Czym są układy hybrydowe Mild Hybrid? Nie zawsze służą tylko obniżeniu zużycia paliwa

We współczesnych pojazdach coraz więcej jest układów elektronicznych. Już od jakiegoś czasu można stwierdzić, że auta stały się jeżdżącymi komputerami. Jednak teraz wyposażane są coraz częściej w układy Mild Hybrid. Po co?

Zalety samochodów hybrydowych są coraz bardziej zauważane. Dzięki zmniejszonej liczbie części mechanicznych są znacznie mniej awaryjne niż tradycyjne konstrukcje. Pojazdy wyposażone w takie układy są też oszczędniejsze i dynamiczniejsze. Ten ostatni czynnik w ostatnio zaczął mieć duże znaczenie. Wielu producentów pojazdów postanowiło wykorzystać zalety tego typu układów, aby móc zbudować jeszcze dynamiczniejsze auta, przy jednoczesnym zachowaniu ich ekonomii.

Układy hybrydowe 48V, czyli mild hybrid

Mild Hybrid – bo tak właśnie nazywają się układy 48V – są czymś w rodzaju półhybrydy. W pewnym sensie stanowią połączenie pomiędzy klasycznym układem napędowym (wykorzystywanie jedynie silnika spalinowego), a typową hybrydą.

Mild Hybrid to układ opierający się na dodatkowej instalacji elektrycznej korzystającej z napięcia 48V. Do tego celu wykorzystywany jest drugi akumulator – litowo-jonowy – o pojemności około 500 Wh oraz maszyna elektryczna o mocy 6–15 kW i momencie obrotowym 60 Nm.

Jak odniesiemy to do pełnej hybrydy to, w Mild Hybrid jest 3-krotnie mniejszy akumulator i około 10-krotnie mniejsza moc jednostki elektrycznej.

Maszyna elektryczna jest połączona na stałe z silnikiem spalinowym za pośrednictwem paska klinowego. Zastępuje ona tym samym rozrusznik i alternator. Może również przenieść bezpośrednio na wał korbowy generowany przez nią moment obrotowy.

Przeczytaj także: 50 tys. zł wystarczy na zakup hybrydy z rynku wtórnego

Jak działa układ Mild Hybrid?

Energia gromadzona w akumulatorach pochodzi z rekuperacji. Wykorzystywana jest ona następnie w takich celach jak: uruchamianie silnika, zasilenie urządzeń pokładowych, rozpędzanie sprężarki, a także wspomaganie silnika spalinowego podczas przyspieszania. Takie rozwiązanie niesie za sobą zalety.

Przede wszystkim układ klimatyzacji działa z tą samą efektywnością nawet w momencie, gdy włączony jest system Start-Stop. Innym przykładem jest łatwość uruchamiania pojazdu przy wspomnianym systemie Start-Stop. Co ważne Mild Hybrid pozwala też „przyspieszyć”.

Według badań Continentala – który opracował tego typu układ – przyspieszanie np. na 4-biegu od 60 do 80 km/h jest krótsze o 15 proc. Również podczas szybkiego nabierania prędkości układ ten wspomaga silnik spalinowy. Dzięki temu możliwe jest m.in. zmniejszenie jednostki spalinowej przy zachowaniu jej dynamiki przed downsizingiem.

Za stosowaniem Mild Hybrid przemawia również ekonomia. Testy wykazały, że oszczędności na zużyciu paliwa wynoszą 17 proc., a w mieście mogą osiągnąć nawet 25 proc. Choć nie jest to aż tak wiele jak może być w przypadku klasycznej hybrydy, ale przy uwzględnieniu niskich kosztów wdrożenia (ok. 1000 EUR), jest to dużo.

Pojęcie miękkiej hybrydy pojawia się na rynku już od jakiegoś czasu. Zastosowanie tego typu technologii umożliwia teoretycznie obniżenie zużycia paliwa. Owe ograniczenie może nastąpić jednak jedynie w określonych warunkach - częste ruszanie - jazda w mieście/korkach. W przypadku użytkowania pozamiejskiego różnice mogą pozostać niezauważone. Niewątpliwym plusem hybryd typu mild jest względne (w porównaniu do klasycznych hybryd) uproszczenie układu. Uproszczenie te pociąga za sobą pewne konsekwencje polegające przede wszystkim na ograniczonym wspomaganiu silnika spalinowego. Zapotrzebowanie na moment obrotowy jest największe w czasie przyspieszania/ruszania. Nieliniowy przyrost momentu momentu obrotowego (w funkcji prędkości obrotowej) silnika spalinowego jest niwelowany przez wspomaganie silnikiem elektrycznym. Nie przekłada się jednak to w rzeczywistości na uzyskiwanie wyższych współczynników przyspieszenia, ale przynajmniej w założeniach producentów na ograniczenie zużycia paliwa. Należy jednak pamiętać, że pojazd z takim systemem jest obciążony dodatkowym akumulatorem, który zwiększa masę całości – komentuje Mateusz Bednarski z Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej.

To nie koniec zalet Mild Hybrid. Otóż zastosowanie tego rozwiązania nie tylko poprawia osiągi i obniża zużycie paliwa. Wpływa również na emisję substancji szkodliwych. Pozwoli to na łatwiejsze spełnienie najnowszych norm emisji spalin, które zaczęły obowiązywać od 1 września 2018 roku. Dzięki temu rozwiązaniu wiele podmiotów może bez większych problemów spełnić te wymagania oraz te, które wejdą w życie w 2020 roku.

Przeczytaj także: Nowe normy to wyższe deklarowane zużycie paliwa. Czego spodziewać się po WLTP?

Wiele zalet układów Mild Hybrid

Zalety tego typu rozwiązania zauważa coraz większa liczba producentów pojazdów. W ostatnim czasie można to zauważyć choćby w szeregach Mercedesa, który zaczął stosować tego typu układy nie tylko w typowo cywilnych autach, ale również w sportowych z serii AMG.

To tylko jeden z wielu przykładów firm, które postanowiły technologią półhybrydową wykorzystać nie tylko w celu spełnienia norm emisji spalin, ale również poprawić osiągi swoich pojazdów.

Można więc powiedzieć, że samochody zaczynają się powoli zmieniać i coraz bardziej iść w stronę elektromobilności. Jednak w tym przypadku stosowanie rozwiązania Mild Hybrid niesie ze sobą wiele korzyści. Dlatego można powiedzieć, że w tym przejściowym okresie to dobry kierunek, który pozostawia jeszcze wiele możliwości rozwoju.