Volkswagen Golf jako hybryda mild

Volkswagen Golf ósmej generacji, którego premiera ma mieć miejsce w tym roku, będzie dostępny jako hybryda typu mild.

Przepisy wymagają trwałego zmniejszenia emisji dwutlenku węgla tak, by w 2020 roku wynosiła ona w wypadku wszystkich modeli jednego producenta średnio nie więcej niż 95 g/km. Dobrym rozwiązaniem dla osiągnięcia tego celu wydaje się m.in. zastosowanie w autach układu elektrycznego o napięciu 48V.

]Już w 2018 roku, podczas sympozjum poświęconemu silnikom, Volkswagen zapowiedział, że udostępni tę technologię. Teraz koncern ogłosił, że zastosuje ją jako rozwiązanie seryjne w Golfie ósmej generacji.

Najpierw w hybrydowym zespole napędowym z instalacją o napięciu 48V będą stosowane silniki TSI z rodziny EA211 evo o pojemnościach 1,0 i 1,5 litra łączone z dwusprzęgłową skrzynią biegów (DSG).

Elektryfikację zespołów napędowych Volkswagen będzie stopniowo rozszerzał na wszystkie swoje modele. Na czym polega to rozwiązanie i jakie są jego zalety?

W porównaniu ze współczesnymi hybrydami plug-in (PHEV), jak np. Golf GTE i Passat GTE, zakres działania technologii 48V w hybrydzie typu mHEV (mild Hybrid Electric Vehicle) jest znacznie ograniczony, za to rozwiązanie to jest prostsze i tańsze w produkcji.

W hybrydzie plug-in (PHEV) akumulator jest zasilany energią elektryczną pochodzącą z zewnętrznego źródła, w hybrydzie mHEV natomiast nie ma akumulatora ładowanego z gniazdka, lecz silnik elektryczny o napięciu 48V, który może działać jako rozrusznik połączony paskiem z kołem na wale korbowym silnika spalinowego.

Zadaniem silnika elektrycznego jest wspieranie pracy spalinowej jednostki napędowej, by w określonych sytuacjach zwiększać moc całego układu napędowego – np. podczas wyprzedzania. W czasie hamowania z kolei generator zamienia energię kinetyczną pojazdu w energię elektryczną, która służy do zasilania akumulatora – w tradycyjnych autach ta energia zostałaby utracona.

Takie rozwiązanie stwarza możliwość elektryfikacji konwencjonalnych układów napędowych bez dokonywania głębokich zmian technicznych. Zależnie od sposobu jazdy, system mHEV ma pozwolić na zaoszczędzenie około 0,4 litra paliwa na 100 km.

W Golfach 8. generacji z technologią mHEV rozrusznik, czyli silnik elektryczny o napięciu 48V, zastąpi prądnicę wytwarzającą energię elektryczną. Podczas startu dodatkowo zwiększa on – poprzez funkcję boost – moment obrotowy, poprawiając dynamikę.

Silnik elektryczny jest sprzężony ze spalinową jednostką napędową. Wytwarzana przez niego siła napędowa jest przenoszona za pomocą paska na wał korbowy. Oprócz standardowego akumulatora 12V hybrydy typu mHEV są wyposażone w akumulator litowo-jonowy w technologii 48V umieszczony pod fotelem pasażera. Gdy kierowca wciśnie pedał hamulca, energia kinetyczna zostaje zamieniona w prąd elektryczny. W ten sposób można odzyskać do 40 procent energii hamowania (tzw. rekuperacja) i zmagazynować ją w akumulatorze. Przetwornik prądu DC/DC zasila konwencjonalny układ elektryczny 12V.

Układ z instalacją o napięciu 48V pełni wiele przydatnych funkcji. W trybie pracy bez obciążenia silnik spalinowy zostaje odłączony od układu napędowego, gdy tylko kierowca zdejmie nogę z pedału przyspieszenia.

W takiej sytuacji samochód porusza się nie zużywając paliwa. Ponowne uruchomienie jednostki napędowej odbywa się w niemal niezauważalny sposób. Włączanie i wyłączanie następuje praktycznie bez zwłoki i nie wpływa negatywnie na komfort jazdy.

Klasyczny rozrusznik w systemach mild hybrid z instalacją o napięciu 48V jest wykorzystywany tylko podczas pierwszego rozruchu. Z kolei w wypadku rozrusznika połączonego paskiem z silnikiem spalinowym start jest bardziej komfortowy, szybszy i bardziej dynamiczny – np. podczas przejścia z funkcji żeglowania w fazę pracy silnika.

Aby możliwie często korzystać z funkcji odłączania jednostki napędowej, zastosowano specjalny system, który uwzględnia dane z nawigacji, np. ograniczenia prędkości czy zakręty, by na ich podstawie dobierać odpowiednią prędkość i jak najlepiej wykorzystywać energię kinetyczną pojazdu.

Volkswagen spodziewa się, że w 2030 roku udział aut elektrycznych w całej produkcji koncernu wyniesie w Europie i Chinach 40 procent.

Volkswagen uważa, że wśród nowych pojazdów te z silnikami spalinowymi jeszcze długo będą więc stanowiły większość. Jednak wzrost efektywności silników spalinowych napotyka już na fizyczne granice, natomiast technologia 48V pozwala je nieco przesunąć.