang sama. Fueleconomy.gov menyatakan bahwa PHEV 'dapat menyimpan cukup listrik untuk mengurangi penggunaan minyak bumi mereka secara signifikan dalam kondisi berkendara khas,' dan bahwa, tergantung pada modelnya, mereka menggunakan kira-kira 30% hingga 60% lebih sedikit minyak bumi dibandingkan kendaraan konvensional. Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) menyatakan bahwa PHEV membawa baterai dan motor listrik bersama tangki bensin dan mesin pembakaran internal, dan bahwa mereka 'menghasilkan emisi gas buang saat bensin digunakan sebagai sumber bahan bakar,' menjadikan mereka lebih bersih daripada mobil bensin konvensional tetapi bukan bebas emisi seperti kendaraan listrik bertenaga baterai.

Mengapa menggabungkan dua sumber menghemat bahan bakar

AFDC menjelaskan bahwa powertrain ganda memungkinkan pabrikan mobil memasang mesin bensin yang lebih kecil daripada mobil konvensional yang sebanding, karena motor listrik dapat memasok torsi tambahan saat dibutuhkan, seperti saat akselerasi atau pendakian bukit. AFDC menyatakan bahwa ini 'berpotensi memungkinkan mesin yang lebih kecil,' dan kombinasi pengisian daya regeneratif, bantuan motor, dan pengurangan idling menghasilkan ekonomi bahan bakar yang lebih baik tanpa mengorbankan kinerja. Angka Toyota sendiri menggambarkan efeknya di tingkat model: perusahaan mencantumkan konsumsi bahan bakar model Auris Hybrid Synergy Drive-nya pada 3,8 liter per 100 km dalam berkendara normal, dengan emisi CO2 87 gram per km.