Jak działa nowa pełna hybryda Volkswagena
Volkswagen AGVolkswagen wprowadza do europejskiej oferty pierwszy samodzielnie opracowany i seryjnie produkowany napęd typu full hybrid – układ hybrydowy o architekturze szeregowo-równoległej, powstały we współpracy z firmą Schaeffler. Debiut systemu zaplanowano na czwarty kwartał 2026 r. w modelach Volkswagen Golf i Volkswagen T-Roc.
- Zmiana strategii marki Volkswagen wynika z uwarunkowań globalnych rynków – dowiedz się więcej o aktualnych trendach.
- Topologia P1/P3 a generator i silnik trakcyjny. Analiza danych cyklu WLTC. Techniczne tajniki Volkswagena.
- 3 tryby pracy, które odpowiadają za poszczególne osiągi pojazu: tryb elektryczny, szeregowy oraz równoległy.
Przez lata europejscy producenci pojazdów stosunkowo wąsko definiowali strategię elektryfikacji, traktując układy mild hybrid jako podstawowy etap elektryfikacji, a hybrydy plug-in głównie jako rozwiązanie flotowe. Tymczasem Toyota i Honda od lat z powodzeniem rozwijają segment pełnych hybryd niewymagających zewnętrznego ładowania, odpowiadając na potrzeby rynków o ograniczonym dostępie do infrastruktury ładowania.
Volkswagen podkreśla, że zmiana strategii wynika z uwarunkowań globalnych rynków: Chiny oczekują hybryd plug-in i układów range extender, Ameryka Północna i Południowa – hybryd plug-in oraz pełnych hybryd, natomiast Europa – mimo rosnącej presji regulacyjnej w kierunku pojazdów bezemisyjnych – nadal wykazuje duże zainteresowanie napędami niewymagającymi dostępu do infrastruktury ładowania. Nowy układ napędowy pozycjonowany jest pomiędzy systemami eTSI (mild hybrid 48 V) oraz eHybrid i GTE (hybrydy plug-in).
W gamie modelowej Golfa będzie oferowany po prostu jako „Hybrid” – bez oznaczenia sugerującego możliwość ładowania zewnętrznego. Energia elektryczna pozyskiwana jest wyłącznie z rekuperacji podczas hamowania oraz z pracy turbodoładowanego silnika spalinowego napędzającego generator, dlatego pojazd nie wymaga podłączania do zewnętrznego źródła ładowania.
Budowa nowego układu full hybrid Volkswagena
Nowy układ napędowy oparto na trzech głównych komponentach: module hybrydowym, silniku 1.5 TSI evo2 oraz akumulatorze wysokiego napięcia. Moduł hybrydowy integruje trakcyjny silnik elektryczny, drugi silnik elektryczny pełniący funkcję generatora, elektronikę mocy, mechanizm różnicowy oraz jednostopniową przekładnię.
Elektronicznie sterowane sprzęgło wielopłytkowe z osobnym sterownikiem odpowiada za dołączanie i odłączanie silnika spalinowego od układu przeniesienia napędu. W przedniej części pojazdu zintegrowano również elektryczną sprężarkę klimatyzacji oraz elektromechaniczny układ wspomagania hamulców. Moment obrotowy przekazywany jest wyłącznie na przednią oś, a generator, mechanizm różnicowy, przekładnia jednostopniowa oraz elektronicznie sterowane to sprzęgło tworzą kompaktowy moduł napędowy.
Generator i silnik trakcyjny: topologia P1/P3
Volkswagen zastosował układ szeregowo-równoległy w architekturze P1/P3. Pierwszy silnik elektryczny (EM1), oznaczany jako P1, jest na stałe sprzężony z wałem korbowym silnika spalinowego i pracuje jako generator.
Gdy silnik spalinowy pracuje, EM1 przekształca energię mechaniczną silnika w energię elektryczną zasilającą silnik trakcyjny lub ładującą akumulator. Oznaczenie P1 odnosi się do położenia silnika przed modułem przekładni.
Drugi silnik elektryczny (EM2), oznaczany jako P3, pełni funkcję głównego silnika trakcyjnego i rozwija moc 125 kW. Napędza bezpośrednio wał wyjściowy po stronie kół, z pominięciem wielostopniowej skrzyni biegów, co ogranicza straty mechaniczne w układzie przeniesienia napędu.
Rozwiązanie P3 różni się od topologii P2, w której silnik elektryczny umieszczony jest między jednostką spalinową a przekładnią. Silnik spalinowy oraz generator EM1 rozwijają maksymalnie po 110 kW, natomiast moc systemowa dostępna na kołach wynosi 100 lub 125 kW w zależności od wariantu napędu.
Sprzęgło K0 w hybrydzie Volkswagena
Sprzęgło K0 zastosowane w module hybrydowym to mokre, wielopłytkowe sprzęgło typu „normally open”. W stanie spoczynku pozostaje rozłączone, odłączając silnik spalinowy od układu przeniesienia napędu. Sprzęgło zamykane jest dopiero podczas pracy w trybie równoległym. Rozwiązanie to zapewnia całkowite odłączenie jednostki spalinowej podczas jazdy elektrycznej i szeregowej, ograniczając straty mechaniczne.
Silnik 1.5 TSI EVO2 w cyklu Millera
W układzie full hybrid zastosowano silnik 1.5 TSI evo2 z rodziny EA211, wyposażony w turbosprężarkę o zmiennej geometrii łopatek (VTG). Jednostka pracuje w cyklu Millera (opartym na wcześniejszym zamknięciu zaworów dolotowych przy wysokim stopniu sprężania), co zwiększa sprawność przy częściowym obciążeniu.
Na potrzeby układu hybrydowego silnik przeszedł istotne modyfikacje: zrezygnowano z systemu wyłączania cylindrów ACTplus, ponieważ przesunięcie punktu pracy do bardziej efektywnego zakresu realizowane jest przez sterowanie generatorem EM1. Zmodyfikowano fazy rozrządu, a maksymalną prędkość obrotową ograniczono do 4500 obr./min.
Maksymalna sprawność termiczna w konfiguracji hybrydowej wynosi 39,2%. W porównaniu z tą samą jednostką stosowaną w układzie mild hybrid zużycie paliwa ma być niższe o 2–3% w całym zakresie pracy.
Akumulator NMC – dynamiczny bufor energii
Akumulator trakcyjny wykonany w technologii NMC (niklowo- manganowo-kobaltowej) ma pojemność brutto 1,6 kWh i został umieszczony pod podłogą bagażnika zarówno w Volkswagen Golf, jak i Volkswagen T-Roc. Pojemność netto dostępna dla układu zarządzania energią wynosi 0,64 kWh.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Różnica wynika z utrzymywania rezerwy poziomu naładowania, co chroni ogniwa przed degradacją i wydłuża żywotność akumulatora. Niewielka pojemność magazynu energii to cecha charakterystyczna pełnych hybryd niewymagających ładowania zewnętrznego.
Układ nie został zaprojektowany z myślą o długiej jeździe w trybie elektrycznym, lecz do pracy jako dynamiczny bufor energetyczny. Sam zasobnik energii nie jest w stanie zapewnić pełnej mocy systemowej – jej osiągnięcie wymaga jednoczesnego wykorzystania energii zgromadzonej w ogniwach oraz bieżącej produkcji energii elektrycznej przez generator EM1 napędzany silnikiem spalinowym.
Elektryczny, szeregowy i równoległy – 3 tryby pracy
Układ sterowania napędem automatycznie wybiera jeden z trzech trybów pracy w zależności od prędkości, zapotrzebowania na moc i stanu naładowania akumulatora. Tryb elektryczny wykorzystywany jest głównie przy małych prędkościach i w ruchu miejskim – sprzęgło K0 pozostaje otwarte, silnik spalinowy jest wyłączony, a za napęd odpowiada wyłącznie EM2.
Tryb szeregowy uruchamia się przy niskim poziomie naładowania akumulatora. Sprzęgło K0 pozostaje otwarte, a silnik spalinowy pracuje bez bezpośredniego napędzania kół. Energia mechaniczna silnika przekształcana jest przez EM1 w energię elektryczną zasilającą EM2.
Ponieważ jednostka spalinowa może pracować niezależnie od prędkości pojazdu, możliwa jest jej praca w optymalnym punkcie sprawności. Tryb równoległy aktywowany jest od ok. 60 km/h podczas jazdy pozamiejskiej i autostradowej – silnik spalinowy staje się głównym źródłem napędu, a EM2 wspomaga przyspieszanie.
Układ wykorzystuje jedno stałe przełożenie umożliwiające jazdę z prędkością do 180 km/h. System współpracuje z profilami jazdy Eco, Comfort i Sport.
Efektywność w cyklu WLTC i rzeczywistym ruchu
Volkswagen opublikował dane dotyczące udziału poszczególnych trybów jazdy w cyklu WLTC (Worldwide harmonized Light-duty vehicle Test Cycle). Tryb elektryczny odpowiada za 66% czasu pracy układu, tryb szeregowy za 16%, a równoległy za 18%. W cyklu zbliżonym do rzeczywistej eksploatacji wartości te wynoszą odpowiednio: 59%, 18% i 23%. Oficjalne dane dotyczące zużycia paliwa i emisji CO2 nie zostały jeszcze opublikowane.
Nowy napęd, dzięki wysokiej sprawności silnika 1.5 TSI evo2 i uproszczonej kinematyce przekładni, powinien zapewniać niskie zużycie paliwa również podczas jazdy autostradowej. Najwyższą efektywność układ osiąga jednak w ruchu miejskim oraz podczas jazdy mieszanej, gdzie klasyczne układy spalinowe często pracują w mniej efektywnych zakresach częściowego obciążenia.
Dodatkową zaletą układu jest ograniczenie strat energii typowych dla klasycznych wielostopniowych przekładni automatycznych. Dzięki bezpośredniemu połączeniu silnika EM2 z wałem wyjściowym układ może skuteczniej wykorzystywać energię elektryczną podczas jazdy miejskiej oraz przy częstych zmianach obciążenia.
Nowe wymagania serwisowe dla warsztatów
Platforma MQB Evo wykorzystywana jest w wielu modelach Grupy Volkswagen, dlatego architektura hybrydowa będzie stopniowo wdrażana w modelach różnych marek koncernu. W Chinach przewidziano również wersję hybrydy plug-in z większym akumulatorem, opartą na tej samej architekturze modułowej. Dla warsztatów oznacza to konieczność przygotowania do obsługi układów wysokiego napięcia, co wymaga odpowiednich uprawnień, zapoznania się ze specyfiką sprzęgła K0 i układu jego sterowania, diagnostyki modułu hybrydowego firmy Schaeffler oraz procedur serwisowych związanych z akumulatorem NMC.
Golf Hybrid oraz T-Roc Hybrid mają trafić do europejskiej sprzedaży w czwartym kwartale 2026 r. Warsztaty powinny już teraz przygotować się do obsługi tego typu napędów.
Źródło: Materiały redkacyjne
O Autorze
