Czy hybryda ma większe spalanie w trasie? Autostrada, a zużycie paliwa aut hybrydowych

Mit: w trasie (np. autostrada) auta hybrydowe mają mieć większe spalanie względem samochodów spalinowych (bez elementu hybrydowego). Weryfikacja mitu polega na pomiarze rzeczywistego zużycia różnych układów napędowych w ramach tego samego auta (np. Dacia Duster, Volkswagen Golf), jak i porównanie np. hybrydowej Toyoty ze spalinowymi autami konkurencji.

Wiemy, że hybrydy mają niższe zużycie paliwa w mieście, często znacznie, ale jak ze spalaniem w trasie? Wiele osób o pyta „czy hybryda pali więcej w trasie” i w sieci krąży wiele mitów w tej sprawie. Ponieważ miałem okazję przetestować i szczegółowo sprawdzić pod kątem spalania kilkaset samochodów, a w tym z hybrydowym układem napędowym, to mogę udzielić odpowiedzi bazującej na faktach.

Czy hybryda pali więcej w trasie? NIE, choć są od tego wyjątki

Nie ma sensu doszukiwać się źródeł mitu, ale faktem jest, że patrząc na kilka- kilkanaście porównań nie obserwujemy (wyraźnie) wyższego spalania samochód hybrydowych względem ich odpowiedników spalinowych* w trasie, a w tym na autostradzie. Są powody, ze względu na które spalanie mogłoby być wyższe w hybrydach (np. „krótsza” skrzynia biegów), ale są to raczej wyjątki, które omówię na konkretnych przykładach. Nie jest też tak, że silnik elektryczny nie jest używany w trasie – to najczęściej powtarzany mit. Może on wspierać jednostkę spalinową np. na wzniesieniach, co pozwala np. na to, by ta działała w korzystniejszym zakresie.

* samochód hybrydowy najczęściej też ma silnik spalinowy, tyle że jest on wspierany przez jednostkę elektryczną

Wszystkie swoje testy spalania przeprowadzam w tych samych, czterech scenariuszach użytkowania, jazdy i podobnych warunkach. To miasto ze średnią prędkością około 21 km/h, 90 km/h (drogi międzymiastowe), 120 km/h (droga ekspresowa) oraz 140 km/h (autostrada). Pomiary na trasie odbywają się w obydwu kierunkach (wracam w to samo miejsce) i nawrót jest wliczony do pomiaru. Sprawdzam też rzeczywiste zużycie paliwa na stacji paliw, a informację o różnicy można znaleźć w opisie filmu.

W dzisiejszym materiale skupiamy się oczywiście na zużyciu paliwa w trasie, bo w mieście – jak powszechnie wiadomo – hybrydy siłą rzeczy muszą, a przynajmniej powinny być oszczędniejsze. Siłą rzeczy: nie rozważamy tutaj porównań hybryda z silnikiem benzynowym kontra spalinowe auto z jednostką diesla. Wiadomo, że diesel jest oszczędniejszy (z kilku powodów), a ten materiał nie ma na celu udowadnianie udowodnionej już większej efektywności diesla, a weryfikację czy element hybrydowy w aucie spalinowym podwyższa spalanie w trasie.

Dacia Duster: Hybrid 140 kontra benzynowe TCe 130 4x2

Porównanie spalania w przypadku Dacii Duster ma tę zaletę, że mówimy o tym samym nadwoziu (jak i podwoziu), jednocześnie jednak: omawiane układy napędowe są skrajnie różne. Benzynowy (spalinowy) 1.2 TCe 130 ma manualną skrzynię biegów (6MT) i 3-cylindrowy silnik 1.2 l, podczas gdy hybrydowa Dacia Duster ma 4-cylindrowy silnik 1.6l sparowany z wielostopniową skrzynią biegów automatyczną (teoretycznie 4 przełożenia dla silnika spalinowego). Oznacza to, że ewentualne wyższe spalanie jednej wersji względem drugiej nie musi wynikać z napędu hybrydowego, a z samego faktu innej efektywności jednostki spalinowej, czy innych przełożeń skrzyni biegów.

O ile przy 90 km/h Dacia Duster Hybrid 140 jest oszczędniejsza od TCe 130 (4,1 kontra 4,3), o tyle hybryda nieco traci przy wyższych prędkościach (też 0,2 l/100 km przy 140 km/h). To jednak symboliczna różnica, która realistycznie nie ma wpływu na koszt użytkowania.

Komentarz do różnic: hybrydowa Dacia Duster miała trochę trudniej z aż trzech powodów: nieco większa masa samochodu, wiszący pod autem akumulator, który zaburzał przepływ powietrza oraz generalnie krótsze przełożenia silnika spalinowego (wyższe obroty najpewniej). Z drugiej strony element hybrydowy mógł pomagać np. na podjazdach redukując obciążenie silnika spalinowego.

Volkswagen Golf 1.5 eTSI kontra 1.5 TSI eHybrid

W tym przypadku to porównanie dotyczy hybrydy plug-in, co oznacza że siłą rzeczy musimy wziąć pod uwagę zużycie paliwa, gdy akumulator jest już „pusty”. Cudzysłów wynika stąd, że realistycznie nigdy nie jest on całkowicie rozładowany, po prostu nie jest już dostępny tryb elektryczny, a auto to zachowuje się jak normalna hybryda (bez opcji ładowania z gniazdka). Poziom naładowania „baterii” na początku pomiaru i na końcu jest taki sam i to jest kluczowa informacja.

Volkswagen Golf 1.5 eTSI korzysta z tego samego silnika, co wersja 1.5 TSI eHybrid (plug-in hybrid), ale w tej drugiej nie jest aktywne wyłączanie dwóch cylindrów (ACT). Zasadniczą różnicą jest jednak tutaj skrzynia biegów: 1.5 eTSI ma 7-stopniowe DSG, podczas gdy 1.5 TSI eHybrid ma 6-stopniowe DSG. To właśnie z tego powodu hybrydowy Golf przy 140 km/h ma ~2900 obr./min, podczas gdy spalinowy ma 2650 obr./min. To w sposób oczywisty ma wpływ na zużycie paliwa. Interesujące nas porównanie znajduje się w poniżej zamieszczonym filmie w 8:19:

Pewna różnica na korzyść Golfa 1.5 eTSI jest, ale w najgorszym wypadku jest to 5,6 kontra 5,9 przy 120 km/h, czyli spalanie większe o 5%. Ponownie: w mojej ocenie to symbolika, które nie ma realnego wpływu na codzienne koszty jazdy w trasie.

Komentarz do różnic: przykład Golfa jest o tyle dobry, że aerodynamika obydwu aut jest w zasadzie identyczna. Ewentualne różnice mogłyby wynikać tylko z innych felg. Wyraźnie widać, że Volkswagen Golf 1.5 TSI eHybrid (czyli hybryda Plug-In) bardzo sprytnie zarządza działaniem układu napędowego i realistycznie komputer żongluje pomiędzy niewielkim ładowaniem akumulatora (dodatkowo obciążając silnik spalinowy), a wspomaganiem jazdy za pomocą silnika elektrycznego. To właśnie pomaga w uzyskaniu maksymalnie wysokiej efektywności. Możecie zobaczyć jak to działa w powyżej zamieszczonym filmie od około 4:30, polecam oglądać chwilowe zużycie paliwa widoczne po lewej stronie.

Peugeot 508 PureTech 180 kontra HYbrid 225

To chyba najbardziej bezpośrednie porównanie w tym materiale. Obydwa samochody testowałem w momencie, gdy silnik 1.6 l PureTech 180 był dostępny. Obecnie wypadł już z oferty (w wersji samodzielnej, bez hybrydy). Identyczna aerodynamika, identyczny silnik spalinowy, identyczna skrzynia biegów i przełożenia. Różnica jest oczywiście w masie pojazdów, na niekorzyść wersji hybrydowej. Obydwa samochody testowałem w nadwoziu kombi (SW). Ponownie zaznaczam, że mówimy o hybrydzie Plug-In, więc sprawdzamy jakie jest jej spalanie przy „rozładowanych” akumulatorach. Interesujący fragment filmu: od 4:57

0,1 l/100 km/h różnicy przy 120 km/h oraz 0,2 l/100 km różnicy przy 140 km/h. Ponownie: symbolika, która nie ma żadnego znaczenia.

Komentarz do różnic: hybrydowy napęd Peugeota nie działa tak sprytnie jak ten z Volkswagena i przy prędkościach autostradowych silnik elektryczny używany jest głównie wówczas, gdy kierowca oczekuje większej mocy. Mimo to, widać że element hybrydowy nie odbił się negatywnie – w sposób istotny – na spalaniu.

Hybrydowa Toyota Corolla 2.0l Hybrid kontra spalinowy Volkswagen Golf 1.5 eTSI

To porównanie dotyczy kompletnie różnych aut. Niemal wszystko jest inne, za wyjątkiem tego że mówimy o autach podobnej wielkości, z tego samego segmentu, w nadwoziach kombi, z automatyczną skrzynią biegów, napędem na przód i oczywiście benzynowym silnikiem spalinowym. Właściwszym dla porównania z Volkswagenem Golfem 1.5 eTSI 150 KM byłaby Toyota Corolla 1.8l Hybrid, ale raz że jej nie testowałem, a dwa że jest ona tylko symbolicznie oszczędniejsza, co jak zaraz zobaczycie nie zmieniłoby wniosków. Film od 1:26:

Toyota Corolla TS 2.0l Hybrid pokonuje w praktycznie każdym przypadku Volkswagena Golfa Variant 1.5 eTSI. Dopiero przy 140 km/h spalanie jest identyczne (6,9 l/100 km).

Komentarz do różnic: przekładnia planetarna stosowana w hybrydowej Toyocie Corolli ma sensownie dobrany zakres przełożeń, choć wyraźnie widać, że była projektowana raczej pod maksymalną prędkość rzędu 120-130 km/h, a nie pod 140 km/h. Stąd też brak przewagi nad Golfem na polskiej autostradzie. Oceniam też, że aerodynamika jest lepsza w Golfie przy wyższych prędkościach. Warto w tym miejscu oczywiście zwrócić uwagę na inny poziom mocy Corolli 2.0 l Hybrid względem Golfa 1.5 eTSI: ~200 kontra 150 KM.

Hybrydowa Toyota C-HR 2.0l HEV kontra spalinowy Volkswagen T-Roc 1.5 TSI DSG

To analogiczne porównanie jak w przypadku Golfa i Corolli, ale dotyczy tym razem średniej wielkości SUV-ów. Toyota C-HR 2.0l Hybrid miała napęd na cztery koła AWD-i, podczas gdy Volkswagen T-Roc 1.5 TSI to poprzednia już generacja tego auta, jeszcze bez małego układu MHEV (Mild Hybrid). Skrzynia biegów jest ta sama, co w Golfie: 7-stopniowy DSG. Film od 8:29:

a tutaj Volkswagen T-Roc, ale w porównaniu do poprzedniej generacji Toyoty C-HR (wyraźnie mniej oszczędnej względem nowej – wyniki wyżej):

Efekt? Toyota C-HR 2.0l Hybrid AWD-I jest dużo oszczędniejsza: 5,5 zamiast 6,3 przy 120 km/h oraz 7,2 zamiast 7,8 l/100 km przy 140 km/h. Toyota zaniżała zużycie paliwa o 1%, podczas gdy T-Roc o 2%.

Komentarz do różnic: najwyraźniej aerodynamika najnowszej Toyoty C-HR jest dużo lepsza względem Volkswagena T-Roca (już poprzedniego). To jedyne wytłumaczenie większych różnic niż w przypadku Golfa i Corolli. Dodatkowy silnik elektryczny (dla napędu 4x4 AWD-i) w C-HR realistycznie jest nieużywany podczas jazdy autostradowej, chyba że do mocnego przyspieszenia od np. 80 km/h.

Peugeot 2008 PureTech 130 kontra Hybrid 145 eDCS6

Tutaj również mówimy o tym samym nadwoziu, ale różnice w układzie napędowym są już znaczne. Choć Peugeot 2008 Hybrid 145 eDCS6 też napędzany jest przez 3-cylindrową jednostkę 1.2 l, to została ona głęboko zmodernizowana (ma np. łańcuch rozrządu, a nie pasek, jak wcześniej). Właściwie to tylko blok silnika jest podobny. Najistotniejszą jednak kwestią jest inna skrzynia biegów. eDCS6 to przekładnia 2-sprzęgłowa, która jest nieporównywalnie bardziej efektywna od wcześniej stosowanego EAT8. Przekłada się to na mniejsze zużycie paliwa i to pomimo mniejszej liczby biegów, co przekłada się na możliwość działania z niższymi obrotami. Dlatego też zamieściłem w tabeli wyniki Jeepa Avengera (realistycznie to to samo auto, ale w nieco innej karoserii), którego testowałem z PureTech 130 i manualną skrzynią biegów. Trzeba jednak mieć na względzie, że aerodynamika z pewnością jest inna. Film od 1:26:

Peugeot 2008 Hybrid 136/145 jest nieporównywalnie bardziej oszczędny (niższe spalanie) względem Peugeota 2008 PureTech 130 EAT8. Jednakże względem Jeepa Avengera z manualną skrzynią biegów to hybryda spala symbolicznie więcej w trasie.

Komentarz do wyników: przykład Peugeota 2008 pokazuje jak istotna jest skrzynia biegów w kontekście zużycia paliwa. Silnik elektryczny w wersji hybrydowej jest realistycznie bardzo mały (i słaby), więc siłą rzeczy jego możliwości w zakresie redukcji zużycia paliwa były adekwatnie niewielkie. Ponownie jednak wniosek jest ten sam: hybrydowy napęd nie powoduje zwiększonego apetytu na paliwo w trasie.

Honda Civic e:HEV kontra Volkswagen Golf 1.5 eTSI

Ponownie porównanie dotyczy dwóch kompletnie różnych aut, a w dodatku w tym przypadku hybrydowa Honda Civic ma nadwozie typu liftback, które jest wyraźnie bardziej aerodynamiczne względem klasycznego hatchbacka jakim jest Volkswagen Golf 1.5 eTSI. Jednakże z powodu specyficznej konstrukcji hybrydowego układu napędowego Hondy możemy zaobserwować pewną ciekawą zależność. Film od 1:10:

O ile w przypadku 90 km/h Honda Civic e:HEV oferowała identyczne spalanie względem Golfa 1.5 eTSI, tak wraz ze wzrostem prędkości hybrydowe auto wypadało coraz gorzej: ~5% przy 120 km/h oraz ~12% przy 140 km/h. Dlaczego?

Komentarz do wyników: wynika to wprost z budowy hybrydowego układu napędowego Hondy e:HEV. Przy prędkościach autostradowych następuje tutaj zwykle* podwójna konwersja energii: silnik spalinowy działa jako generator, tworząc energię elektryczną dla silnika elektrycznego, który napędza koła. Ten nie ma żadnej skrzyni biegów i wzrost zużycia rośnie znacząco wraz ze wzrostem prędkości – analogiczną sytuację obserwujemy w autach elektrycznych. Gorsze spalanie auta hybrydowego nie wynika więc z samego faktu, że w układzie napędowym obecny jest silnik elektryczny, a ze sposobu, w jaki całość została skonstruowana. To tak jakby porównywać np. Mercedesa z „manualem” do wersji z tym samym silnikiem, ale z 9-stopniową skrzynią automatyczną.

* zwykle, bo jakąś część czasu aktywny jest tryb bezpośredni (jednobiegowe połączenie silnika spalinowego z kołami), ale działa on z wysokimi obrotami, co oczywiście wpływa niekorzystnie na zużycie paliwa

Analogiczne porównanie możemy zobaczyć w przypadku Hondy C-RV e:HEV AWD do np. BMW X1 xDrive23i, film od 1:26:

Nissan Qashqai e-Power kontra BMW X1 xDrive23i oraz Volkswagen Tiguan 2.0 TDI

To również jest porównanie jabłek do pomarańczy, ale w Nissanie Qashqai e-Power, analogicznie jak w przypadku Hondy Civic e:HEV, mamy do czynienia z mniej typowym układem hybrydowym, który nieco gorzej sobie radzi przy wyższych prędkościach. Porównanie jest do BMW X1 xDrive23i (auto mniejsze, trochę mocniejsze, z napędem na cztery koła) oraz do Volkswagena Tiguana 2.0 TDI 4Motion (podobnej wielkości, ale diesel, napęd na cztery koła). Film od 1:26:

Nissan Qashqai e-Power przy 90 km/h okazuje się oszczędniejszy od BMW X1 xDrive23i (o 0,5 l/100 km) i symbolicznie gorszy (0,1 l/100 km) od Volkswagena Tiguana 2.0 TDI, co należy uznać za sukces (to w końcu diesel). Jednak już przy 120 km/h zaczyna się robić ciekawie, czy może raczej nieciekawie dla hybrydy: Qashqai e-Power wciąż ma przewagę nad BMW X1 xDrive23i, ale już tylko 0,3 l/100 km (procentowo spora zmiana), podczas gdy Tiguan ma już przewagę 0,3 l/100 km. A przy 140 km/h? BMW X1 xDrive23i jest lepsze od Nissana o 0,3 l/100 km, podczas gdy Tiguan aż o 0,9 l/100 km.

Komentarz do wyników: powód jest ten sam, co w przypadku hybrydowego napędu Hondy. Zelektryfikowany napęd Nissana Qashqai e-Power działa w ten sposób, że silnik spalinowy działa wyłącznie jako generator prądu dla silnika elektrycznego. Nie ma tutaj żadnej skrzyni biegów, nie ma też (w odróżnieniu od Hondy) żadnego bezpośredniego połączenia jednostki spalinowej z kołami. W efekcie: wzrost prędkości przekłada się na większe zużycie paliwa w równie dużym stopniu jak zużycie energii elektrycznej w autach elektrycznych, wyraźnie szybciej względem aut spalinowych z konwencjonalną skrzynią biegów. To jest właśnie powód wyższego zużycia paliwa Nissana e-Power w trasie.

Podsumowanie, weryfikacja mitu wysokiego spalania

Wnioski końcowe wypada rozbić na kilka wątków zależnie od ogólnej konstrukcji układu napędowego:

Hybrydowe napędy Toyoty z przekładnią eCVT: zwykle zużycie paliwa przy wyższych prędkościach nie jest wyższe (a często jest nawet niższe) od analogicznych aut spalinowych z dwóch głównych powodów. Po pierwsze same silniki benzynowe tam zastosowane są bardzo oszczędne, a po drugie dostępne przełożenie maksymalne przekładni planetarnej (eCVT) jest zwykle odpowiednio wysokie, by jednostka napędowa nie musiała działać z wysoką prędkością obrotową. Podobną relację obserwujemy w przypadku hybrydy koncernu Renault: E-Tech Hybrid, która stosowana jest również w autach marki Dacia i np. w Nissanie Juke Hybrid. Choć jest tam stosunkowo mało biegów dla silnika spalinowego, to najwyższe przełożenie jest odpowiednio długie, by zużycie paliwa nie było wyższe względem wersji spalinowych.

Hybrydy Plug-In (PHEV): mowa oczywiście o sytuacji, gdy rozważamy spalanie z „pustymi”, „rozładowanymi” już akumulatorami, bo z naładowanymi zużycie paliwa siłą rzeczy musi być niższe (zużywana jest również energia elektryczna). Spalanie benzyny w autach PHEV w wersji bazujących na tym samym silniku spalinowym (np. BMW 330e kontra BMW 330i czy Peugeot 508 PureTech 180 kontra 508 HYbrid 180/225) będzie tylko symbolicznie większe względem odmian bez hybrydy, co wynikać może właściwie tylko z większej masy całego pojazdu, która w trasie nie ma aż tak dużego znaczenia. W przypadku gdy zrównać hybrydę Plug-In z wersją spalinową pod względem mocy, to najczęściej ta pierwsza ma mniejszy silnik spalinowy, co zwykle oznacza niższe spalanie w trasie. Większe zużycie, ale to symboliczna różnica, może wystąpić tylko z sytuacji, gdy hybrydowe auto ma inną skrzynię biegów. Taką sytuację obserwujemy w najnowszej generacji hybryd Volkswagena, gdzie mamy 6-stopniową przekładnię DSG zamiast 7-stopniowej w wersjach spalinowych.

Hybrydy szeregowe lub te, które nie mają skrzyni biegów dla silnika spalinowego: to dotyczy głównie napędu e-Power w Nissanach oraz e:HEV w Hondach. Niektóre hybrydowe auta chińskie stosują podobne rozwiązania. Tutaj może wystąpić większe zużycie w trasie względem aut spalinowych. Wynika to wprost ze sposobu działania tych hybryd, gdzie silnik spalinowy działa tylko jako generator prądu dla jednostki elektrycznej, ewentualnie silnik spalinowy nie ma swojej skrzyni biegów. Tego typu sytuację można zauważyć porównując wyniki BYD-a Seal U DM-i do Audi Q5 55 TFSIe, 7:45 poniższego filmu. Aczkolwiek, obydwa samochody są hybrydowe typu Plug-In oczywiście, ale Audi ma konwencjonalną skrzynię biegów, przez którą zarówno silnik elektryczny jak i spalinowy przekazują moc na koła.