Samochody z układem mild-hybrid

Samochody z układem mild-hybrid to pojazdy, które mają silnik spalinowy, ale są także wyposażone w silnik elektryczny, który umożliwia wyłączanie głównego silnika podczas hamowania, zatrzymywania się pojazdu i szybkie jego ponowne uruchamianie.

Technologia mild-hybrid jest również znana jako asystujący hybryd, hybryd wspomagany baterią lub BAHV (Battery-Assisted Hybrid Vehicle). Pojazdy mild-hybrid mogą również posiadać funkcję regeneracyjnego hamowania i oferują pewne wsparcie elektryczne dla silnika spalinowego.

Nie posiadają jednak trybu jazdy w pełni elektrycznego, ponieważ silnik elektryczny służy jako wsparcie dla silnika spalinowego i nie jest w stanie samodzielnie napędzać pojazdu.

Samochody mild-hybrid są najnowszym dodatkiem na rynku samochodów elektrycznych. Korzystają z systemu elektrycznego, który jest bardziej wytrzymały niż tradycyjny system 12-voltowy, szeroko stosowany w przemyśle motoryzacyjnym od ponad 50 lat. Systemy o mocy do 48 woltów działają we współpracy z akumulatorem pojazdu poprzez mały silnik elektryczny lub generator.

Zamiast samodzielnie napędzać pojazd, system 48-woltowy wspomaga silnik spalinowy podczas przyspieszania, zasila akcesoria pojazdu i umożliwia systemowi start-stop działać przez dłuższy czas.

Praktycznie rzecz biorąc, silnik elektryczny zastępuje tradycyjny generator i rozrusznik, które są powszechne w silnikach spalinowych. Poprawia to efektywność i zużycie paliwa, jednocześnie oferując podobną wydajność jak większy silnik.

System mild-hybrid jest również aktywowany podczas operacji start-stop pojazdu, które są inicjowane podczas opóźniania i hamowania. Większość silników mild-hybrid pozwala na wyłączenie silnika spalinowego na okres do 40 sekund, gdy pojazd jest nieaktywny, co poprawia zużycie paliwa. Gdy tylko kierowca zwolni pedał hamulca i zacznie przyspieszać, system mild-hybrid ponownie uruchamia silnik spalinowy.

Dodatkowo system mild-hybrid zasila również inne elektryczne komponenty pojazdu, w tym system klimatyzacji oraz różne systemy rozrywki i nawigacji. Przejęcie tych nieistotnych funkcji zmniejsza ilość energii, którą musi dostarczyć silnik spalinowy, co obniża zużycie paliwa.

W niektórych pojazdach mild-hybrid, w tym w niektórych modelach Audi i Mercedes-Benz, bateria 48-woltowa zasila także elektryczną turbosprężarkę, która zwiększa moc silnika spalinowego przy niskich prędkościach. Umożliwia to osiągnięcie wyższych wartości mocy i momentu obrotowego, porównywalnych z większymi, nie doładowanymi silnikami.

Jak działa technologia mild-hybrid?

Większość systemów mild-hybrid składa się z trzech głównych komponentów: 48-woltowej baterii, przetwornika prądu stałego i generatora pasowego (czasami nazywanego silnikiem-generatora lub starter-generatora). Generator zastępuje tradycyjny generator w silnikach spalinowych. Przetwornik prądu stałego i bateria 48-woltowa zwykle znajdują się w bagażniku i zajmują niewiele miejsca.

Generator jest połączony z wałem korbowym silnika za pomocą specjalnych napinaczy, które umożliwiają mu wytwarzanie momentu obrotowego i przyjmowanie go. Generator jest także połączony z paskiem klinowym, który wykorzystuje do rozkręcenia silnika przed uruchomieniem po sytuacji start-stop oraz do zwiększenia mocy silnika podczas przyspieszania.

Dzięki zastosowaniu obliczonych impulsów momentu obrotowego, generator pomaga zredukować wibracje podczas faz start-stop i minimalizuje obciążenie, aby zmaksymalizować zużycie paliwa. Generator, jak sama nazwa wskazuje, wytwarza również prąd dla baterii 48-woltowej, która zasila elektryczne układy pomocnicze pojazdu.

Zalety systemu mild-hybrid

Używając systemu mild-hybrid, można oczekiwać poprawy zużycia paliwa o 10-15%, w rzadkich przypadkach nawet o 21%, co jest dość znacznym wynikiem dla systemu, który jest stosunkowo prosty do wdrożenia.

Z punktu widzenia producenta samochodów, system mild-hybrid stanowi około 30% kosztów produkcji systemu pełnego hybrydu, zachowując jednocześnie 50-70% jego zalet. Te 48-woltowe systemy pomagają także pojazdom hybrydowym osiągnąć zalecane wartości emisji CO2 i zużycia paliwa.

Dzięki swojej wyższej napięci, systemy mild-hybrid są korzystniejsze w porównaniu do tradycyjnych 12-woltowych baterii. Przesył mocy przy wyższych napięciach jest bardziej efektywny z niemal każdego punktu widzenia, a bateria 48-woltowa pomaga pompkom, wentylatorom i różnym innym akcesoriom działać efektywniej, nie marnując energii, którą tradycyjnie konsumuje silnik benzynowy.

Ponieważ te akcesoria nie są już zależne od silnika benzynowego, mogą być zasilane zgodnie z potrzebami kierowcy i pojazdu, dzięki czemu nie działają ciągle, zwłaszcza gdy nie są potrzebne.

Dzięki temu straty energii są mniejsze, a działanie pojazdu jest bardziej efektywne. Załóżmy, że musisz wjechać na wzgórze w zimny zimowy dzień. Z powodu większego obciążenia silnika pompa wodna obraca się szybciej i dostarcza więcej płynu chłodzącego do silnika, co wpływa na temperaturę pracy. Dzięki wsparciu elektrycznemu, pompa nie obraca się tak szybko, nawet jeśli silnik pracuje na 4000 obrotów na minutę.

Wady systemu mild-hybrid

Systemy mild-hybrid mają również pewne wady. Ponieważ pojazdy mild-hybrid nie są w stanie jechać wyłącznie na energii elektrycznej, mają tendencję do emisji większej ilości CO2 niż tradycyjne hybrydy, co sprawia, że mogą być mniej atrakcyjne dla niektórych potencjalnych nabywców.