Magna tworzy napędy hybrydowe 48 V o nietypowej konstrukcji
Mike Bird z PexelsProducent części samochodowych Magna opracował napędy hybrydowe z technologią 48 V o rzadkiej konstrukcji P2.5. Napędy 7 HDT 300 i 7 HDT 400 są produkowane seryjnie w kilku modelach BMW i Stellantis od 2022 roku. Czym więc różnią się od rozwiązań konkurencji?
- Mogą to być koncepcje P1 i P2, w których silnik elektryczny znajduje się między silnikiem spalinowym a skrzynią biegów
- Boczne połączenie silnika elektrycznego umożliwia również jego bardziej kompaktowy wymiar.
- Silnik elektryczny chłodzony olejem jest bardziej stabilny pod względem mocy ciągłej niż silnik chłodzony powietrzem.
W ostatnich latach coraz większą popularnością cieszą się nie tylko auta elektryczne, ale także hybrydy różnych typów. Do Toyoty, która przez wiele lat liderowała, dołączyło wielu innych producentów z własnymi rozwiązaniami. Europejskie marki w dużej mierze polegały na 48-woltowych hybrydach. Do tej pory w niewielkim stopniu producenci angażowali się w pełne hybrydy wysokonapięciowe, choć są pewne wyjątki od reguły, na przykład napęd E-Tech firmy Renault. Istnieją jednak dobre argumenty przemawiające za 48-woltowymi hybrydami.
Hybrydy 48 V
Hybrydy 48 V zapewniają 80% potencjału oszczędności pełnego napędu hybrydowego – to dość powszechne stwierdzenie w branży. Producenci aut kalkują więc w ten sposób: jeśli uda nam się sprzedać stosunkowo tanie, miękkie hybrydy w dużych ilościach, możemy być w lepszej sytuacji w kwestii eksploatacji floty, niż gdybyśmy sprzedawali tylko pełne hybrydy w małych ilościach.
Na rynku topowe są obecnie 48-woltowe hybrydy typu P0, czyli takie, w których silnik elektryczny przejmuje również funkcję rozrusznika. Jako że są one zwykle połączone paskiem, to istnieją ograniczenia mocy napędu elektrycznego. Nawiasem mówiąc, w kwestii wydajności nadal obowiązuje zasada, że silniki elektryczne mogą pracować tym wydajniej, im bliżej mocy wyjściowej się znajdują.
Mogą to być koncepcje P1 i P2, w których silnik elektryczny znajduje się między silnikiem spalinowym a skrzynią biegów, jak ma to miejsce w niektórych modelach Mercedesa. P2 różni się tym, że ma sprzęgło odłączane od silnika spalinowego, aby umożliwić jazdę wyłącznie elektryczną. Teoretycznie można sobie również wyobrazić hybrydy P3 z silnikiem elektrycznym za skrzynią biegów. Silnik elektryczny nie byłby jednak w stanie korzystać z przełożeń skrzyni biegów. Jest to nietypowe dla samochodów osobowych. Magna lat stosuje specjalne podejście, które łączy cechy P2 i P3. W tym rozwiązaniu silnik elektryczny jest zintegrowany z obudową skrzyni biegów i podłączony z boku jednej z dwóch podprzekładni. Wymaga to tylko jednego dodatkowego wewnętrznego stopnia przekładni.
Zalety konstrukcji P2.5 kuszące dla Stellantis i BMW
Długość silnika i przekładni nie ulega zmianie. Napęd można zatem instalować bez większych modyfikacji. Boczne połączenie silnika elektrycznego umożliwia również jego bardziej kompaktowy wymiar. Dzięki temu jest bardziej opłacalny. Chociaż obroty są wyższe, redukcja stopnia przekładni na wale wyjściowym nadal zapewnia wysoki efektywny moment obrotowy.
Fakt, że silnik elektryczny wykorzystuje tylko trzy biegi, nie oznacza, że w przeciwnym razie zostałby pominięty: Oczywiście przyczynia się on do napędu i rekuperacji we wszystkich konstelacjach biegów, ale poprzez inną ścieżkę momentu obrotowego niż zwykle. W trybach P0, P1 i P2 silnik spalinowy i elektryczny działają tak jakby stopniowo przez sprzęgło. W P2.5 silnik elektryczny włącza się tylko za podwójnym sprzęgłem, dlatego musi ono przetwarzać tylko moment obrotowy silnika spalinowego. To z kolei oznacza, że jest ono dokładnie takie samo, jak w konwencjonalnych skrzyniach biegów, czyli nie trzeba go wzmacniać.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
W napędzie 7 HDT 300/400 wszystkie procesy uruchamiania są wykonywane za pomocą małych silników elektrycznych: rolki zmiany biegów są uruchamiane elektromechanicznie. Sprzęgła są uruchamiane przez tak zwane siłowniki pomp, które z kolei są napędzane przez identyczne silniki. Ponadto istnieje piąty element napędzany silnikiem elektrycznym: pompa olejowa do chłodzenia podwójnego sprzęgła i silnika elektrycznego – również sterowana na żądanie. Chłodzony w ten sposób silnik elektryczny jest bardziej stabilny pod względem mocy ciągłej niż silnik chłodzony powietrzem.
Wszystkie te argumenty były wystarczająco atrakcyjne dla Stellantis i BMW, aby wprowadzić hybrydową skrzynię biegów do produkcji seryjnej w kilku pojazdach. Stellantis używa 7 HDT 300, BMW 7 HDT 400 do zastosowań o wyższym momencie obrotowym. Pierwszym zaś zastosowaniem w BMW była nowa seria 2 Active Tourer w 2022 roku. Następnie pojawił się model X1, a kolejne modele platformy z przednim mostem poprzecznym są możliwe.
Okaże się, w jakim stopniu BMW i Stellantis rozszerzą swoje portfolio 48-woltowych hybryd o 7 HDT 300/400. Obaj producenci mogą w ten sposób wprowadzić łagodną hybrydyzację na skalę globalną. Z punktu widzenia firmy serwisowej różnice w stosunku do konwencjonalnych napędów są łatwe do opanowania: warianty hybrydowe różnią się zasadniczo zintegrowanym silnikiem elektrycznym, niewielkim przedłużeniem zestawu kołowego do ich połączenia i falownikiem, a także rozszerzonym oprogramowaniem dla funkcji hybrydowych.
Źródło: Kfz-betrieb
