26 příloha časopisů Elektro a Automa 2013 perspektivy elektromobility Úvod Hybridní pohony kladou na řídicí jednot-ku vozidla vysoké nároky, co se týče spolu-práce jednotlivých komponent. Proto je nut-né znát nejen všechny význačné charakteris-tiky a parametry jednotlivých prvků pohonu, ale zabývat se i tím, jak nejlépe optimalizovat výkon hybridního pohonu jako celku. Daný problém můžeme demonstrovat na současném moderním domě. I ten se snaží ušetřit energii pomocí hybridních technologií – slunce může nejen ohřívat vodu, ale i dodávat elektrickou energii, a ta se v případě přebytku může skla-dovat v akumulátorech, či je možné pomocí zateplení společně s rekuperačním větráním minimalizovat tepelné ztráty. Smyslem hyb-ridizace je tedy obecně:a) z hlediska ekonomie rozložit zátěž na ví-cero zdrojů – primárních i sekundárních, a tak optimalizovat spotřebu energie, b) z hlediska životního prostředí šetrnost vyu-žívaných zdrojů energie, tj. je snížena spo-třeba škodlivějšího zdroje a tento úbytek je ošetřen environmentálně čistším zdrojem. Dimenzování Rozvíjejme nyní úvodní přirovnání hyb-ridního pohonu vozidla k modernímu níz-koenergetickému domu. Jestliže se rozhod-neme nezůstat odkázaní jenom na distribuční síť a pořídit si sekundární zdroje energie, mu-síme správně odhadnout základní parametry každého z nich. Ty se nejlépe odhadnou z dia-gramu zatížení, což je závislost výkonu určité jednotky či celku na čase, přičemž sledované období může být den, týden, rok apod. Pro nás nejdůležitějším parametrem vyčteným z toho-to diagramu je zatěžovatel (capacity factor), udávající poměr skutečně spotřebované ener-gie (integrace plochy pod křivkou) a možné energie, která by byla spotřebována, pokud by zdroj po celou dobu pracoval na plný výkon (a tedy ho lze též vyjádřit jako poměr doby, po kterou by zdroj pracoval na plný výkon a ce-lého sledovaného období). Využíváme-li jen jeden zdroj, musíme ho dimenzovat tak, aby pokryl i špičky diagramu (zatěžovatel se blí-ží jedné). Pokud však myslíme „hybridně“, stačí, aby primární zdroj pracoval mírně nad svým středním zatížením (zatěžovatel je re-lativně malý), a špičky diagramu budou po-kryty sekundárními zdroji. Hybridní pohon se dimenzuje velmi po-dobně. U slabých hybridů (mild hybrids) je tu primární zdroj, většinou spalovací motor, který pokrývá většinu energie, zatímco se-kundární zdroj, nejčastěji akumulátor, sbírá energii z brzdění a zpětně ji v případě potře-by dodává pohonu (proto název rekuperač-ní brzdění). U silných hybridů (full hybrids) je elektromotor primárním zdrojem, zatím-co spalovací motor pohánějící generátor mu pouze jako sekundární zdroj dodává energii. Každá koncepce má svoje výhody i nevýho-dy, ale princip zůstává stále stejný – diver-zifikace spotřeby paliva tak, aby (1) došlo k úspoře; (2) snížila se environmentální zátěž.TriHyBus ÚJV Řež a. s. provozuje v ČR autobus s hybridním pohonem – TriHyBus (Triple Hybrid Bus). Primárním zdrojem je zde pali-vový článek (PEM 50 kW), sekundárními pak Li-ion akumulátory a ultrakapacitor. Jejich umístění je na obr. 1. Výhodou vodíkových technologií je bezemisní provoz, a proto se s úspěchem mohou používat ve velkých měs-tech. Nevýhodou je potřeba vybudovat vodí-kovou infrastrukturu a potřeba vyřešit hos-podárné získávání vodíku (elektrolýza vyža-duje levnou energii). Přesto mají vodíkové technologie budoucnost, neboť pro rozšíření dnes silně podporovaných plug-in hybridů by bylo nutné kompletně předimenzovat stáva-jící elektrizační síť a vybudovat nové zdroje elektrické energie. Obecné schéma toků energie (výkonu) hybridního pohonu je na obr. 2. Ultrakapa-citor a Li-ion akumulátory jsou brány z hle-Optimalizační metody pro hybridní pohony Ing. Michal Morte, ÚJV Řež a.s.Obr. 1. Umístění jednotlivých komponent v TriHyBusu tlakové nádrže s vodíkem chladič palivového článku ultra-kapacitory řídicí jednotka DC-DC brzdový rezistor palivové články Li-ion akumulátory chladič palivového řlánku tlakové nádrže s vodíkem ultrakapacitory řídicí jednotka DC-DC brzdový rezistor palivové články Li-ion akumulátory účinnost nabíjení H2 tlakové nádrže Ultrakapacitory Li-ion akumulátory Palivové články Řídící jednotka DC-DC Brzdový odporník Chladič palivového článku účinnost nabíjení účinnost palivového článku účinnost motoru baterie a ultrakapacitor Pnabíjení Pnabíjení1 Pbus Ppohon Ppc Ppc1 Pmech Pmaření Postatní Obr. 2. Schéma toků energie hybridního pohonu TriHyBusu