Mild Hybrid – jak działa i dlaczego jest tak popularna?

Układy hybrydowe nieustannie zyskują na popularności – spalinowe jednostki napędowe wspomagane energią elektryczną znaleźć już można niemal u każdego producenta samochodów. Jednym z najprostszych, a jednocześnie najczęściej stosowanych rodzajów tych układów jest mild hybrid, czyli miękka hybryda. Jak działa układ mild hybrid? Jakie są jego zalety i wady?

Dlaczego miękka hybryda jest coraz popularniejsza?

Restrykcje stosowane aktualnie przez Unię Europejską są bezlitosne – każdy nowo wyprodukowany samochód nie może obecnie emitować więcej niż 95 g/km dwutlenku węgla. Co prawda przekroczenie tej normy nie powoduje przerwania produkcji modelu, jednak na producenta nakładana jest kara w wysokości 95€ za każdy „nadprogramowy” gram dwutlenku węgla, a sankcje liczy się od każdego wyprodukowanego pojazdu. Nie powinien więc dziwić fakt, że europejski rynek nowych samochodów stale wprowadza nowe technologie dążące (przynajmniej teoretycznie) do zmniejszenia szkodliwego wpływu motoryzacji na środowisko. Jedno z najmniej inwazyjnych, tanich i nie wymagających zbyt wielu wyrzeczeń od użytkownika i producenta rozwiązań jest układ miękkiej hybrydy, zwany inaczej mild hybrid. Producenci samochodów znaleźli w nim sposób na uniknięcie kosztownych sankcji przy niewielkiej inwestycji w konstrukcję samochodu, co przekłada się na niewielką dopłatę podczas kupna pojazdu.

Mild hybrid – budowa

W skład 48-woltowej instalacji elektrycznej w układzie mild hybrid wchodzą:

• bateria 48 V – czyli niewielki, dodatkowy akumulator litowo-jonowy. Najczęściej montowany jest pod podłogą bagażnika. Ma ok. 11 Ah pojemności. Gromadzi się w nim prąd odzyskiwany podczas hamowania,
• maszyna elektryczna – pełni zazwyczaj funkcję alternatora i rozrusznika. Jest kluczowym urządzeniem pełniącym dwie podstawowe funkcje. W trybie alternatora produkuje energię elektryczną, a w trybie silnika elektrycznego generuje dodatkowy moment obrotowy.  
• konwerter prądu 48 V na 12 V (rzadziej 12 V na 48 V),
• falownik AC/DC (zintegrowany zazwyczaj z maszyną elektryczną) – konwertuje prąd stały z baterii na prąd przemienny, niezbędny do zasilania maszyny elektrycznej pracującej w trybie silnika elektrycznego oraz konwertuje prąd przemienny generowany przez maszynę elektryczną na prąd stały magazynowany w baterii 48 V.

Mild hybrid – zasada działania

Zasada działania miękkich hybryd jest stosunkowo prosta. Maszyna elektryczna dysponuje własnym momentem obrotowym wspomagającym część spalinową w momentach, w których znajduje się ona pod największym obciążeniem, czyli w trakcie ruszania i gwałtownego przyspieszania. Akumulator kooperujący z generatorem nie może być naładowany ze źródła zewnętrznego – odbywa się to samoistnie podczas wytracania prędkości lub hamowania. Praca tej niewielkiej części elektrycznej skutkuje efektywniejszym przyspieszaniem, a także spalaniem mniejszej ilości paliwa w trakcie jazdy po mieście. Odciążenie jednostki spalinowej oznacza także redukcję emisji spalin.

Jakie korzyści daje mild hybrid?

Jazda samochodem wyposażonym w układ mild hybrid nie różni się znacznie od jazdy samochodem napędzanym tylko klasycznym silnikiem spalinowym. Działanie tego systemu ogranicza się w zasadzie do lepszego oddawania mocy przez układ napędowy oraz nieznacznie mniejszego zużycia paliwa. Różnica ta wynosi jednak jedynie około 0,5 l/100 km. Wielu producentów korzysta z tego rozwiązania jako głównej drogi do „zmieszczenia się” w narzuconych przez Unię Europejską normach emisji spalin. Pojazdy wyposażone w układ mild hybrid mogą także pełnić rolę „złotego środka” między pełnoprawnymi hybrydami, a modelami czysto spalinowymi. Układ mild hybrid charakteryzuje się niewiele większą ceną produkcji, dzięki czemu nie wpływa znacznie na cenę nowego samochodu.

Ciężko jest znaleźć poważne wady takiego rozwiązania. Niewielkie minusy zastosowania mild hybrid w samochodzie to:

• nieznacznie większa waga pojazdu (jednak jest to jedynie kilka kilogramów więcej).
• nieco wyższa cena zakupu samochodu (dzięki niewielkim kosztom zastosowania tego układu, różnica nie jest jednak kolosalna),
• kolejne potencjalne źródło awarii (chociaż doświadczenie marek takich jak Toyota czy Lexus pokazuje, że układy hybrydowe są niemal bezawaryjne),
• negatywny wpływ na środowisko (akumulatory są produktami ciężkimi w utylizacji).

Źródła:

https://www.seg-automotive.com/48v/mild-hybrid-technology/

https://knaufautomotive.com/what-is-a-mild-hybrid/

https://x-engineer.org/mild-hybrid-electric-vehicles-mhev-types/