S_022025_S25 Advertisement S_022025_S25 Advertisement>						
												</a>
			
<script>
	$(function(){
		$.get( S_022025_S25 Advertisement

MHEV plus: nová generácia hybridného pohonu od Audiv

Tlačové správy
0
  • Technológia MHEV plus s generátorom TSG, pripojeným k prevodovke, zvyšuje efektivitu podielom jazdy s elektrickým pohonom
  • Systém so 48-voltovou elektrickou sústavou vozidla podporuje spaľovací motor, znižuje emisie CO2 a súčasne zvyšuje výkonnosť i komfort jazdy
  • Člen predstavenstva pre vývoj Geoffrey Bouquot: „Rozvíjame elektrifikáciu, ktorá je prispôsobená potrebám zákazníkov“

S_022025_RING Advertisement

Modelovými radmi A5 a Q5 novej generácie na báze platformy PPC (Premium Platform Combustion) značka Audi uviedla na trh prvé spaľovacie motory s novou technológiou MHEV plus. Nový 48-voltový systém mild hybrid podporuje spaľovací motor jedinečnou súhrou generátora pripojeného k prevodovke (TSG), štartovacieho generátora pripojeného k motoru drážkovaným remeňom (RSG) a batérie s chémiou LFP, pričom prispieva k zníženiu emisií CO2 a súčasne zvyšuje výkonnosť pohonu i agilitu. Kompletne pripojiteľný a odpojiteľný generátor TSG s integrovanou výkonovou elektronikou okrem toho umožňuje v určitých situáciách jazdu s elektrickým pohonom, ktorá prispieva k zníženiu spotreby paliva a zvyšuje komfort jazdy.

„Novou technológiou MHEV plus rozvíjame elektrifikáciu našich nových spaľovacích motorov platformy Premium Platform Combustion, ktorá je prispôsobená potrebám našich zákazníkov,“ povedal Geoffrey Bouquot, člen predstavenstva AUDI AG pre technický vývoj. „Tým posilňujeme naše produktové portfólio z plne elektrických modelov, plug-in hybridov a vozidiel s efektívnymi spaľovacími motormi.“ MHEV plus umožňuje atraktívne funkcie ako jazdu v určitých podmienkach s elektrickým pohonom, podporu spaľovacieho motora elektromotorom pri zrýchľovaní (boost), ako aj výrazné zvýšenie efektivity a komfortu. Systém mild hybrid v modeloch Audi A5 a Q5 novej generácie sa skladá z troch hlavných komponentov: kompaktného generátora pripojeného k prevodovke (TSG) s integrovanou výkonovou elektronikou a synchrónnym elektromotorom s permanentným budením (PSM), 48-voltovej batérie a štartovacieho generátora (RSG) pripojeného k motoru drážkovaným remeňom. Architektúra systému MHEV plus sa dá integrovať do rozličných modelov skonštruovaných na báze platformy Premium Platform Combustion (PPC). Kvapalinové chladenie výkonovej elektroniky a elektromotora umožňuje aby komponenty pracovali v optimálnych prevádzkových podmienkach a mohli spĺňať požiadavky na výkon a krútiaci moment vo všetkých jazdných situáciách.

Nová technológia MHEV plus umožňuje v určitých situáciách aj jazdu výlučne s elektrickým pohonom, ako aj podporu spaľovacieho motora. Tým systém mild hybrid zvyšuje výkonnosť a agilitu, pričom súčasne redukuje spotrebu paliva a tým aj emisie CO2.

Tak je napríklad pri motore 2.0 TDI v A5 s výkonom 150 kW (204 k), ktorý sa montuje s pohonom predných kolies aj s pohonom všetkých kolies quattro  (kombinovaná spotreba paliva v l/100 km: 5,7–4,8; kombinované emisie CO2 v g/km: 150–125) systém MHEV plus umožňuje dosiahnuť úsporu emisií CO2 do 10 g/km, respektíve zníženie spotreby paliva o 0,38 l/100 km. Pri motore V6 3.0 TFSI s výkonom 270 kW (367 k) s pohonom quattro (kombinovaná spotreba paliva v l/100 km: 8,0–7,4; kombinované emisie CO2 v g/km: 182–169) predstavuje úspora do 17 g/km, respektíve 0,74 l/100 km podľa WLTP.

Generátor TSG ako prídavný výkonný pohonný modul

Ďalšou dôležitou výhodou je, že systém MHEV plus zvyšuje výkonnosť a jazdný komfort. Kompaktný a súčasne výkonný elektrický modul pohonu v novom systéme MHEV plus je generátor TSG pripojený k prevodovke. Tento komponent predstavuje aj najväčší rozdiel oproti systému mild hybrid doteraz montovanému do modelov Audi, využívajúceho výlučne štartovací generátor pripojený drážkovaným remeňom ku kľukovému hriadeľu motora. Kompaktný modul TSG s integrovanou výkonovou elektronikou, ktorý je pripojený priamo na výstupný hriadeľ dvojspojkovej prevodovky, dokáže na elektrický pohon vozidla poskytnúť výkon do 18 kW (24 k). Maximálny krútiaci moment 230 Nm modulu TSG je k dispozícii okamžite po štarte vozidla. Kompaktná prevodovka generátora TSG má prevodový pomer 3,6:1. Pre maximálnu efektivitu systém MHEV plus využíva TSG maximálne do rýchlosti 140 km/h. Pri vyššej rýchlosti sa TSG pomocou integrovanej zubovej spojky odpojí od prevodovky.

TSG má hmotnosť približne 21 kilogramov a na hriadeli prevodovky dosahuje maximálne 5550 otáčok za minútu. To zodpovedá podľa typu vozidla a druhu pohonu rýchlosti 130-140 km/h.

Potrebný priestor na integráciu generátora TSG na výstupe z prevodovky v stredovom tuneli vozidla sa podarilo vytvoriť s minimálnymi zmenami okolitých komponentov. Poloha bezprostredne za pozdĺžne uloženou prevodovkou prináša viaceré výhody. Výkon TSG do 18 kW (24 k), respektíve rekuperačný výkon do 25 kW sa bez strát prenáša priamo na pohon nápravy. Vďaka tomuto usporiadaniu sa modul TSG dá použiť bez zmeny rovnako pri pohone predných, ako aj všetkých kolies.

Aby systém splnil náročné požiadavky na komfort, musí byť zabezpečená precízna regulácia krútiaceho momentu, elektrického prúdu a otáčok elektromotora. Prevádzkový teplotný rozsah systému siaha od mínus 40 do plus 75 stupňov Celzia. Elektromotor má vlastný chladiaci plášť a kvapalina cirkulujúca v spoločnom okruhu súčasne chladí aj kompaktnú a vysoko integrovanú výkonovú elektroniku, ktorá je priestorovo úsporne namontovaná priamo na elektromotore. V jej puzdre sú vysoko výkonné výkonové moduly usporiadané okolo chladiaceho telesa. Dvojokruhové kondenzátory sú priestorovo úsporne a termicky optimálne obklopené chladiacim telesom.

Požiadavky zákazníkov v stredobode vývoja         

Značka Audi vyvinula technológiu MHEV plus s ohľadom na očakávané požiadavky zákazníkov. Konvenčné systémy pohonu so systémom štart/stop alebo mild hybridy prvej generácie už využívajú na zvýšenie efektivity funkcie ako vypínanie motora pri zastavení vozidla, tzv. plachtenie, dobiehanie s vypnutým motorom, ako aj rekuperačné systémy pracujúce s napätím 12V alebo 48V. K významným prednostiam zvýšeného stupňa efektivity vďaka novej technológii MHEV plus patrí zvýšenie komfortu pri režime štart/stop, plachtenie s vypnutým motorom bez produkcie emisií, intenzívnejšia rekuperácia, elektrický pohon vozidla napríklad pri parkovaní a manévrovaní, ako aj zvýšená výkonnosť vďaka podpore spaľovacieho motora elektromotorom.

To umožňuje pri pomalej jazde v meste, v pomaly plynúcej premávke mimo mesta ale aj pri vjazde do obce poháňať vozidlo výlučne elektricky a nechať spaľovací motor dlhšie vypnutý. Okrem toho sa vozidlo výrazne lepšie a  spontánnejšie rozbieha, pretože TSG už pri nízkych rýchlostiach poskytuje prídavný krútiaci moment do 230 Nm. Výsledkom je citeľne lepšia reakcia pohonu na pedál akcelerátora, ktorá zvlášť na prvých metroch pri rozjazde z miesta prináša výrazne vyššiu agilitu.

TSG môže podporovať spaľovací motor v rozsahu rýchlosti medzi 0 a maximálne 140 km/h. Vtedy systém MHEV plus poskytuje dodatočný výkon elektromotora do 18 kW (24 k), vďaka ktorému môže spaľovací motor pracovať v čo najefektívnejších prevádzkových režimoch. V uvedenom rozsahu rýchlosti môže TSG rekuperáciou vygenerovať elektrickú energiu výkonom do 25 kW až takmer do zastavenia vozidla. Integrovaná brzdová sústava s funkciou prelínania pri tom umožňuje efektívne spomalenie a optimálnu rekuperáciu, väčšinou bez použitia hydraulických bŕzd. Okrem toho je systém MHEV plus doplnený elektrickým kompresorom klimatizácie, zabezpečujúcim kontinuálnu činnosť klimatizácie aj pri vypnutom spaľovacom motore – napríklad pri čakaní na semafore.

RSG, lítiovo-iónová batéria a iBRS sa optimálne dopĺňajú

Štartovací generátor RSG, pripojený k motoru drážkovaným remeňom, v rámci systému MHEV plus preberá úlohu štartovania motora a výroby dodatočnej energie pre batériu vozidla. Pripojenie štartovacieho generátora remeňom má oproti spúšťaču s výsuvným pastorkom akustické výhody a okrem toho umožňuje dosiahnuť vyššie štartovacie otáčky spaľovacieho motora. Z toho pramenia výhody v oblasti spotreby paliva a vyšší komfort pri štartovaní motora. Okrem toho môže RSG rekuperovať energiu motora pri jeho vypnutí a pre opakovaný štart nastavuje piesty vo valcoch do optimálnej polohy.

Lítiovo-iónová akumulátorová batéria systému MHEV plus na báze chémie fosforečnanu lítno-železitého (LFP) má kapacitu približne 1,7 kWh (brutto). Audi tak po prvý raz využíva batériu LFP pre svoj systém mild hybrid. Maximálny vybíjací výkon batérie je 24 kW. Batéria je kvôli dosiahnutiu plánovaného výkonu pripojená na nízkoteplotný okruh kvapalinového chladenia, ktorý zabezpečuje optimálne prevádzkové podmienky v rozsahu od 25 do 60 stupňov Celzia.

Dôležitú rolu pri rekuperácii zohráva integrovaný regulačný systém bŕzd iBRS. Pri modeloch so systémom MHEV plus zabezpečuje v normálnych podmienkach plynulé spomalenie s využitím rekuperácie. Až pri intenzívnejšom stlačení brzdového pedála sa zapoja hydraulické brzdy. Subjektívny pocit vodiča pri ovládaní brzdového pedála touto kombináciou brzdenia nie je nijako ovplyvnený.

Inteligentná stratégia manažmentu batérie MHEV plus

Pri hybridnom systéme platí základné pravidlo, že najefektívnejšie pracuje batéria nabitá na 50 až 60 percent, pretože vtedy môže odovzdávať veľký prúd elektromotoru a rovnako akumulovať veľký prúd pri rekuperácii. Pri hybridnom systéme ťažisko nespočíva v dlhom dojazde s elektrickým pohonom ale vo  vybíjaní a dobíjaní batérie v rýchlych cykloch. Tak je možné získať späť čo najviac energie a po čase ju znova efektívne použiť na pohon.

Pri technológii MHEV plus riadiaci softvér vyhodnocuje prevádzkový stav batérie pre optimálnu súhru medzi spaľovacím motorom, TSG a RSG. V softvéri sú uložené regulačné krivky na optimálne využitie obidvoch elektromotorov a želané krútiace momenty na pohon a rekuperáciu. Pri tom sa zohľadňuje úroveň nabitia batérie. Cieľom je dosiahnuť stabilný jazdný stav – na čo regulačný systém podľa momentálnej situácie nachádza rozličné výsledky. Okrem toho je stratégia manažmentu batérie optimalizovaná pre príslušný spaľovací motor. Výsledkom úsilia má byť podľa možnosti nízka spotreba paliva bez ústupkov v oblasti jazdnej dynamiky.

Prevádzková stratégia zohľadňuje zvolený režim radenia dvojspojkovej prevodovky a polohu pedála akcelerátora. Preto TSG poskytuje prídavný maximálny elektrický výkon 18 kW pri normálnom jazdnom režime D iba od stlačenia pedála akcelerátora na cca 80 percent alebo pri funkcii kick-down. Pri športovom jazdnom režime S je maximálny prídavný výkon 18 kW k dispozícii už pri menšom stlačení pedála akcelerátora. Pri režime D sa TSG odpojí už pri rýchlosti od 85 km/h, aby sa pri jazde so spaľovacím motorom konštantnou rýchlosťou mimo mesta eliminovali elektrické straty spôsobené otáčajúcim sa elektromotorom TSG. V režime S naproti tomu zostáva TSG pripojený až do svojich maximálne prípustných otáčok 5550 za minútu aby bol pripravený kedykoľvek podporiť spaľovací motor.

Prevádzková stratégia rozlišuje medzi režimami D a S aj v oblasti cieľovej úrovne nabitia 48-voltovej batérie SoC (State of Charge). Pri D stredná hodnota SoC 50-55 percent predstavuje optimálnu rovnováhu medzi dostatočným množstvom elektrickej energie na podporu spaľovacieho motora až po jazdu s elektrickým pohonom. Táto úroveň SoC okrem toho poskytuje dostatočnú kapacitu na akumulovanie veľkého množstva rekuperovanej energie, ktorá sa vytvára pri dlhšom brzdení na semafore v meste alebo pri spomaľovaní pred vjazdom do obce. V režime S  vyššia cieľová hodnota SoC približne 70 percent zabezpečuje väčšie disponibilné množstvo energie na podporu spaľovacieho motora pri športovej jazde. Fázy brzdenia sú pri športovej jazde kratšie a intenzívnejšie, preto je množstvo rekuperovanej energie menšie.

Použitie TSG prináša výhody aj v oblasti jazdnej dynamiky, pretože vďaka prídavnému a bezprostredne pôsobiacemu krútiacemu momentu elektromotora vozidlo agilnejšie reaguje na zmenu dynamického zaťaženia a agilnejšie akceleruje zo zákrut. Okrem toho je spôsob zmeny dynamického zaťaženia v režimoch D a S modulovaný rozdielne aby bola v režime D jazda komfortnejšia a v režime S vozidlo reagovalo spontánnejšie.

Modely Audi so systémom MHEV plus môžu jazdiť aj výlučne s elektrickým pohonom, napríklad keď vozidlo dobieha pri vjazde do obce a potom udržiava obmedzenú rýchlosť prostredníctvom TSG. Keď výkon požadovaný vodičom alebo adaptívnym tempomatom ACC (Adaptive Cruise Control) prekročí určitú hodnotu, naštartuje sa spaľovací motor a prevezme pohon vozidla. Hranica štartu spaľovacieho motora závisí od aktuálnej hodnoty SoC 48-voltovej batérie a rýchlosti vozidla.

Ak je aktuálna hodnota SoC pod cieľovou hodnotou, spaľovací motor sa naštartuje skôr. Jedným dôvodom je, aby sa nespotrebovávala ďalšia energia pre jazdu s elektrickým pohonom a tým sa ešte viac neznížila hodnota SoC. Druhým dôvodom je, že spaľovací motor môže zvýšeným výkonom v súhre s   RSG a TSG v prípade potreby opäť zvýšiť hodnotu SoC – teda dobiť 48-voltovú batériu. Výnimkou je manévrovanie, parkovanie a jazda minimálnou rýchlosťou s elektrickým pohonom, ktoré sú možné až do výrazne nižšej úrovne nabitia batérie.

Ak je aktuálna hodnota SoC nad cieľovou SoC, spaľovací motor sa naštartuje neskôr – napríklad pri vyšších požiadavkách na výkon. Takýmto spôsobom sa 48-voltová batéria vybíja po hodnotu cieľovej SoC, aby pri budúcich brzdeniach mohla akumulovať dostatok rekuperovanej energie. Hranica naštartovania spaľovacieho motora sa s rastúcou rýchlosťou vozidla znižuje. To zjednodušene znamená, že čím je rýchlosť jazdy vyššia, tým väčší podiel pohonu pripadá na spaľovací motor.

Zvýšenie efektivity pohonu v kombinácii s príslušným objemom palivovej nádrže sa prejavuje citeľným predĺžením dojazdu. To výrazne prispieva k zvýšeniu komfortu modelov s technológiou MHEV plus pri cestovaní na dlhé vzdialenosti.

Audi

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať