Akik úgy vélik, hogy esetleírás rovatainkban túl magas a régebbi modellek aránya, azok engeszteléséül itt egy meglehetősen új technika. Az ezzel történő ismerkedés első, bátortalan lépéseit mutatjuk itt be. Előljáróban mindjárt jelezzük: a tárgyban szereplő hibrid vezérlő nem hibás, nem javítás céljából vendégeskedik nálunk. Kölcsönkértük, darabokra szedtük, csupán azért, mert ilyet belülről még nem láttunk. Feltételezzük, ezzel nem egyedül vagyunk így, ezért lehet esetleg érdekes mások számára is. 

Ezt a cikket körülbelül tíz évvel ezelőtt írtuk. Az elektromos autózás azóta nagy fejlődésen ment keresztül, cikkünk mára nem feltétlenül releváns és aktuális minden szempontból.

2006-ban az amerikai kínálatból 14 féle hibridhajtású gépkocsit lehetett vásárolni, melyek közül 8 japán gyártmány volt. Ezeknek fele a Toyotától származott, ami jól mutatja a japán gyártó alternatív járműhajtások iránti elkötelezettségét. 
A 2006-os gyártmányú Toyota Highlander a Lexus RX400h műszaki alapjaira épült. A V6 szívómotor 155 kW teljesítményű (5600 fordulat/ perc), nyomatéka 288 Nm (440 ford/perc), a vele mechanikus kapcsolatban lévő állandó gerjesztésű szinkronmotor 123 kW teljesítményű (4500 ford/perc) a legnagyobb nyomatéka 333 Nm. 
A hátsó kerekeket (a négykerékmeghajtású változat esetében) egy 50 kW teljesítményű szinkronmotor hajtja, 130 Nm-es nyomatékkal. 

A hibridautók hazai aránya ma még meglehetősen csekély, de remélhető, hogy ez változni fog. A környezetünk feltétlenül nyer a hibridhajtással, a kérdés az, hogy ez nekünk mennyibe kerül. A rendszer (akkumulátor mellett) legdrágább eleme, a hibrid vezérlő ebből a szempontból is kritikus pont. 


 

Néhány évvel ezelőtt sikerült bevennem először magam egy "igazi" hibrid volánja mögé, néhány óra múlva csalódottan szálltam ki. A Ford Escape Hybrid lámpától indulva csak akkor volt hajlandó villamos hajtásban üzemelni, ha a mellettem induló biciklis megelőzött, kicsit intenzívebb gyorsításnál már megindult a benzinmotor, 50 km/óra sebesség felett pedig a villamos hajtás már egyáltalán nem jutott szerephez. 

Ám a hibrid technológia fejlődik, a Toyota Highlander már egy más világ. 

 

A hibrid vezérlő fedeleit leszerelve az első benyomás: átgondolt szerkezet, precíz, japánokra jellemző igényes munka. Az elektronikák túlnyomó része a Panasonictól származik. A képen jól megfigyelhető a hűtővíz beömlő csonkja. 
A hibrid vezérlővel kapcsolatban szinte lehetetlen bővebb műszaki információhoz hozzájutni, a javítási technológiát pedig kár is lenne keresni. Néhány év múlva - emberi számítás szerint - a hibridhajtású autók száma idehaza is megsokszorozódik, adódik a kérdés: ki fogja ezeket szakszerűen javítani? A márkaszervizeknek valószínű, hogy rendelkezésre áll majd a szükséges műszaki információ, csak az a kérdés, hogy ilyen bonyolultsági fokú elektronikák javításához tudnak-e szakembert biztosítani. A komplett egység cseréje persze kézenfekvő (ma ez a tendencia, és nem csak hazánkban), de az ára dermesztő: ma idehaza meghaladja a 2 millió Forintot. 


A Toyota által kifejlesztett THS hibrid rendszer kombinálja a soros és párhuzamos hibrid elvet, a benzinmotorhoz bolygóművek segítségével két szinkrongép kapcsolódik. Ezek üzemállapottól függően (gyorsítás, motorfék, részterhelés) működnek motor-, ill. generátor módban. 

Hátul, a csomagtartó alatt találjuk a nagyfeszültségű akkumulátort, melynek névleges feszültsége 288V. Az akkumulátor oldalán egy vezérlőegység található, ami a töltést és a cellák hűtését felügyeli. 

A rendszer lelke a "Teljesítményelosztó központ", ami jelen esetben magába foglal két konvertert (ez az egység egy DC/DC átalakító, a 288V feszültségből állít elő szükség szerint akár 600V-ot is, ill. létrehozza a 12V egyenfeszültséget a hagyományos fogyasztók ellátására), az invertert (ami az egyenfeszültséget váltakozó feszültséggé alakítja), ill. az ezekhez szükséges - megfelelően dimenzionált - kondenzátorokat, vezérlőegységeket, stb. 


 


A központ lelke kétségkívül az inverter, ez foglalja magában azokat a speciális IGBT-ket, amiket - több forrás szerint - külön erre a célra tökéletesítettek. Az IGBT-k azok a teljesítmény-félvezetők, amik végül a háromfázisú váltakozófeszültséget előállítják a szinkrongépek számára. Külön említést érdemel az IGBT-k hűtési megoldása: a hatalmas teljesítmény miatt a központ külön vízhűtéssel rendelkezik. Az IBGT-k vezérlőpanelén számos olyan IC-t ill. SMD alkatrészt találtunk, amik kereskedelmi forgalomban nem kaphatóak, dokumentációt pedig egyáltalán nem lehet róluk szerezni. 


A tervezők gondoskodtak arról is, hogy a nagyfeszültség ne jelenhessen meg a neki szánt vonalakon kívül. Egy áramkör folyamatosan felügyeli, hogy a kocsitest, ill. a központ külső fala irányába nincs-e "szivárgás": ha a gondos tervezés ellenére mégis szigetelési hibát detektál, a vezérlés rögtön lekapcsolja a nagyfeszültségű vonalakat az akkumulátor közelében. 

A jármű vezetése során azonnal feltűnik: piros lámpánál semmilyen zajt nem hallunk a motortérből, mert ilyenkor a benzinmotor egyáltalán nem jár, a jármű elindítása, ill a benzinmotor beindítása az egyik szinkrongép feladata. 

Erős gyorsítás alatt mindkét erőforrását használja a rendszer: a belsőégésű-, ill. a szinkrongépek is hozzájárulnak a gyorsuláshoz. Állandósult üzemben ugyanez a helyzet, de - sebességtől függően - az egyik szinkrongép ilyenkor visszatáplálhat a nagyfeszültségű akkumulátorba. Fékezés során a belsőégésű motor le van választva a hajtásláncról, és intenzív visszatáplálás zajlik. A tolatás is kizárólag elektromos úton történik. 

 


Talán sikerül érzékeltetni, hogy - kombinálva a fokozatmentes váltóval, ill. a stabilizáló rendszerrel - a teljes hajtáslánc működtetése mennyire összetett feladat: az ehhez kapcsolódó vezérlőegységek száma mintegy 7 darab. Ezeknek a megtervezése, összehangolása és tesztelése mindenképpen figyelmet és elismerést érdemlő feladat. 

A hibrid rendszerek vizsgálata és javítása során mindenképpen vegyük figyelembe a magas feszültségre vonatkozó figyelmeztetéseket! A gyártó külön védőruházat és védőkesztyűk viselését írja elő a hibrid járművek vizsgálatához. A teljesítményvezérlő központ esetleges meghibásodása a tulajdonosnak (mint említettük) több, mint 2 millió forintjába kerülhet, a javításra viszonylag kevés az esély. 
A sikeres javításnak legalább négy feltétele lenne: javítási technológia hozzáférhetősége, képzett szakember rendelkezésre állása, a javításhoz szükséges műszaki háttér, eszközök megléte, és a szükséges alkatrészek beszerezhetősége. Ma még ezektől messze vagyunk, a hibridhajtású járművek jelenléte viszont napi valóság. 

Megjegyzés 2014 januárjában: cikkünk már jónéhány éve íródott, azóta számos új hibrid modell jelent meg. A tisztán villamos meghajtással megtehető távolság még mindig meglehetősen szerény ahhoz, hogy tényleges környezetvédelmi áttörésről beszélhetnénk. A hibrid vásárlóinak jelentős része nem környezetvédelmi indíttatásból dönt, hanem mert a belsőégésű motor + villamos hajtás együttes mozgósítása esetén kinyerhető magas nyomaték számos modellt sportautós gyorsulási értékekhez juttat. Ennek ellenére hazai részarányuk továbbra is csekély.