Cât de des sunt tehnologiile auto noi o reeditare a unor idei demult uitate? Cazul mild hybrid!

Astăzi vrem să dăm startul unei serii de articole, născute din sugestia utilizatorilor noştri. Am botezat-o nostim Sherlock Auto, după numele legendarului detectiv, iar ideea din spatele acestor articole este simplă şi interesantă: să descoperim cazuri încurcate, uneori neverosimile, din prezentul şi trecutul lumii auto, pentru că uneori firul unei asemenea cercetări ne poate face să aflăm împreună lucruri cu adevărat curioase, pe care nu le veţi afla la o simplă căutare pe Google.
Iar primul subiect din această serie ne-a fost sugerat de un alt vizitatori fidel al site-ului nostru, pe nume Eugen. Noi i-am zis Cazul Mild Hybrid.

Mild Hybrid, tot mai popular astăzi. Ce e, de fapt?

În ultima vreme, mai ales la teste drive cu modele noi vă spunem tot mai des despre sisteme mild hybrid, tot mai multe mărci şi modele aplicând această tehnologie pe modelele lor. Unele mărci chiar au început să o aplice aproape universal, fie pe toate motoarele pe benzină, fie pe toate motoarele noi, sau chiar să stabiliească o prezenţă universală a acestei tehnologii pe maşini. Spre exemplu, numai din testele noastre publicate în 2019, sisteme mild hybrid aveau Mazda3 şi Range Rover Evoque, iar în 2018 am gustat şi din Mercedes-Benz S-Class S450 4MATIC cu asemenea tehnologie. Multe alte mărci implementează tot mai larg această tehnologie sau au anunţat de curând planuri pentru a o implementa, aşa că ea va deveni în curând aproape omniprezentă pentru o mare parte din producători.
Dar ce e ea cu adevărat şi cum se deosebeşte de propulsia hibridă completă, cea pe care o cunoaştem de pe modelele celor de la Toyota, Lexus, dar şi o mulţime de alţi producători? La un sistem de propulsie hibridă completă – există un motor cu ardere internă şi un electromotor, dar şi o baterie care poate stoca de obicei 1-2 kWh de energie electrică, poate chiar mai puţin. Electromotorul e, de obicei, montat între motorul cu ardere internă şi cutia de viteze, el putând astfel propulsa mai uşor şi mai direct maşina, iar amplasarea sa în acel loc se face în locul convertorului de cuplu obişnuit, astfel încât nu e nevoie de spaţiu suplimentar undeva în construcţia automobilului. Acel electromotor are rol şi de generator electric la frânare sau coborârile în pantă, astfel încât transformă energia cinetică în electrică şi o stochează în acea baterie. Ulterior, în diverse ipostaze, electromotorul poate propulsa de unul singur maşina, sau o poate face împreună cu motorul cu ardere internă. Un hibrid „normal”, cum îl ştim cu toţii, poate, de obicei, să aleagă oricare din aceste combinaţii posibile – doar unul dintre motoare sau ambele în diferite proporţii, iar asta se face în funcţie de energia disponibilă în bateria electrică şi în funcţie de solicitările de dinamism ale maşinii într-un anumit moment. Şoferul nu-şi bate capul de nimic, modulul de control hotărăşte tot, iar bateria nu e încărcată niciodată de la priză, pentru că încărcarea se realizează doar în timpul condusului. Hibrizii care pot fi încărcaţi de la priză sunt o categorie separată, numită plug-in hibrizi, iar despre tot soiul de hibrizi şi cum se comportă ei în viaţa reală puteţi citi în relatările proiectului nostru Moldova Hybrid Electro Maraton.
Să revenim la subiectul nostru de azi, însă. Odată ce am recapitulat ce înseamnă hibrizii obişnuiţi, compleţi, să vedem şi care e diferenţa dintre ei şi mild hibrid, numit şi mHEV uneori. Termenul de „mild” de sugerează o variantă mai sumară a unui hibrid normal. Astfel, un mild hibrid e un hibrid mai simplu şi mai ieftin în construcţie, dar care aduce de asemenea beneficii reale interesante.
Un mild hybrid are de asemenea un electromotor, doar că, de obicei, el e poziţionat undeva lipit de motor, ca un component auxiliar, înlocuind simultan demarorul şi alternatorul şi poziţionându-se în locul unui dintre aceste componente. Astfel, acest electromotor e conectat printr-o curea de transmisie cu arborele cotit al motorului, de obicei recurgându-se la montarea unei curele suplimentare care leagă acest electromotor cu motorul, şi o altă curea ce leagă motorul cu celelalte componente, precum pompa de ulei, compresorul aerului condiţionat, etc. Unii producători, care au vrut să recurgă la soluţii mai avansate, au înlocuit unele din aceste componente propulsate de obicei prin curea cu electromotoare independente, astfel încât ele să poată funcţiona uşor când motorul e oprit la semafoare şi să asigure lubrifiere continuă şi confort continuu. Mercedes-Benz, de exemplu, a recurs la electrificarea completă a tuturor componentelor auxiliare ale motorului, iar electromotorul a fost montat între motor şi cutie, ca la hibrizii compleţi, astfel funcţionarea devenind mult mai rafinată.
Totuşi, sistemele mild hybrid au, de obicei, o caracteristică specială: electromotorul nu poate propulsa maşina de unul singur. El figurează de obicei doar ca un element de susţinere în propulsie, la acceleraţii sau la porniri, oferind un plus important de cuplu şi putere, şi scăzând astfel sarcina pe care o susţine motorul cu ardere internă. În acest fel se poate elimina turbolag-ul, de exemplu, sau se poate pur şi simplu asigura o elasticitate mai promptă la turaţii, economisind totodată şi carburant în consum. Acelaşi electromotor, cu tot cu bateria sa, face posibilă deconectarea motorului cu ardere internă la rularea în inerţie, creând aşa numita funcţie de coasting. Motorul cu ardere internă a deconectat, iar maşina îşi păstrează toate funcţiile active, iar dacă panta devine mai abruptă, electromotorul mai şi recuperează energia. Şi, fireşte, la semafoare motorul cu benzină va fi de asemenea deconectat, iar graţie acestui motor electric mai puternic şi repunerea în funcţie a motorului mai principal e mai rapidă şi mai rafinată, în funcţie de amplasarea exactă a lui.
Fireşte, economia totală a unui mild hybrid e mai mică decât a unui hibrid complet, pentru că maşina nu poate înainta în regim pur electric, dar oricum eficienţa adusă e importantă, situându-se în jur de 15% în condiţii reale. Unele studii arătau că în anumite ritmuri de trafic urban, eficienţa unui mild hybrid poate urca şi la 40-50 la sută faţă de un motor cu ardere internă fără acest sistem.

Şi, în fine, sistemele mild hybrid mai au o caracteristică specială. Bateria lor e de obicei mai mică decât a unui hibrid obişnuit, din motive uşor de înţeles, însă, pentru a electrifica mai multe componente auxiliare şi a obţine o eficienţă adevărată, un circuit obişnuit de 12 V de obicei nu e suficient. Aşa că producătorii au aplicat circuite separate de voltaj mai mare – 24, 36 sau, mai des în ultimul timp – de 48 de volţi. Mazda aplică 24 V în prezent, Mercedes-Benz, Volvo şi Land Rover aplică 48 V, la fel ca Audi şi întreg grupul VW. În acest moment, şi un circuit de 24V ar fi suficient, însă cei care aplică 48V au făcut, practic, un salt în viitor cu rezerve mai mari, lăsând loc de multe adăugări de componente electrice ce-ar putea apărea în timpul apropiat, de la multimedia la alte componente.
De ce o aplică tot mai des producătorii? Pentru că e mult mai simplu de implementat chiar pe motoare existente deja, fiind nevoie doar de schimbarea unor componente auxiliare şi instalarea unei baterii nu prea mari şi nu prea grele, care nu necesită schimbări constructive drastice într-un model deja existent. Pe lângă asta, fireşte, motivaţia principală e eficienţa pe care o obţine în final automobilul, iar asta permite producătorilor să se conformeze unor limite tot mai stricte de emisii CO2. Iar dincolo de toate, e şi o tehnologie care vine cu sporirea plăcerii de condus şi nu e percepută foarte radicală de cumpărători.

Tehnologia mild hybrid de azi? O reeditare a unei tehnologii demult uitate?

Abia aici, după ce am limpezit lucrurile cu ceea ce înseamnă tehnologia mild hybrid de azi şi de ce devine ea tot mai populară, a venit şi momentul părţii de detectiv. Ştim cu toţii că automobilele electrice au apărut încă de peste o sută de ani în urmă, ba chiar şi primele idei de propulsie hibridă, dar nu s-au materializat din sute de motive. Aşa erau timpurile, ar spune unii, alţii ar căuta o conspiraţie, iar ultimii ar spune că tehnologiile pur şi simplu erau prea avansate pentru acel timp în care au fost inventate.
Ei bine, se pare că şi tehnologia mild hybrid îşi are rădăcinile mai de demult. Nu, nu Mercedes-Benz a fost cel care a implementat-o la începuturi, nici Audi, nici Peugeot sau Citroen.

În îndepărtatul an 2001, adică acum vreo 18 ani, Toyota anunţa o tehnologie nouă, extrem de intrigantă. Vă amintim, în 2001 Toyota era abia la 4 ani distanţă de la lansarea primului Prius – un model, producţia căruia costa mult mai mult decât preţul de vânzare, iar cifrele de vânzări erau foarte modeste. Toyota conştientiza că tehnologia hibridă completă a lui Prius era încă foarte costisitoare în producţie, aşa că tot ei s-au gândit la o versiune mai simplificată a tehnologiei.

În anul 2001, niponii prefaţau tehnologia Toyota Hybrid System-Mild, abreviată ca THS-M şi anunţau că, cel mai probabil, ea se va regăsi pe următoarea iteraţie a sedanului lor de top, Toyota Crown, disponibil doar în anumite regiuni ale lumii.
Sistemul era foarte asemănător cu conceptul de astăzi al ceea ce numim mild hybrid, şi până şi numele de mild hybrid a fost introdus în acel an 2001. Sistemul celor de la Toyota renunţa la alternatorul obişnuit din motor şi făcea uz de un electromotor mai puternic, cu rol de alternator. Acest electromotor era conectat cu arborele cotit printr-o curea de transmisie, la fel cum se întâmplă şi astăzi în majoritatea cazurilor. Motorul oprea de asemenea la staţionări urbane, iar repornirea era asigurată de acelaşi electromotor prin pornire arborelui cotit al motorului principal. La frânare sau coborârea în pantă, electromotorul asigura recuperarea energiei cinetice şi încărcarea bateriei.

Bateria de stocare a electricităţii recuperate era relativ mică şi era diferită de cea de 12 V obişnuită. De fapt, încă de atunci cei de la Toyota au conştientizat necesitatea unui circuit suplimentar aşa că au implementat două circuite paralele: unul de 12/14 V şi altul de 42 V, bateria nouă pentru acest sistem fiind, însă, de 36 V.

Acest sistem a fost combinat de cei de la Toyota cu un motor cu ardere internă de 3.0 litri, cu 6 cilindri, unitate cunoscută sub numele de cod 2JZ-FSE. Da, este aceeaşi unitate legendară 2JZ instalată pe cele mai savuroase modele Toyota, având 6 cilindri în linie! Şi acum imaginaţi-vă, de exemplu, că pe modelul Toyota Crown Royal Saloon, echipat cu acest motor cu sistem mild hybrid, tehnologia aducea o eficienţă de minim 15% în viaţa reală, iar prin traficul infernal din Tokyo, eficienţa ajungea şi până la 50 la sută!
Aşadar, iată de unde porneşte originea unei tehnologii care prinde a se răspândi intens abia astăzi! Cu siguranţă ea aduce beneficii reale şi, deşi multora ne va părea că ea a fost dată uitării vreo 15 ani până a reveni în lumea auto, ea n-a dispărut total niciodată. După ce Toyota a aplicat-o, peste câţiva ani apăruseră mai multe modele ale grupului General Motors în SUA, care făceau uz de ea. Mai târziu, în Europa, francezii de la PSA Peugeot Citroen au fost primii ce-au început-o a utiliza în Europa, mânaţi de criza financiară din 2009 şi de necesitatea de a face urgent ceva pentru a se conforma unor norme mai stricte de emisii. La francezi motorizările mild hybrid începuseră a purta numele e-HDI şi erau combinate cu propulsoare diesel. Iar din 2017 încoace ea a început a se răspândi cu o viteză ameţitoare la tot mai mulţi producători – Suzuki, Audi, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz, Land Rover, Mazda, Volvo şi chiar Jeep.

Toyota, însă, nu foloseşte astăzi această tehnologie. Nu pentru că nu aduce beneficii – am stabilit deja că beneficiile ei sunt tot mai simţitoare, mai ales dacă vin cu soluţii ceva mai avansate, ca pe Mercedes-Benz S-Class S450. Însă cei de la Toyota s-au focusat pe hibrizii compleţi, care aduc, fireşte, o eficienţă şi mai mare. Chiar dacă aceştia din urmă sunt mai scumpi în producţie, cei de la Toyota au reuşit să crească vânzările şi popularitatea lor suficient de mult încât aceste modele să devină demult profitabile, iar dezvoltarea continuă a acestor sisteme hibride complete a adus beneficii şi mai mari în eficienţa reală. Conform unui studiu recent, peste 50% din timpul petrecut în trafic de o Toyota hibridă, aceasta îl petrece cu motorul de ardere internă deconectat.
La această etapă, putem declara că am soluţionat un mister interesant pe cazul mild hybrid. Însă, să ştiţi că mai există un strămoş al acestei idei – o tehnologie ce vine încă de prin anii 1990, într-o altă formă, dar cu beneficii similare. Dar vom trata această tehnologie într-un caz separat, într-un articol viitor din această nouă serie.

Scrieţi-ne în comentarii dacă v-a plăcut articolul de azi şi dacă aţi vrea să vedeţi mai multe asemenea articole!
0
430
COMENTARII (0)
Fiţi primul care comentează această ştire!
COMENTARIUL MEU
Trebuie să fiţi logat pentru a putea comenta
Logare | Înregistrare
COMENTARII FACEBOOK
Înapoi
    Logare PiataAuto.md
Login:
Parola:
Memorizeaza-ma
Ai uitat parola?
Eşti nou aici? Atunci înregistrează-te!