- I mild-hybrid uniscono motore a combustione e elettrico da 48 V, con frenata rigenerativa.
- Il motore elettrico assiste accelerazione, gestisce start-stop e spegnimento del motore fino a 40 s.
- La batteria da 48 V riduce consumo e può alimentare turbo elettrico.
Le auto mild-hybrid sono veicoli dotati di un motore a combustione interna, ma equipaggiati anche con un motore elettrico che permette al motore principale di essere spento ogni volta che l’auto decelera, frena o è ferma, per poi essere riacceso rapidamente.
La tecnologia mild-hybrid è anche conosciuta come hybrid con assistenza alla potenza, veicoli ibridi con batteria assistita o BAHV. I veicoli mild-hybrid possono essere dotati di frenata rigenerativa e di un certo livello di assistenza al motore a combustione interna.
Tuttavia, non dispongono di una modalità di propulsione puramente elettrica, poiché il motore elettrico funge da supporto al motore a combustione interna e non è in grado di alimentare il veicolo da solo.
I veicoli mild-hybrid rappresentano la più recente aggiunta al mercato delle auto elettriche. Utilizzano un sistema elettrico più robusto rispetto al sistema tipico da 12 volt, utilizzato ampiamente nell’industria automobilistica da oltre 50 anni. Sistemi fino a 48 volt sono accoppiati alla batteria del veicolo tramite un piccolo motore elettrico o un generatore.
Invece di alimentare l’auto da solo, il sistema da 48 volt assiste il motore a combustione interna durante l’accelerazione, alimenta gli accessori e permette al sistema start-stop di operare per un periodo di tempo più lungo.
In sostanza, il motore elettrico sostituisce l’alternatore e il motorino di avviamento che sono standard nei motori a combustione interna, migliorando l’efficienza e il risparmio di carburante, oltre ad aiutare a fornire una potenza comparabile a quella di un motore di maggiore cilindrata.
Il sistema mild-hybrid interviene anche durante le operazioni di start-stop del veicolo, funzioni che si attivano durante la decelerazione e la frenata. La maggior parte dei motori mild-hybrid consente al motore a combustione interna di spegnersi per 40 secondi mentre è inattivo, migliorando così l’economia di carburante. Appena il conducente rilascia il pedale del freno e inizia ad accelerare, il sistema mild-hybrid riavvia il motore a combustione interna.
Inoltre, il sistema mild-hybrid alimenta gli altri componenti elettrici dell’automobile, inclusi il sistema di controllo climatico e vari sistemi di intrattenimento e navigazione. Assumendosi queste funzioni non essenziali, la batteria da 48 volt riduce la quantità di energia che deve essere fornita dal motore a combustione interna, riducendo così il consumo di carburante.
In alcuni veicoli mild-hybrid, inclusi alcuni modelli Audi e Mercedes-Benz, la batteria da 48 volt alimenta anche un turbocompressore elettrico che aumenta la potenza del motore a combustione interna quando l’auto è guidata a basse velocità. Questo permette livelli di potenza e risposte più elevate, in linea con i motori non turbo di maggiore cilindrata.
Come funziona la tecnologia mild-hybrid?
La maggior parte dei sistemi mild-hybrid contiene tre componenti principali: la batteria da 48 volt, un convertitore di corrente continua e una cinghia alternatore (a volte, questo ultimo elemento è conosciuto come unità generatrice del motore o generatore di avviamento). Il generatore sostituisce l’alternatore con un motore a combustione interna. Il convertitore di corrente continua e la batteria da 48 volt si trovano solitamente nel bagagliaio, occupando relativamente poco spazio.
Il generatore è collegato all’albero motore del motore tramite dei tenditori speciali che permettono al generatore di applicare coppia e di ricevere coppia. Il motore è collegato alla cinghia di distribuzione, che usa per riavviare il motore dopo una situazione di start/stop, e per aumentare la potenza del motore per migliorare l’accelerazione.
Usando impulsi di coppia calcolati, il generatore riduce anche le vibrazioni nei momenti di start/stop e il carico, per massimizzare l’economia di carburante. Come suggerisce il nome, il generatore ha anche il ruolo di generare elettricità per la batteria da 48 volt che alimenta i dispositivi elettrici periferici dell’auto.
I benefici del sistema mild-hybrid
Utilizzando un sistema mild-hybrid, ci si può aspettare un miglioramento del consumo di carburante del 10-15%, e in rari casi anche del 21%, il che è notevole per un sistema relativamente semplice da implementare.
Dal punto di vista del produttore di automobili, un sistema mild-hybrid comporta circa il 30% del costo di produzione di un sistema full hybrid, mantenendo però il 50-70% dei benefici. Inoltre, questi sistemi da 48 volt aiutano le auto ibride a raggiungere i livelli raccomandati di emissioni di CO2 e consumo di carburante.
Il motivo per cui i sistemi mild-hybrid sono vantaggiosi risiede nel loro alto voltaggio rispetto alle batterie standard da 12 volt. Trasmettere potenza a voltaggi più alti è più efficiente sotto quasi tutti i punti di vista, e la batteria da 48 volt aiuta le pompe, le ventole e vari altri accessori a funzionare più efficientemente, senza sprecare l’energia tradizionalmente utilizzata dal motore a benzina.
Poiché questi accessori non sono più legati al motore a benzina, possono essere alimentati in base alle esigenze del conducente e dell’auto, quindi non funzionano continuamente, specialmente quando non necessario.
Di conseguenza, le perdite di energia sono minori e l’operatività del veicolo diventa più efficiente. Supponiamo che tu debba salire una collina in una fredda giornata invernale. Poiché il motore è più sollecitato, la pompa dell’acqua gira più velocemente e invia più liquido refrigerante al motore, influenzando così la temperatura di funzionamento. Grazie all’assistenza elettrica, la pompa non gira così velocemente, anche se il motore è a 4000 giri/min.
Gli svantaggi del sistema mild-hybrid
I sistemi mild-hybrid hanno anche alcuni svantaggi. Poiché le auto mild-hybrid non sono in grado di funzionare esclusivamente con energia elettrica, tendono a emettere quantità maggiori di CO2 rispetto agli ibridi convenzionali, rendendole meno attraenti per alcuni potenziali acquirenti.
Sursa foto: enginetechnologyinternational.com, carmagazine.co.uk, torque.com.sg, autocar.co.uk
