Czym jest i jak działa układ mild hybrid?

W walce o spełnienie coraz ostrzejszych norm emisji spalin producenci chwytają się każdego rozwiązania. Jednym z nich jest coraz popularniejszy układ miękkiej hybrydy (mHEV), który jest znacznie tańszym rozwiązaniem, niż klasyczna hybryda. Na czym dokładnie polega system mild hybrid i jakie korzyści daje?

Producenci samochodów dwoją się i troją, by spełnić coraz ostrzejsze normy emisji spalin, a tym samym uniknąć kar za przekroczenie narzuconych przepisami wartości. Jednym ze sposobów jest częściowa lub całkowita elektryfikacja, jednak stworzenie samochodu elektrycznego, klasycznej hybryd czy hybrydy plug-in jest kosztowne, a ich końcowa cena także stanowi dla wielu odbiorców barierę nie do przeskoczenia. Jest jednak tańszy sposób na obniżenie emisji szkodliwych substancji – układ mild hybrid.

Układ miękkiej hybrydy, który początkowo pojawiał się u producentów aut klasy premium (m.in. u Mercedesa, Volvo czy Audi), zyskuje coraz większą popularność także wśród innych marek, jak np. Suzuki, Ford czy Hyundai. Jego największa i najistotniejsza różnica w porównaniu do zwykłych hybryd i hybryd plug-in polega na tym, że dodatkowy układ nie jest w stanie samodzielnie napędzić kół auta, a jedynie wspomaga silnik spalinowy czy przejmuje niektóre "obowiązki".

Samochód wyposażony w układ miękkiej hybrydy wyposażony jest w dodatkowy, niewielki akumulator litowo-jonowy (często o pojemności niespełna 1 kWh), maszynę elektryczną (przybierający postać zintegrowanego modułu rozrusznika i alternatora) oraz przetwornik napięcia. Wspomniany moduł połączony jest z silnikiem za pomocą paska. Najczęściej dodatkowa instalacja jest 48-woltowa, choć niektórzy producenci stosują także 12- lub 24-woltową.

Energia odzyskiwana jest podczas hamowania za pośrednictwem wspomnianego modułu, który przyjmuje rolę generatora, a następnie magazynowana w dodatkowym akumulatorze. Moc takiego generatora/silnika jest jednak na tyle mała, że nie byłaby w stanie rozpędzić samochodu bez włączania silnika spalinowego.

Skoro instalacja nie może samodzielnie napędzać kół, do czego więc służy? Jej głównym zadaniem jest wspomaganie i odciążanie silnika spalinowego. W razie potrzeby np. podczas ruszania czy dynamicznego przyspieszania, kiedy silnik spalinowy jest najmniej wydajny, akumulator może oddać zmagazynowaną energię do silnika w postaci kilkunastu dodatkowych KM i Nm (tzw. boost).

Oprócz tego zadaniem układu jest także zwiększenie płynności działania systemu start-stop, czy poszerzenie jego możliwości. Dodatkową funkcją jest np. żeglowanie, które umożliwia wyłączenie jednostki spalinowej podczas jazdy. Działanie podzespołów zapewniających panowanie nad autem przejmuje wtedy właśnie układ miękkiej hybrydy. Poza tym system może także wyłączyć silnik już podczas dojeżdżania do świateł, jeszcze przed samym zatrzymaniem.

Producenci deklarują, że układ miękkiej hybrydy jest w stanie zredukować zużycie paliwa o kilka-kilkanaście procent, czyli ok. 0,3-0,7 l/100 km w zależności od zastosowanej instalacji, zakresu pracy układu i wielkości silnika spalinowego. Podczas rzeczywistego użytkowanie różnie to jednak bywa i wszystko zależy od stylu jazdy. Układ miękkiej hybrydy pozwala jednak wciąż "żyć" silnikowi spalinowemu, redukując emisję szkodliwych substancji o ok. 20-30 proc.

Kierowca odczuje jednak więcej korzyści ze sprawniejszego przyspieszania czy płynności działania systemu start-stop, niż faktycznych oszczędności przy dystrybutorze. Największą zaletą systemu mild hybrid nad klasycznymi układami hybrydowymi jest niższa masa, mniejsza przestrzeń zajmowana przez dodatkowe podzespoły oraz wyraźnie mniejsze koszty. Główna wada polega na braku możliwości samodzielnego napędzenia kół wyłącznie z wykorzystaniem zmagazynowanej energii elektrycznej.