Sekcja przygotowana we współpracy z marką Skoda

Technologia mild hybrid, czyli niższe spalanie w dobrej cenie

Klasyczne hybrydy znane są od wielu lat, ale dziś popularnością cieszą się także tańsze modele z 48-woltową instalacją elektryczną. To tak zwane miękkie lub łagodne hybrydy. Jak skonstruowany jest napęd mild hybrid i jakie korzyści niesie?

2022-10-25
Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybrid fot. materiały prasowe
Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybrid

Silniki spalinowe są dziś niewątpliwie u szczytu swoich możliwości, jeśli chodzi o wartości mocy i momentu obrotowego, a także poziom spalania oraz emisji CO2. Ich sprawność sięga w najlepszym razie około 40 proc., co znaczy że tylko tyle energii ze spalania paliwa przemieniane jest w energię do napędzania auta. Wszystko pozostałe to straty, w tym generowane przez jednostkę napędową ciepło. Genialnym w swojej prostocie pomysłem na usprawnienie tradycyjnego napędu stosunkowo niewielkim kosztem jest wsparcie ze strony dodatkowego silnika elektrycznego, który ze swojej natury jest bardziej wydajny, bo zapewnia nawet ponad 90 proc. sprawności.

W tym materiale skoncentrujemy się na technologii mild hybrid, ale przecież wykorzystanie motoru elektrycznego przybiera dziś różne formy. Z jednej strony mamy bowiem auta w pełni elektryczne, takie jak Skoda Enyaq iV, z drugiej są hybrydy typu plug-in w stylu Octavii iV, czyli łączące mocny silnik elektryczny z silnikiem spalinowym. System mild hybrid, czyli tak zwana miękka hybryda, stosowana jest natomiast w silnikach 1.0 TSI i 1.5 TSI napędzających Skodę Octavię e-TEC. Takie samochody, korzystające z 48-woltowej instalacji elektrycznej, są stosunkowo proste w konstrukcji, a elektryfikacja spalinowego napędu przynosi korzyści w postaci mniejszego zużycia paliwa i niewielkiego, ale odczuwalnego zastrzyku mocy.

Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybridfot. materiały prasowe
Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybrid

Mild hybrid, czyli łagodne, ale skuteczne wsparcie

Mianem tzw. łagodnej, czy też miękkiej hybrydy określa się samochody, które mają na pokładzie dwie instalacje elektryczne. Oprócz tej standardowej o napięciu 12V, która zwykle zasila multimedia, oświetlenie i inne elementy osprzętu, dodatkowo montowana jest instalacja 48-woltowa. Daje ona wiele korzyści, bo dostarcza wielokrotnie wyższą moc i robi to znacznie szybciej niż konstrukcja 12-woltowa. Może zasilać m.in. elektryczną sprężarkę czy adaptacyjne zawieszenie w droższych i mocniejszych samochodach, ale przede wszystkim jednak zasila nieduży silnik elektryczny, będący sercem układu mild hybrid.

Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybridfot. materiały prasowe
Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybrid

Jest on umieszczony w miejscu alternatora, pełniąc funkcję prądnicy i rozrusznika. Nie służy do bezpośredniego napędzania kół, ale jest na tyle mocny, że może wspomagać silnik benzynowy podczas rozpędzania. Silnik ten połączony jest z wałem napędowym za pomocą paska klinowego i właśnie w ten sposób przekazuje swoją siłę napędową na koła. W przypadku wspomnianej Octavii e-TEC mówimy o „zastrzyku” dodatkowych 50 niutonometrów, które na wał napędowy trafiają już w momencie dotknięcia przez kierowcę pedału gazu, skutecznie niwelując zjawisko turbodziury. Dzięki temu, że jednostka elektryczna odciąża silnik spalinowy podczas ruszania z miejsca, taki samochód z miękką hybrydą potrzebuje średnio o 5-20 proc. mniej paliwa.

Czym jest 48-woltowa instalacja elektryczna?

Jak zasilany jest motor elektryczny w miękkiej hybrydzie? Poprzez dodatkowy, niewielki akumulator litowo-jonowy, który magazynuje energię odzyskaną podczas hamowania. Dzięki rekuperacji energia kinetyczna rozpędzonego auta zamieniana jest przez prądnicę na energię elektryczną. Najważniejsze w tym wszystkim jest jednak to, że z punktu widzenia kierowcy niewiele się zmienia, ponieważ działanie hybrydy odbywa się „w tle”. To dlatego, że do napędu samochodu cały czas służy silnik benzynowy, natomiast wspomaganie elektryczne jest dostępne w kilku sytuacjach. Na przykład podczas rozpędzania, czyli kiedy silnik benzynowy pracuje przy niskich obrotach i jest najmniej wydajny, silniczek elektryczny wspomaga go przez kilka sekund elektrycznym „doładowaniem”, dzięki czemu reakcja na gaz jest szybsza, a do nabrania prędkości samochód może wykorzystać mniej paliwa.

Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybridfot. materiały prasowe
Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybrid

Zalet systemu mild hybrid jest jednak więcej, bo ów nieduży silnik działa także jako rozrusznik, zatem odpowiada za uruchamianie silnika spalinowego, kiedy ten wyłącza się przy użyciu systemu start-stop. Dzięki większej mocy motoru elektrycznego w stosunku do zwykłego rozrusznika, jednostka spalinowa uruchamiana jest szybciej i płynniej, więc kierowca nie odczuwa wibracji we wnętrzu. Z kolei dzięki dużej dawce energii elektrycznej, jaką jest w stanie przesłać do odbiorników instalacja 48-woltowa, urządzenia elektroniczne na pokładzie mogą być zasilane nawet wtedy, gdy jednostka spalinowa nie pracuje. Dzięki temu jest ona wyłączana częściej, na przykład podczas toczenia się przed czerwonym światłem, co z kolei pozwala oszczędzać paliwo. Jest jeszcze tryb żeglowania, uruchamiany podczas jazdy z jednostajną prędkością – po odpuszczeniu gazu pojazd toczy się siłą rozpędu, rozłączając silnik ze skrzynią biegów nawet na kilkadziesiąt sekund, co wpływa na obniżenie spalania.

Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybridfot. materiały prasowe
Skoda e-TEC, czyli technologia mild hybrid

Jak wykorzystanie układu mild hybrid przekłada się na oszczędność paliwa? Firmy, które opracowały tę technikę twierdzą, że pozwala ona na osiągnięcie nawet 70 proc. oszczędności, jakie dają tzw. klasyczne hybrydy, za jedynie 20 proc. ich ceny. Dzięki funkcji wspomagania pracy silnika spalinowego zużycie paliwa w takim aucie może być niższe o 5-20 proc. w zależności od warunków i stylu jazdy. Taka hybrydowa technologia jest przy tym niedroga w zakupie, a sporo zalet i niewysokie koszty instalacji 48 V sprawiają, że coraz więcej nowych aut jest w nią dziś wyposażonych. Różnica w cenniku między modelem z miękką hybrydą, a wersją bez tego systemu, to mniej więcej koszt dopłaty do automatycznej skrzyni biegów, zatem różnica jest niewielka w stosunku do korzyści, jakie przynosi miękka hybryda.