Mírný hybrid – co to je? 48 voltů a mild hybridní technologie

„Hybridním vozem“ se dříve rozumělo auto poháněné dvěma různými zdroji energie: nejčastěji benzinovým motorem a elektrický motor. Mohli pracovat samostatně nebo v tandemu, aby poháněli kola a tím uváděli vůz do pohybu.

V poslední době se začal objevovat nový typ hybridního vozu jako součást snah automobilek o co největší účinnost benzinových a naftových spalovacích motorů. Tento nový typ je známý jako „mírný hybrid“. Od běžného hybridu je odlišuje to, že elektrická část hnacího ústrojí nikdy nepohání vůz sama o sobě. Místo toho pomáhá vznětovému nebo zážehovému motoru rozpohybovat vozidlo.

To může mít významný dopad na emise CO2 automobilu a mild hybridy se začínají objevovat napříč automobilovým průmyslem, od malých supermini až po velká luxusní SUV.

Podle nejnovějšího průzkumu trhu bude 50 % všech hybridů prodaných do roku 2025 tvořit mild hybridy.

Jak funguje mild hybridní auto?

Mild hybridy přicházejí v několika různých konfiguracích, ale nejčastěji mají větší baterii, která funguje s běžnou 12voltovou baterií. Často se jedná o 48voltový systém s integrovaným startérem, který funguje jako startér i jako napájecí zdroj.

Některé 48voltové systémy používají lithium-iontové baterie, zatímco jiné používají olověné baterie. Každopádně místo výměny 12V jednotky funguje 48V jednotka s běžnou baterií. Je spojen s hybridním motorem a elektrickým kompresorem a přebírá funkce 12V jednotky, jako je napájení klimatizace, katalyzátoru a ventilátoru motoru.

48voltová jednotka také dodává energii hybridnímu motoru a kompresoru, což vozu umožňuje rychlejší a plynulejší akceleraci. V některých modelech Audi vyšší třídy dokáže 48V systém vypnout motor vozu až na 40 sekund při jízdě setrvačností.

Když se přiblížíte k semaforu nebo kruhovému objezdu, když se rozsvítí zelená nebo je mezera a uvolníte brzdu, spalovací motor se okamžitě spustí. Poté může vůz zrychlit bez zpoždění.

Dalším příkladem je systém Suzuki SHVS (Smart Hybrid Vehicle by Suzuki), který je k dispozici u modelů Swift a Ignis. Jeho součástí je „startér-generátor“ a relativně malá baterie. Vestavěný generátorový motor lze použít pro zrychlení a také umožňuje systému start/stop vozidla plynuleji nastartovat motor.

Výhody 48voltového systému mild hybrid

Jednou z klíčových výhod mild hybridních systémů je zvýšená spotřeba paliva a snížení znečištění. Inženýrská firma Delphi, která vyvinula 48voltový mild hybridní systém, říká, že může nabídnout 25% nárůst točivého momentu v nízkých otáčkách, 10-15% zlepšení spotřeby paliva a 2% snížení emisí CO25.

Mild hybridní systém má i další výhody. Společnost Continental zabývající se pneumatikami a automobilovou technologií pracuje na „technologii superdieselu“, která využívá 48voltový systém ke snížení emisí oxidů dusíku (NOx) z naftových automobilů o 60 %. Continental vyvinul elektricky vyhřívaný katalyzátor, který využívá 48voltovou baterii k rychlému zahřátí na maximální provozní teplotu.

Katalyzátor se obvykle spoléhá na motor, aby jej zahřál na provozní teplotu. Použití motoru k zahřátí vyžaduje čas, ale díky 48V systému to lze provést rychleji, což snižuje emise výfukových plynů.

Mírné hybridy vs. úplné hybridy

„Plně hybridní“ systém (také známý jako „paralelní hybrid“ nebo „samonabíjecí hybrid„) má větší a těžší baterii, což zvyšuje celkovou hmotnost vozu. Vzhledem k tomu, že mild hybridní systémy jsou menší a lehčí, je montáž levnější. Nemohou také řídit auto pouze na elektrický pohon – a to ani na velmi krátké vzdálenosti. To znamená, že znečišťují životní prostředí více než běžný hybrid.

Liší se mild hybrid od běžného auta?

Nic moc. Většina systémů zlepšuje funkci start-stop vozidla. To znamená, že můžete setrvat až do zastavení bez výkonu motoru. Veškerou jízdu stále vykonává spalovací motor, i když při akceleraci může dodat další pomoc baterie.

Mírný rozdíl můžete pocítit také při brzdění, protože systémy využívají regenerativní brzdění k dobíjení mild-hybridních baterií. Když například zvednete plyn, vůz může zpomalit, jako by již byl sešlápnut brzdový tlak.

Za poslední dva roky, především díky vládním pobídkám a vysoké dostupnosti, vzrostl zájem o hybridní vozidla. Typ není často specifikován, především výrobci automobilů, s výjimkou velmi malých specifikací pro verze Mild Hybrid, které odkazují na hybrid pro všeobecné použití.

Jaký je tedy rozdíl mezi mild hybridem a full hybridem? Podle nejlepšího vědomí časopisu Auto3N, z technického hlediska Mild Hybrid a Full Hybrid se výrazně liší, což ovlivňuje i vozovku při každodenním používání.

Mírný hybrid

V případě „mírného“ máme generátor nebo malý motor, který pomáhá v některých fázích hlavního spalování (benzín nebo nafta). Elektromotor je účinnější, protože startér a alternátor nahradí jedinou jednotkou, která podporuje tradiční motor. Na výstupu je průtok paliva blokován a udržován generátorem. Hlavní motor se rychleji vypíná a aktivuje při zapálení bez použití startéru při zastavení v dopravní zácpě nebo na semaforu. Při rozjezdu pomáhá generátoru vnitřního spalování jako u některých modelů i při maximální akceleraci. Chybí zde ale přímý pohon elektromotoru, a proto nemluvíme o autonomii pouze v elektrickém režimu.

Výhody:

• mnohem jednodušší a levnější technické řešení
• nemá žádné speciální cykly nabíjení
• extrémně lehký systém prakticky bez vlivu na hmotnost „tradičního“ stroje
• daň (prozatím), i když to není pravý hybrid
• pro výrobce automobilů, kteří s minimálními investicemi sníží spotřebu a emise tak, aby se vrátili do parametrů

Nevýhody:

• spotřeba není nijak zvlášť lepší, zvláště ve městě
• pouze elektrický režim není možný
• nevyužívá energii získanou z motoru
• úspory brzdových destiček a kotoučů nelze využít během fáze zpomalování
• nemá nižší provozní náklady

Plně hybridní

Pokud jde o full hybrid, je tu speciální baterie a jeden (nebo více) elektromotorů, které doplňují ten tradiční, pomáhají nebo nahrazují ho i při trakci. Obvykle má tento typ řešení životnost baterie několik kilometrů v čistě elektrickém režimu, který lze také přinutit ke spuštění pomocí příslušného tlačítka, pokud je dostatek nabití. Ale autonomie pouze v elektrickém režimu není přirozeností, pro kterou jsou navrženy.

Efektivita provozu, neustálá asistence či střídání dvou motorů umožňuje při dobrém využití urazit s jedním litrem vzdálenost až 30-35 km. Proto je často mylné ptát se, kolik kilometrů jezdíte na elektrický pohon. Přesnější je o tom mluvit u aut do zásuvky (hybridy s většími bateriemi, které se zasouvají do zásuvky) a čistě elektrických.

Použití rekuperačního brzdění během fáze uvolnění a brzdění bez předchozího použití brzd může dramaticky snížit spotřebu destiček a rotoru. Současně se obnovuje ztracená energie a baterie se nabíjí. Ten je také dobíjen tradičním motorem, pokud je příliš nízký. Z tohoto důvodu není správným používáním snižovat nabití baterie na minimum, ale snažit se ji vždy udržovat alespoň na 40-50 % a mít vždy správnou tepelnou asistenci.

Také technologie hybridních vozidel mají různé vlastnosti, od nejznámější, osvědčené a inovativní Toyoty, až po ty Ford a Renault (včetně koncernových značek) a postupně se přibližují další výrobci, ne vždy bez problémů.

Výhody:
• snížení spotřeby až o 30 %, zejména ve městech a na příměstských trasách,
• zvýšená celková autonomie,
• snížení emisí, i když se jedná o autonomní vozidlo, které lze řídit pouze konvenčním palivem,
• nižší náklady na správu,
• nižší náklady na brzdový systém, který má nízkou spotřebu díky použití rekuperačního brzdění
• širší a delší záruky na elektrické díly.

Nevýhody:
• s širším přijetím této technologie mají o něco vyšší počáteční pořizovací náklady
• nemá opravdu dlouhou autonomii pouze v elektrickém režimu
• mírně těžší
• Výborná investice pro začínající výrobce automobilů.