Domov SPRÁVY News Ako znížiť spotrebu motora? Odhaľujeme tajomstvá najmodernejšieho mild-hybridného pohonu

Ako znížiť spotrebu motora? Odhaľujeme tajomstvá najmodernejšieho mild-hybridného pohonu

Audi MHEV plus
Foto: Audi

Žiadny automobil z koncernu Volkswagen síce neponúka pohon typu full-hybrid (samonabíjateľný hybrid schopný rozbehnúť a prejsť určitú vzdialenosť na čisto elektrický pohon), zato ďalej prebieha vývoj v oblasti mild-hybridných motorizácií.

Mild-hybridnými pohonnými jednotkami novej generácie sú vybavené novinky z dielne Audi – modely A5 a Q5. Tieto vozidlá sú postavené na koncernovej podvozkovej platforme PPC určenej pre elektrifikované spaľovacie vozidlá. Využívajú novú technológiu MHEV plus pozostávajúcu z generátora hnacieho ústrojenstva (PTG)remeňového alternátového štartéra (BAS) a lítium-železo-fosfátovou batériou. Pohonný systém je založený na 48 V architektúre. Generátor hnacieho ústrojenstva obsahuje integrovanú výkonovú elektroniku a elektromotor, ktorý umožňuje čiastočne elektrickú jazdu. Týmto spôsobom nové modely so spaľovacími motormi šetria spotrebu a znižujú produkciu emisií. Architektúru systému MHEV plus možno integrovať do rôznych modelov s predným pohonom aj pohonom quattro.

Foto: Audi

MHEV plus od Audi

Komponenty 48-voltového systému sú chladené kvapalinou, aby sa dosiahli optimálne prevádzkové podmienky. Situačne špecifické kvapalinové chladenie výkonovej elektroniky a elektromotora umožňuje prevádzkovať komponenty v optimálnych prevádzkových podmienkach, aby boli splnené požiadavky na výkon a krútiaci moment vo všetkých prevádzkových stavoch. Podstatou technológie MHEV plus je umožniť čiastočne elektrickú jazdu, znižovať spotrebu paliva a podporovať výkon spaľovacieho motora pri akcelerácii. Komponenty technológie MHEV plus sú kompaktné, no z hľadiska papierových emisií a WLTP údajov, od ktorých sa odvíjajú aj celkové flotilové emisie, dokáže znížiť celkové emisie.

Napríklad v A5 2.0 TDI možno ušetriť 10 gramov CO2 na kilometer, resp. 0,38 litra nafty na 100 km. V prípade benzínovej jednotky 3,0 TFSI ide o úsporu 17 g/km a spotrebu nižšiu o 0,74 l/100 km.

Foto: Audi

Generátor hnacieho ústrojenstva (PTG)

Výkonným modulom elektrického pohonu v systéme MHEV plus je generátor hnacieho ústrojenstva (PTG). Tento komponent tiež predstavuje najväčší rozdiel oproti technológii MHEV, ktorú predtým ponúkalo Audi a ktorá pracovala výlučne s remeňovým alternátorovým štartérom. PTG je inštalovaný v kompaktnej jednotke s integrovanou výkonovou elektronikou priamo na výstupnom hriadeli prevodovky a prispieva najvyšším výkonom 24 koní a až 230 Nm. Prevodovka PTG pracuje s pomerom 3,6:1. MHEV plus využíva PTG až do rýchlosti 140 km/h, pretože na výstupnom hriadeli sa dokáže točiť rýchlosťou maximálne 5 550 otáčok za minútu. Pri vyšších rýchlostiach vozidla sa PTG odpojí od hnacieho ústrojenstva prostredníctvom integrovanej spojky. Celé PTG váži okolo 21 kilogramov.

Rozsah prevádzkových teplôt systému sa pohybuje od mínus 40 do plus 75 stupňov Celzia. Vodný plášť obklopuje elektromotor a zároveň chladí kompaktnú a vysoko integrovanú výkonovú elektroniku v spoločnom okruhu chladiacej kvapaliny, ktorá je kvôli úspore miesta namontovaná priamo na elektromotore. Vysokovýkonné výkonové moduly sú usporiadané okolo chladiča vo výkonovej elektronike.

Foto: Audi

Výhody

Konvenčné hnacie ústrojenstvo dostupné s prvou generáciou štart-stop alebo miernou hybridizáciou sa spolieha na kľúčové komponenty efektívnosti, ako je zastavenie motora, keď vozidlo stojí, dojazd, jazda na voľnobehu s vypnutým motorom (plachtenie) a rekuperácia 12-voltovej alebo 48-voltovej energie. Medzi hlavné výhody zvýšeného stupňa elektrifikácie s novou technológiou MHEV plus patrí lepší komfort prevádzky štart-stop, rekuperácia energie, čiastočne elektrická jazda, parkovanie na elektrický pohon a zvýšený výkon vďaka elektrickej podpore spaľovacieho motora. Odozva vozidla pri rozbehu bola výrazne vylepšená, pretože PTG poskytuje spomínaný hnací krútiaci moment 230 Nm aj pri nízkych rýchlostiach.

Foto: Audi

V rýchlostiach do 140 km/h dokáže PTG rekuperovať až 25 kW energie prostredníctvom rekuperačného brzdenia. Integrovaný systém ovládania bŕzd zaisťuje optimálne rekuperačné brzdenie, zvyčajne bez použitia mechanických bŕzd, čím sa šetrí spotrebný materiál. Vďaka elektrickému kompresoru klimatizácie umožňuje MHEV plus nepretržitú prevádzku klimatizácie aj pri vypnutom spaľovacom motore, napríklad pri čakaní na červenej.

Remeňový alternátorový štartér (BAS)

V rámci technológie MHEV plus má remeňový alternátorový štartér (BAS) za úlohu štartovať motor a dodávať elektrickú energiu do batérie. Remeňový pohon má akustické výhody oproti pastorkovému štartéru a dosahuje vyššie štartovacie otáčky spaľovacieho motora. Výsledkom je lepšia spotreba a hladšie štartovanie s menšími vibráciami. Remeňový alternátorový štartér môže tiež rekuperovať energiu motora, keď je vypnutý a umiestniť valce do optimálnej polohy pre opätovné naštartovanie.

Foto: Audi

LFP batéria

LFP batéria má kapacitu necelých 1,7 kWh (brutto). Batéria je integrovaná do nízkoteplotného vodného chladiaceho okruhu, ktorý zabezpečuje optimálne podmienky v rozsahu 25 až 60 stupňov Celzia. Je to inak vôbec po prvýkrát, čo Audi používa LFP batériu pre svoje mild-hybridné systémy. V hybridnom systéme platí pravidlo, že najefektívnejšie funguje batéria nabitá na 50 až 60 %, pretože dokáže dodávať vysoké prúdy do elektromotora a uchovávať vysoké nabíjacie prúdy počas rekuperácie energie. Hybridný systém sa nezameriava na elektrický dojazd, ale na vybíjanie a dobíjanie batérie v rýchlych cykloch. To umožňuje získať čo najviac energie a rýchlo ju znova efektívne využiť pre pohon.

Foto: Audi

S technológiou MHEV plus riadiaci softvér vyhodnocuje prevádzkový stav vozidla pre optimálnu interakciu medzi spaľovacím motorom, PTG a BAS. Na tento účel sú uložené charakteristické hodnoty pre optimálne využitie dvoch elektromotorov a požadované úrovne krútiaceho momentu pre pohon alebo rekuperáciu energie. Do úvahy sa berie aj stav nabitia batérie. Cieľom je stabilná prevádzka – a riadiaci systém dosahuje rôzne výsledky v závislosti od situácie. Prevádzková stratégia prídavných elektrických pohonov je totiž optimalizovaná pre každý spaľovací motor. Výsledkom je najnižšia možná spotreba bez kompromisov v dynamike jazdy.

Foto: Audi

Fungovanie systému podľa režimu prevodovky

Prevádzková stratégia zohľadňuje zvolený režim prevodovky a moduláciu plynového pedálu. Napríklad v jazdnom režime D sa celý dodatočný elektrický výkon s maximálnym výkonom 18 kW aplikuje iba generátorom hnacieho ústrojenstva, ktorý sa spustí pri kickdowne alebo stlačení plynového pedálu aspoň na 80 %. V jazdnom režime S je dodatočných 18 kW k dispozícii už pri nižších hodnotách stlačenia plynového pedálu, v režime D možno PTG odpojiť od rýchlosti 85 km/h, aby sa zabránilo elektrickým stratám v elektromotore PTG pri jazde konštantnou rýchlosťou so spaľovacím motorom na diaľniciach a cestách mimo mesta. V režime S však zostáva PTG spojený až do maximálnej povolenej rýchlosti motora 5 550 ot./min., aby bola kedykoľvek umožnená spontánna odozva.

Pokiaľ ide o jazdné režimy D a S, prevádzková stratégia sa odlišuje najmä pri cieľovom SoC (stav nabitia) 48-voltovej batérie. V režime D predstavuje priemerný SoC 50 až 55 % optimálnu rovnováhu pre dostatok energie na elektrickú podporu spaľovacieho motora až po čiastočne elektrickú jazdu. Tento SoC je dostatočný aj na uloženie veľkého množstva rekuperovanej energie, ktorá pochádza z jemných a dlhších fáz brzdenia na semaforoch alebo pri vjazde do miest. V režime S vyšší cieľový SoC okolo 70 % zabezpečuje vyššie množstvo dostupnej energie pre elektrickú podporu spaľovacieho motora pre športovejšiu jazdu. Ako je možné očakávať, športová jazda zahŕňa kratšie a intenzívnejšie brzdné fázy, čo znamená, že je potrebné menej energie na rekuperáciu.

Foto: Audi

Jazda na elektrinu

Automobily s pohonom MHEV plus môžu jazdiť aj iba na elektrinu, napríklad keď sa vozidlo blíži z okresnej cesty smerom k obci alebo jazdiť na elektrinu konštantnou rýchlosťou niekoľko stoviek metrov. Ak výkon požadovaný vodičom alebo adaptívnym tempomatom (ACC) prekročí určitú hodnotu, naštartuje sa spaľovací motor a prevezme pohon. Prah spustenia závisí od aktuálneho SoC 48-voltovej batérie a rýchlosti vozidla. Ak je aktuálny SoC pod tým cieľovým, spaľovací motor sa zapne skôr. Na jednej strane je to preto, aby sa predišlo spotrebe ďalšej energie na elektrickú jazdu a tým sa ešte viac znížil SoC. Na druhej strane, spaľovací motor môže pomocou zvýšeného výkonu v spojení s BAS a PTG podľa potreby opäť zvýšiť SoC – inými slovami dobiť batériu. Neplatí to pre jazdu v pomaly sa pohybujúcej premávke alebo parkovanie, keď je možné udržiavať jazdu bez aktivácie spaľovacieho motora aj pri výrazne nižšom stave nabitia batérie.

Audi A5 2.0 TDI (2025) - The Ultimate MHEV System

Páčil sa vám tento článok?

Priemerné hodnotenie 0 / 5. Počet hodnotení 0

Ohodnotte tento článok!

Ďakujeme

Sledujte nás na Facebooku!

Mrzí nás že ste neboli spokojný...

Pomôžte nám zlepšiť sa!

Napíšte nám čo by sme mali zlepšiť!

ZDROJTS Audi
Predchádzajúci článokElektrický Civic Type-R? Japonci majú problém
Nasledujúci článokNečakaný zvrat? Jedna zo značiek vraj nechce byť súčasťou veľkej japonskej fúzie
Práci redaktora sa venujem už viac než 20 rokov. Začínal som na portáli Autovia.sk, neskôr som sa stal členom redakcie magazínu Stop. Od roku 2022 som šéfredaktorom portálu startstop.sk.