Český konstruktér si zaregistroval patent na unikátní hybridní pohon

Konstruktér Jan Plomer z Prahy aktuálně získal patent na nový typ hybridního pohonu. Jeho řešení využívá dvoustupňovou planetovou převodovku. Je snadné na implementaci i výrobu. Plomer věří, že jednoho dne se budou vyrábět hybridní auta s jeho pohonem.

Jméno Jan Plomer není pravidelným čtenářům magazínu Hybrid.cz neznámé. Ve dvoudílném článku “Setrvačník, inovativní řešení pro hybridní a elektrická vozidla” seznámil před dvěma lety čtenáře s možnostmi využití uložené kinetické energie.

Konzultace v ZF

Od roku 2008 do roku 2011 pracoval Plomer u legendárního německého výrobce převodovek ZF Getriebe GmbH v německém Friedrichshafenu na vývoji inovativní osmistupňové automatické převodovky. Souběžně si jako téma své doktorské disertační práce na Fakultě dopravní ČVUT zvolil návrh koncepce hybridního pohonu pro městský automobil.

“Díky zaměstnání u ZF jsem měl možnost poznat lidi zabývající se v předvývoji podobnými koncepty. Mohl jsem to s nimi konzultovat, což byla velká výhoda,” říká Plomer. Na jaře 2010 se o své práci na novém typu hybridního pohonu zmínil řediteli vývoje automatických převodovek v ZF. “Zaujalo ho to. Odkázal mě na další vedoucí pracovníky ZF, aby se na koncept podívali. Ti řekli, že nápad je to sice zajímavý, ale že už to určitě má patentované Toyota.”

Plomerův hybridní pohon skutečně je velmi podobný hybridnímu pohonu Hybrid Synergy Drive, se kterým Toyota světově uspěla. Originální je ale v tom, že kombinuje výhody dosud existujících pohonů. “Hlavní výhodou je fakt, že je možné pohon softwarově regulovat podle aktuálních situací, které nastanou,” vysvětluje Plomer. “A tedy snadno přepínat mezi jednotlivými režimy – paralelním, sériovým a čistě elektrickým.”

Budoucnost je v hybridech

Když svůj pohon začal Plomer konzultovat v ZF, psaly se roky 2008-2009. “Tehdy se hodně mluvilo o elektromobilech. Předpokládalo se, že do několika let nastane jejich velký boom,” popisuje pozadí vývoje svého nápadu. “Dnes už je vše střízlivější. Je jasné, že spalovací motor zůstane ve vozidlech ještě mnoho let a bude se hledat cesta jak maximálně zefektivnit získávání energie z paliva a její maximální využití pro kinetickou energii vozidla,” dodává.

Právě v tom je jeho typ hybridního pohonu výjimečný. Stejně jako jiné dnešní sériově-paralelní typy pohonu, i ten Plomerův se skládá ze spalovacího motoru, dvou elektromotorů, převodovky a baterie. Plomer tvrdí, že největší výhody nabízí při jízdě ve městě, kdy nabízí nejvyšší efektivitu.

“Na spalovací motor nemusí být u tohoto pohonu kladeny příliš vysoké nároky z hlediska výkonu,” vysvětluje Plomer. Výkon mohou totiž dodat i oba elektromotory. Spalovací motor díky tomu po naprostou většinu času pracuje v optimálních otáčkách, např. i při rozjíždění, což výrazně snižuje spotřebu paliva. “Tento pohon má mnohem vyšší účinnost než klasický range extender bez převodovky,” říká Plomer.

Jednoduché jako LEGO

Výhodou Plomerova řešení je i snadnost jeho implementace. Baterii lze do systému doplnit právě takovou, aby její kapacita odpovídala požadovanému dojezdu čistě na elektřinu. V podstatě jde o stavebnici komponent, které už existují. Jakousi nástavbu ke spalovacímu motoru. I proto Plomer věří, že se podaří jeho patent jednoho dne dostat do výroby. “Je to otázka času,” říká s nadějí v hlase.

PROFIL
Ing. Jan Plomer, specialista v oblasti alternativních pohonů * nar. 1978. Vystudoval ČVUT Praha, Strojní fakultu, obor motorová vozidla. Jeho diplomová práce se zabývala vývojem automatické převodovky pro Škoda Auto. V současné době dokončuje doktorské studium na Dopravní fakultě, zabývá se hybridními pohony. Pracoval ve společnostech Mercedes-Benz Engineering, Škoda Auto nebo německé vývojářské centrále ZF Getriebe GmbH na vývoji inovativní automatické převodovky ZF 8HP. V současné době pracuje v Praze pro společnost Stadler na vývoji moderních vlakových jednotek.

I přes prvotní odrazování ze strany některých vedoucích pracovníků v ZF ho nakonec hlavní šéf přesvědčil, aby patentovou přihlášku zkusil podat. Uběhl rok a půl. V té době se zjišťovalo zda bude opravdu možné patent zaregistrovat nebo ne, jestli už stejný nápad opravdu nemá někdo patentovaný.

“Tím že se to podala patentová přihláška, příšlusní lidé se mým návrhem museli začít zabývat,” vysvětluje Plomer. A to je půl vítězství. “V listopadu 2011 jsem dostal dopis ze ZF, vyjádření, že patentované nároky byly uznány.” Od 25. dubna 2013 je jeho patentová přihláška zveřejněna v Evropské databázi patentů. Jan Plomer je autorem, majitelem patentu je německá společnost ZF.

Úspěch made in EU?

“Člověk by si myslel, že v oblasti hybridních pohonů už je vše ošetřeno,” vysvětluje Plomer a přiznává, že byl kladným stanoviskem příjemně překvapen. Největší šance na jeho uplatnění vidí v dodávkách, užitkových vozidlech. Ty se totiž často pohybují po městech, a tam Plomerův typ hybridního pohonu exceluje.

Navíc je v současné době hodně slyšet o tlaku Evropské unie na snižování spotřeby právě u užitkových vozidel. I to může Plomerovi a jeho patentu výrazně pomoci. Stejně jako všeobecně rozšířený trend downsizingu – zmenšování objemu motorů při zachování nebo dokonce zvýšení výkonu. Právě malé dvou- či tříválcové motory, ať už benzinové či dieselové, jsou pro Plomerovu “stavebnici” nejvhodnější.

Plomer si nechal na svůj koncept taktéž vypracovat odborný posudek. Jeho autorkou je Doc. Dr. Ing. Gabriela Achtenová z Fakulty strojní ČVUT. V posudku se mimo jiné píše: “Díky využití planetového soukolí je možné převodový poměr snadno naladit dle charakteristik použitých motorů aniž by došlo ke změně zástavbových rozměrů soukolí. … Patentované řešení je velice zajímavé a oproti jiným řešením nádherně jednoduché, což je určitě jeho velkou předností. Navíc sestává ze členů (agregátů), které jsou běžně používané. Celkového návrh a vývoj takto navrženého hybridního uspořádání by neměl být finančně ani časově příliš náročný. Představené řešení kombinovaného hybridního pohonu s dvoustupňovou planetovou převodovkou považuji za funkční a velmi vhodné pro aplikaci v motorových vozidlech.”

Celé znění patentové přihlášky lze stáhnout zde (PDF).