Zespół napędowy „mild hybrid” - fantastyczna namiastka hybrydy.

Modele hybrydowe mają jedną zasadniczą wadę. Są znacznie droższe niż wersje spalinowe. Przykładowo najtańsza wersja Renault Clio Hybrid to koszt 79 900 zł, najtańsza wersja spalinowa to Renault Clio za 51 900 zł, a wersja Clio z fabryczną instalacją LPG kosztuje 62 400 zł.  Podobnie jest z najsłynniejszymi hybrydami, czyli Toyotą Corolla. Najtańsza jest wersja pięciodrzwiowa z fantastycznym silnikiem 1,2 116 KM która kosztuje 69 900 zł. Gdy identyczną wersję nadwoziową i wyposażeniową chcemy z układem hybrydowym 1,8 122 KM, wówczas cena wzrośnie do 92 900 zł.  Część producentów starała się ominąć ten problem i rozpoczęło stosować układ mild hybrid. Możemy go spotkać m.in. w Grupie Volkswagena (samochody mają oznaczenie „eTSi” np. Volkswagen Golf 1,5 eTSi, Seat Leon 1,5 eTSi); w firmie Suzuki (gdzie napis “Hybrid” mają np. Suzuki Ignis Hybrid, Suzuki SX4 S Cross Hybrid, czy Vitara Hybrid) czy KIA (która oznacza modele skrótem np. Kia Ceed 1,5 T-GDI MHEV), itd.

Z czego składa się układ Mild Hybrid?

Wielkości poszczególnych elementów mogą być różne, ale zasada działania jest identyczna. Głównymi elementami hybrydowego zespołu napędowego typu mild hybrid są: kompaktowych rozmiarów 48-woltowy, litowo-jonowy akumulator o pojemności ok 0,5 kWh i nowy silnik elektryczny (nazywany Mild-Hybrid Starter-Generator – MHSG, lub Belt Integrated Starter Generator - BISG), który jednocześnie pełni funkcję silnika i generatora. Sterowany elektronicznie za pomocą falownika MHSG płynnie przełącza się pomiędzy dwoma trybami pracy – „silnik” i „generator”. 

MHSG, napędzany paskiem z wału korbowego silnika, podczas przyspieszania zapewnia do 10 kW mocy elektrycznej, która w trybie „silnik” wspomaga spalinową jednostkę napędową, co wpływa na zmniejszenie obciążenia silnika i na redukcję emisji spalin.  W trybie „generator” system odzyskuje energię kinetyczną podczas hamowania zarówno przy użyciu hamulców, jak również podczas hamowania biegami, a następnie wykorzystuje tę energię do ładowania akumulatorów.

Jak działa zespół napędowy mild hybrid podczas jazdy?

Zespół napędowy typu mild hybrid został zaprojektowany tak, aby podczas jazdy korzystać z większej wydajności spalinowej jednostki napędowej - po dostarczeniu jej dodatkowej mocy, która pochodzi od silnika elektrycznego. Podczas przyspieszania – w trybie „silnik” – akumulator jest rozładowywany i napędzany MHSG, co zapewnia dodatkowy moment obrotowy i poprawia osiągi auta przy gwałtownym przyspieszaniu lub redukuje obciążenia silnika spalinowego podczas delikatnego przyspieszania.  W czasie hamowania, jazdy w dół z użyciem hamowania silnikiem lub podczas podjeżdżania do skrzyżowania MHSG przełącza się w tryb „generator” i odzyskuje energię z wału korbowego, aby ładować akumulator podczas jazdy. Systemem steruje komputer, który oblicza najbardziej efektywne wykorzystanie dostępnej energii. Jednostka sterująca bierze przy tym pod uwagę to, ile energii pozostało w akumulatorze.

Mild hybrid: kompaktowe rozmiary i możliwość zastosowania w modelach obecnej generacji

Kompaktowe rozmiary podzespołów hybrydowego zespołu napędowego typu mild hybrid sprawiają, że zastosowanie go w samochodach obecnej generacji jest stosunkowo proste. W zależności od modelu, 48-woltowy akumulator mieści się pod podłogą bagażnika, co nie ma negatywnego wpływu na funkcjonalność auta (klasyczna hybryda ma baterie akumulatorów ograniczające część bagażnika). Ponieważ MHSG jest zintegrowany z silnikiem spalinowym i napędza go za pomocą paska poprzez wał korbowy, nie ma również potrzeby przekonstruowywania komory silnika. Konwerter DC/DC 48-woltowego akumulatora umożliwia podłączenie nowej baterii do systemu zasilania w samochodzie, co przyczynia się do znacznego zmniejszenia rozmiaru akumulatora 12-woltowego, który zasila pokładową elektronikę.  Zastosowanie MHSG owocuje także tym, że konwencjonalny rozrusznik może być mniejszy i jest używany przede wszystkim do rozruchu silnika tylko przy pierwszym uruchomieniu zimnego silnika. Prąd z 48-woltowego akumulatora pomaga uruchomić silnik spalinowy w większości sytuacji, nawet przy bardzo niskich temperaturach, a uruchomienie silnika następuje przez silnik elektryczny/generator. Hybrydowy zespół napędowy typu „mild hybrid” może współpracować zarówno z mechanicznymi, jak i automatycznymi skrzyniami biegów. Może być także stosowany w samochodach z napędem na przednie, tylne i cztery koła. Można go stosować zarówno w wersjach benzynowych (większość modeli), jak i z silnikiem Diesla (Kia Sportage 1,6 CRDi SCR MHEV). Rozwiązanie takie pozwala na oszczędność paliwa od 10 do 15 procent.

Mild Hybrid: ceny

W przypadku Volkswagena Golf z identycznym wyposażeniem układ mild hybrid to dopłata ok 10 tys zł (Golf 1.5 TSI EVO– 87 000 zł, Golf 1,5 eTSI – 97 000 zł), ale wiele firm całkowicie wycofało ze swej oferty klasyczne wersje spalinowe i modele mają zawsze układ Mild Hybrid (np. Mazda 3, Mazda CX30).

Reasumując: Zalety i Wady systemów Mild Hybrid

Oszczędności paliwa w stosunku do klasycznej wersji spalinowej (nawet 15%); korzystniejsza dynamika podczas jazd miejskich/pozamiejskich, ze względu na wspomaganie silnikiem elektrycznym; cena znacząco niższa niż w przypadku klasycznej hybrydy; nie ma ograniczeń przestrzeni bagażowej bateriami trakcyjnymi jak w klasycznej hybrydzie; znacznie bardziej komfortowa jazda na trasie niż klasyczną hybrydą; taka sama oszczędność zużycia paliwa na trasie jak klasyczna hybryda; znacznie mniejsza oszczędność paliwa w mieście niż klasyczna hybryda (klasyczna hybryda przejeżdża w mieście do 55% na silniku elektrycznym, bez spalania benzyny); spełnienie norm emisji spalin, co w przypadku wprowadzenia ograniczeń wjazdu do miast, może (nie musi) zakwalifikować je jak klasyczne hybrydy.

Bogusław Korzeniowski