Historie PHEV: To nejlepší nebo nejhorší řešení?

BYD F3DM je poměrně významný automobil. Když napíšu, že je v dějinách zapsán tučným písmem, bude to možná trochu přehnané, ale ne zas tak moc. Čím je tedy tak důležitý? Tento jinak poměrně nezajímavý automobil byl totiž prvním standardně prodávaným plug-in hybridním autem v podobě, jak ho známe dnes, a to už mu nikdo nevezme.

Ti, kdo se o automobily trochu víc zajímají (předpokládám, že to jsou na autíčkaři všichni), jistě namítnou, že technicky prvním plug-in hybridním automobilem bylo Lohner-Porsche Mixte Hybrid. Vždyť kdo by to auto neznal, že. Ale právě BYD s chytlavým názvem (F3DM) byl tím prvním novodobým plug-in hybridem. Tím který se první začal vyrábět v nějakém větším měřítku a také prodávat veřejnosti.

K tomu, abychom dostali o tomto odvětví alespoň nějakou představu, přiblížím stručně celou historii. Ono to nebude tak těžké, protože popravdě není moc dlouhá, i když začíná už velmi dávno. Vše začalo již v devatenáctém století zmíněným Lohner-Porsche. Ferdinand Porsche to nakonec stihnul jen tak tak, ale v roce 1899 (bylo mu tehdy 24 let) představil svůj elektromobil, který vyvinul ve vídeňské motorárně Lohner. Ano, nejdříve byl automobil čistým elektromobilem, který měl v každém z předních kol jeden elektromotor (tedy pohon 2WD). Hned po představení byl ale automobil upraven, a to významně. Elektromotor se nastěhoval do každého ze čtyř kol, každý poskytoval výkon kolem tří koní (krátkodobě až sedm) a kromě elektřiny z baterie mohla také všechna kola pohánět elektřina z přidaného benzínového motoru. Auto se tak stalo prvním nabíjecím hybridem a také prvním autem s pohonem všech čtyř kol. Pan Lohner tehdy řekl o Ferdinandu Porsche: „Je velmi mladý, ale myslím, že má před sebou ještě velké věci. Určitě o něm ještě uslyšíme.“ Dneska můžeme potvrdit, že se pan Lohner rozhodně nemýlil.

No a pak dlouho nic. Jakože ale opravdu dlouho. V roce 1969 byla zmínka ve vědeckém časopise Popular Science o tom, že koncern GM zadal svým vývojářům nový projekt na vývoj právě hybridního automobilu do zásuvky. Ale jak vývojáři samotného GM, tak i Pontiacu své koncepty pojali příliš bláznivě na to, aby se alespoň přemýšlelo nad sériovou výrobou. Ale proč taky, Detriot chrlil jeden osmiválec za druhým a koho v té době (ještě pár let před ropnou krizí) zajímala nějaká spotřeba benzínu… Takže co vzniklo? Projekt GM XP-883 byl velmi malým třídveřovým hatchbackem, který poháněl motor o objemu pouhých 570 ccm a k tomu šest 12voltových baterií uložených mezi zadními koly. To by ještě znělo poměrně použitelně, ale to, že zadní sedadla byla protisměrná a vystupovalo se kufrovými dveřmi, už moc přijatelně neznělo. Pontiac X-4 pak spojoval baterie a elektromotor s leteckým hvězdicovým motorem, což taky nebylo právě praktické. Zas to alespoň bylo auto s motorem uprostřed, a to správného Autíčkáře vždycky potěší.

Přibližně o dva roky později začal Dr. Andy Frank pracovat na automobilu „který se zapojí přes noc pro úspornou jízdu po městě“. Byl profesorem leteckého a strojního inženýrství na alifornské univerzitě v Davisu a přezdívá se mu otec plug-in hybridu. O něm ještě uslyšíte.

Pak se sem tam objevil nějaký zajímavý projekt, ale nejednalo se o nic, co by mělo potenciál vyrábět se ve velkém nebo za sebou mělo nějakou velkou automobilku. Tím se stal až projekt pánů z Ingolstadtu. Audi Duo se představilo v roce 1989 na základech velkého Audi 100 Avant Quattro. Automobil měl elektromotor Siemens o výkonu 9,4 kW, který poháněl zadní kola. Energii dodávala nikl-kadmiová baterie namontovaná v kufru. Přední kola vozidla poháněl 2,3litrový pětiválec o výkonu 101 kW. Záměrem bylo „vyrobit vozidlo, které by mohlo fungovat na motor na venkově a na elektrický režim ve městě.“ Nabíjet bylo možné přes kabel, rekuperací nebo přes solární panel umístěný na střeše. Provozní režim si mohl zvolit řidič a Audi mělo zvládnout až 40 čistě elektrických kilometrů, pokud rychlost nepřesáhla 50 km/h, pak se spustil spalovací motor. Nakonec bylo vyrobeno pouze deset vozidel a přílišné nadšení projekt nezískal. Nevýhodami byly především vysoká hmotnost, nízký výkon elektromotoru a příliš vysoká (hypotetická) cena sériových vozů. Technologie zkrátka nebyly ještě připraveny.

Vraťme se k profesoru Frankovi. Po dvaceti letech vývoje kolem roku 1990 začaly jeho prototypy technologií získávat pozornost. Financování mu začaly poskytovat jak velké automobilky (Nissan, Ford, GM a další), tak i třeba technologické společnosti a také národní instituce, a byl tak založen technologický ústav UC Davis PH&EV Research Center. Právě Frank začal prosazovat dnes používaný termín plug-in hybrid. Ten chtěly některé automobilky později opustit, především po úspěchu hybridního Priusu, který měl především výhodu v tom, že se „nemusel nikam zastrkávat“ a ta část „plug-in“ by strašila zákazníky prací navíc, ale jak nyní víme, termín se užívá dodnes. Z tohoto technologického centra neuvidíme žádné speciální auto, jenže to ani nebylo jeho cílem. Ústav hlavně nastavuje některé normy a standardy a výsledky jeho výzkumu používají automobilky pro vývoj svých systému. Také si z něj berou inspiraci mnozí zákonodárci (především ti kalifornští – dříve než jiní), kteří pak nastavují nové limity škodlivin pro další období. To jsou právě ti, díky kterým jsou nové normy přísnější a limity pro jejich splnění kratší.

Pojďme ale ke konkrétním automobilům. Velkou šanci být prvním PHEV prodávaným automobilem měl paradoxně elektromobil General Motors EV1. Nestalo se tak ze spousty důvodů. Hlavně se nejednalo o auto, které se prodávalo – GM ho nakonec jen pronajalo přibližně dvěma tisícům zákazníků. Po pár letech si od nich auta zas odkoupilo a nechalo skoro všechna sešrotovat. Inženýři si ale při vývoji byli vědomi, že dojezd kolem 250 km by americkým zákazníkům nemusel stačit a měli vymyšlenou řadu dalších variant včetně diesel elektrického dobíjecího hybridu. Vedení ale toto vylepšení smetlo ze stolu. Už tak bych projekt neskutečně drahý a ztrátový…

Na konci minulého tisíciletí pak Audi představilo druhou generaci svého projektu Duo. Tentokrát to byl vůz založený na první generaci A4 Avant (označení B5) a už se to pomalu začínalo přibližovat použitelné formě. Vůz byl vybaven bájným naftovým čtyřválcem 1.9 TDI 66 kW a k tomu elektromotorem o výkonu 21,3 kW. Baterie o váze 320 kg zas vyplnily podlahu zavazadelníku, dalo se na ně ujet až 50 km a limitem pro sepnutí spalovacího motoru byla nyní rychlost 80 km/h. Plánovala se produkce 500 kusů, ale nakonec se našlo jen 90 fandů, kteří byli ochotní utratit 90 tisíc marek, tedy dvojnásobek proti standardní A4.

Po roce 2000 nabírá vývoj na tempu. Ekologové jsou čím dál hlasitější, klimatologové přinášejí stále strašidelnější scénáře vývoje světa a automobilky tak oznamují vývoj elektrických i plug-in hybridních vozidel jak na běžícím páse. V oblasti plug-in hybridů se začíná objevovat mnoho funkčních prototypů a malinkých sérií skutečně jezdících vozů. Mají společné to, že se zpravidla jedná o implementaci technologie do původně čistě spalovacích vozů a stále šlo z dnešního pohledu o hledání cesty. Někteří jen přidávali baterie o různých kapacitách, ale základem všeho byl stále spalovací motor. Jiní se zas chtěli více soustředit na pohon elektřinou a k většímu balíku baterií dávali malý (někdy motocyklový) spalovací motor.

Mezi ty významnější projekty po začátku nového milénia tak mohu zařadit třeba přestavbu oblíbené dodávky Renault Kangoo s dovětkem Elect'Road. Renault v roce 2003 úplně změnil pohonné ústrojí. Hlavní část tvořily nikl-kadmiové články s elektromotorem a dojezdem 150 km a jen pomocnou částí byl motor o objemu 500 ccm a výkonu 16 kW. Nádrž na benzín měla objem jen deset litrů. Dnes se už tato auta označují spíše jako elektromobily s „prodlužovačem dojezdu“ (range extender). Asi nejznámější byl systém REX v modelu BMW i3. Renault nakonec prodal skoro 500 takto upravených dodávek vybraným zákazníků především v Norsku, Francii a Velké Británii a cena jednoho auta byla cca 25 tisíc € – tedy zas kolem dvojnásobku standardní verze.

Zajímavá byla i přestavba Volkswagenu Jetta, který dostal elektromotor o výkonu 120 kW a olověné akumulátory s kapacitou 8,7 kWh a k nim byl kufru umístěn 1,4litrový motor původně z malého Lupa. To jsou parametry, které nejsou daleko od dnešních PHEV vozů. Jistě také nemohu nezmínit Toyotu Prius. Především s nástupem druhé – té známější, celosvětově prodávané generace zde byly myšlenky na rozšíření baterie, ale do sériové výroby se dostávaly o poznání pomaleji. Party nadšenců to přesto zkoušely na vlastní pěst a zjistily, že přidáním 130 kg baterií bylo možno (v roce 2004) prodloužit dojezd na cca dvojnásobek původního – takže automobil urazil asi 15 km čistě na elektřinu.

Významnějším projektem díky účasti automobilky byla také přestavba naftových dodávek Mercedes Benz Sprinter 311 CDI. PHEV Sprintery měly elektrický dojezd 30 kilometrů a byly ručně sestavované v Sindelfingenu. Stále se však jednalo o testovací provoz. Správně po italsku k této technologii přistoupili také v Piaggiu a připravili přestavbu jejich národního klenotu – malého skútru Vespa. Plug-in hybridní prototypy založené na standardních modelech Vespa LX50 a Piaggio X8 125 nesly označení HyS (Hybrid Scooters) a oba skútry měli být po městě schopné ujet až 20 kilometrů čistě na elekřinu (do rychlosti 35 km/h).

Významný je ale rok 2007 a 2008. V roce 2007 totiž Chevrolet představuje svůj koncept s názvem Volt. Koncept, který bych s trochou nadsázky vzhledově přirovnal ke čtyřdveřovému Camaru, měl uvádět novou architekturu E-Flex od GM, která měla k elektromotoru přidávat jakýkoli další zdroj energie, ať už to byl benzínový nebo naftový motor nebo třeba elektřina z palivových článků. Po roce měl Chevrolet už 10 tisíc závazných objednávek, jenže do spuštění sériové výroby ještě zbývají dva roky, a tak nakonec prvenství za první standardně prodávaný plug-in hybrid putuje do Číny.

BYD F3DM PHEV-60, jak zní celý název, se začal prodávat v Číně 15. prosince 2008. Stál 149 800 Juanů (ekvivalent 22 tisíc dolarů) a číslovka na konci značí dojezd na elektřinu v mílích (asi 100 km). Tento systém pojmenování (PHEV-20, PHEV-40 a podobně) se také snažil prosazovat již zmíněný Andy Frank, ale dnes víme, že se to moc nechytlo. F3DM se začal prodávat nejdříve do vládních organizací a úřadů. V prvním roce prodeje se prodalo pouze 48 kusů, ale šlo o dva týdny na konci roku. Jenže ani v dalším roce prodeje moc nerostly. Prvních 100 kusů se podařilo prodat až po osmi měsících.

Pro veřejnost se vůz začal nabízet až v březnu roku 2010 a za zbylých 9 měsíců v tom roce si vůz objednalo jen 417 nadšenců. Nakonec bylo do konce produkce prodáno jen 3284 kusů vozů, na rozdíl od výchozího sedanu F3, který byl třeba jen v roce 2009 prodán 291 tisícům zákazníků a stal se tak nejprodávanějším vozem v daném roce. Problémem jako u většiny byla znovu cena, která byla dokonce 3 x vyšší než výchozí model. Čínská vláda tak připravila pobídku pro výrobce – 50 tisíc juanů na každý prodaný PHEV vůz. Jenže to zajistilo pouze to, že se vůz stal „jen“ 2 x dražší než spalovák….

Původně BYD oznámil prodej tohoto modelu také na americkém trhu, ke kterému ale nakonec nedošlo. Kupodivu se ale spustil prodej v Evropě, a to konkrétně ve Španělsku. V roce 2011 tu našlo majitele osm vozů a o později přibily další dva.

První místo tedy máme obsazené, ale reálně tento pohon do podvědomím lidí dostaly jiné modely. Pro Evropu byl nejdůležitější příchod Opelu Ampera (2012), který byl prvním masověji rozšířeným vozem tohoto typu na starém kontinentě. Pro zbytek světa je to Chevrolet Volt (2010) a také zmíněný Prius Plug-in Hybrid (2012). Do této společnosti patří ale třeba i krásný Fisker Karma (2011), na který možná finančně nedosáhlo tolik lidí, ale ukázat, že hybrid nemusí být jen nudnou krabičkou vejcovitého tvaru. Později se na dlouhou dobu stal celosvětově neprodávanějším PHEV vozem Mitsubishi Outlander (2013). Nakonec nemohu nezmínit první naftový PHEV vůz – Volvo V60 (2012).

A to je vlastně celá historie. I když vývoj této technologie začal v devatenáctém století (těsně, ale přece), její největší progres se udál až na začátku století dvacátého prvního. Dnes se jedná o pohon, který je standardem nabídky většiny výrobců automobilů. Nejčastěji šlo dříve o vozy s dojezdem kolem 50 kilometrů na elektřinu, ale díky vývoji baterií i dalších technologií už začínají být častá i čísla mezi 70 až 80 kilometry. Rekordmanem byl nedávno Mercedes Benz, kdy některé jeho vozy umí ujet i 100 kilometrů bez spáleného fosilního paliva a navíc je možné je nabíjet stejnosměrným proudem (DC) na rychlonabíječkách, což do teď není obvyklé.

Jaký máte názor na plug-in hybridní systémy vy? Berete je jako ideální krok mezi spalovacím a elektrickým vozem, který si z obou světů umí vzít to nejlepší? Nebo jen jako zbytečně složité řešení, které sebou nese negativa obou druhů pohonů?