Detailně jsem si prohlédl mild-hybridní ústrojí v Kie Sportage. Kombinace s dieselem je unikátní, má vznětovým motorům pomoci překonat náročné emisní limity.
Jsou to spojené nádoby. Většina směrů a akcí, které se dnes podnikají v oblasti vývoje motorů a celého pohonného ústrojí, mají souvislost s nejen nižšími hodnotami předepsaných flotilových emisí, ale i s náročnějšími testy, při nichž dochází k jejich měření. Na mysli tím mám samozřejmě kvapný přechod z normy NEDC na WLTP, to vše v rámci Euro 6.
Důsledkem je například modernizovaná Kia Sportage. Ta na trh navzdory boji proti dieselům přichází se dvěma novými vznětovými jednotkami. Šestnáctistovka U3 má poprvé zcela hliníkový blok a další inovace oproti předchůdcům se zdvihovými objemy 1,4 až 1,7 litru. Ještě zajímavější je však řešení u dvoulitrového CRDi.
Už známe full hybridy kombinované s dieselovým motorem, které použila skupina PSA či Mercedes-Benz. K lepším výsledkům v měření emisí už pomáhá také několik dieselových mikro hybridů. Ovšem Kia teď uvádí dieselový mild-hybrid.
Jak funguje?
Mild-hybridní ústrojí bude v následujících letech hrát čím dal větší roli a setkávat se s ním budeme častěji. Ve zkratce se od klasického full hybridu liší tím, že elektromotor je řemenem spojený se spalovacím motorem a funguje jako jeho podpora. Neumí tedy pohánět kola bez "spalováku".
Ve Sportage jde o kombinaci dvoulitrového vznětového čtyřválce s elektromotorem, lépe řečeno startér-generátorem chlazeným vzduchem o výkonu maximálně 12 kW, točivém momentu 55 Nm a maximálních otáčkách 18 tisíc za minutu.
Vzadu je pak umístěna baterie pracující s napětím 48 V, o kapacitě 0,44 kWh. Umístěná je místo rezervy pod podlahou kufru. Je tak snadno přístupná coby kompletní box, ovšem zamrzí, že zapomenout musíte už i na "dojezdovku". Zajímavé je, že o teplotní komfort modulu baterie se staráte vy sami. Je k ní totiž zavedena trubice s ventilátorem. Od interiéru, tedy pod zadními sedadly, směrem ven žene vzduch ať už pro chlazení či vyhřátí všech článků.
Baterie startér-generátor zásobuje elektřinou a je od něj také dobíjena. Pomocí konvertoru na 12 V pak energii posílá také ke klasické 12 V baterii umístěné pod kapotou, která pohání klasický startér a příslušenství auta včetně světel a managementu.
Po prvním nastartování už se o starty v rámci systému stop/start ovšem stará startér-generátor označený jako MSHG. Jde mu to mnohem rychleji než klasickému startéru. Takové řešení známe například z mikrohybridu e-HDI od PSA. Ten startuje reverzibilním alternátorem, umí se točit i opačně. Ovšem pozor, ten již motor dále nepodporuje, proto je mikrohybridem. Za mikrohybrid se však zároveň označují i jednotky s inteligentním dobíjením pomocí rekuperace, reverzibilní alternátor proto není podmínkou. Stejně tak mild-hybridy se mohou lišit. Ten u šestiválcových Audi například umí plachtit s vypnutým motorem.
Zpět ale k dieselovému mild-hybridu od Kie. Pracuje v několika režimech. V režimu ‚motoru‘ se baterie při akceleraci vybíjí, přičemž dodává motoru právě až 12 kW pomocného elektrického výkonu. Tím ovšem nedodává výkon navíc, ale spíše vykrývá neefektivní chvilky dieselu a umožňuje mu pracovat s nižším zatížením. Jako kdyby mu někdo na dvoukole začal přišlápávat - může si trošku "odfrknout". I z toho je patrné, že toto řešení je tu kvůli spotřebě a emisím, nikoli kvůli zvyšování výkonu a dynamiky.
Při deceleraci – během brzdění nebo dojezdu na volnoběh ke křižovatce nebo jízdě z kopce – se MHSG přepne do režimu ‚generátoru‘, přičemž rekuperuje energii z klikové hřídele a přitom dobíjí baterii. V případě automatické převodovky to umí už od 30 km/h. Elektronický mozek pak pozná, jestli se jedná o brzdění za účelem zastavení vozu.
Baterie a MHSG podporují rovněž novou funkci nazvanou Moving Stop & Start. Je-li baterie dostatečně nabitá, pak se spalovací motor během decelerace a brzdění se zařazeným rychlostním stupněm automaticky vypne. Jakmile řidič sešlápne pedál plynu, MHSG motor znovu nastartuje, rozběhne. systém označený jako Ecodynamics+ údajně dokáže snížit emise CO2 až o 4 % podle WLPT a až o 7 % podle přepočteného NEDC.
Jedná se navíc o vcelku jednoduché a kompaktní řešení, které se dá dle slov technických expertů Kie implementovat v podstatě kamkoli. Díky němu přijdete o alternátor a nevznikají žádné zvýšené nároky na údržbu, trvá záruka na 7 let či 150.000 km a 70 % kapacity baterie je zaručeno právě i po sedmi letech. Spojen je ve Sportage proto i se systémem pohonu 4x4, šestistupňovou manuální nebo osmistupňovou automatickou převodovkou. Vždy se celkově pyšní 185 koni a 400 newtonmetry.
Cena versus účinek
Korejská značka Kia se do nových technologií pohonu vrhla po hlavě. Nabízí jak klasické spalovací varianty, tak i mikro, mild, full, plug-in hybridy až po čistá elektroauta. Je proto ideálním příkladem, na němž si lze ukázat smysl použití jednotlivých řešení.
Zajímavé je totiž srovnání, na kolik jednotlivá řešení implementace elektrické výpomoci přijdou a kolik dokáží uspořit emisí ve WLTP. Díky nižší flotilové hladině pak nehrozí pokuty a automobilka si může dovolit širší a zajímavější portfolio.
V přiložené tabulce je srovnáno několik způsobů boje proti emisím u spalovacích motorů. Právě mild-hybridy se v současné době, i vzhledem k náročnějším testům, jeví jako vcelku dobrý poměr úspory a nákladů na jedno auto s touto technologií spojené.
Srovnání nákladů a úspory emisí u jednotlivých způsobů elektrifikace spalovacích motorů (zdroj: Kia) |
Technologie |
Klasické vozidlo |
Mikro hybrid ISG |
Mild hybrid |
Full hybrid |
Plug-in hybrid |
Model |
Kia Sportage |
Kia Rio |
Kia Sportage |
Kia Niro |
Kia Optima |
Přibližné snížení CO2 dle WLTP [%] |
0 |
5 |
15 |
30 |
70 |
Náklady navíc na jeden vůz [€] |
0 |
700 |
1000 |
3000 |
7500 |