„MHEV plus": nauja hibridinių „Audi“ modelių karta

Kartu su naujomis A5 ir Q5 serijomis, sukurtomis naudojant „Premium Platform Combustion“ (PPC) platformą, „Audi“ pristatė ir pirmuosius vidaus degimo variklius su naująja „MHEV plus“ technologija. Dėl unikalios sąveikos tarp galios generatoriaus (PTG), diržinio starterio-generatoriaus (BAS) ir ličio geležies fosfato akumuliatoriaus, 48 voltų švelnioji hibridinė sistema palaiko vidaus degimo variklį, mažina anglies dvideginio emisijas ir kartu padidina našumą bei manevringumą. PTG, kuris gali būti tiek visiškai sujungtas, tiek atjungtas, turi integruotą galios elektroniką ir elektros variklį, leidžiantį iš dalies važiuoti vien elektros režimu. Taip sumažinamos degalų sąnaudos ir užtikrinamas dar sklandesnis vairavimas.

„MHEV plus“ technologija siūlo patrauklias funkcijas, tokias kaip iš dalies elektrinis važiavimas, elektrinis vidaus degimo variklio stiprinimas ir gerokai didesnis efektyvumas bei komfortas. Naujųjų „Audi A5“ ir „Audi Q5“ lengvojo hibridinio variklio sistemą sudaro trys pagrindiniai komponentai: kompaktiškai suprojektuotas naujas galios generatorius (PTG) su integruota galios elektronika ir nuolat žadinamu sinchroniniu varikliu (PSM), 48 voltų akumuliatorius ir diržinis kintamosios srovės starteris (BAS).

„MHEV plus“ sistemos architektūrą galima integruoti į įvairius modelius tiek su priekinėmis, tiek su „quattro“ transmisijomis, sukurtomis naudojant „Premium Platform Combustion“. Prie konkrečios situacijos prisitaikantis galios elektronikos ir elektros variklio aušinimas skysčiu užtikrina optimalias komponentų eksploatavimo sąlygas, visuomet patenkindamas galios ir sukimo momento poreikius.

Papildomas pavaros galios modulis

Dar vienas svarbus privalumas yra tas, kad „MHEV plus“ pagerina automobilio eksploatacines savybes ir vairavimo komfortą. Kompaktiškas, tačiau galingas naujosios „MHEV plus“ sistemos elektrinės pavaros modulis yra transmisijos generatorius (PTG). Šis komponentas labiausiai skiriasi nuo anksčiau „Audi“ siūlytos MHEV technologijos, kuri veikė tik su diržiniu generatoriaus starteriu. PTG, kuris įrengtas kompaktiškame įrenginyje su integruota galios elektronika tiesiai ant transmisijos išėjimo veleno, pavarai papildomai gali suteikti iki 18 kW (24 AG) elektros energijos. Modulis leidžia transmisijos išėjime pasiekti maksimalų 230 Nm sukimo momentą, kuris užvedus transporto priemonę gali būti naudojamas jau kaip pavaros sukimo momentas. Siekiant didžiausio efektyvumo, „MHEV plus“ naudoja PTG iki 140 km/val. greičio. Važiuojant didesniu greičiu, PTG atsijungia nuo transmisijos per integruotą krumpliaratinę sankabą.

Minimaliai pakeitus šalia esančias dalis ir komponentus, buvo sukurta reikiama erdvė elektros varikliui integruoti. Vieta tiesiai už pavarų dėžės turi keletą privalumų: 18 kW varomąją galią arba iki 25 kW galią, kurią suteikia PTG rekuperacinis stabdymas, galima naudoti tiesiai ašies išėjime, be jokių papildomų energijos nuostolių. Dėl šios konfigūracijos PTG moduliniu būdu gali būti naudojama tiek priekiniais, tiek visais ratais varomose transporto priemonėse be jokių pakeitimų.

Orientacija į klientų poreikius

„Audi“ sukūrė „MHEV plus“ technologiją, orientuodamasi į numatomus klientų poreikius. Įprastinės transmisijos, kurias galima naudoti su pirmosios kartos „start-stop“ arba švelnia hibridizacija, remiasi pagrindiniais efektyvumo komponentais, tokiais kaip variklio sustabdymas automobiliui stovint, važiavimas atbuline eiga, važiavimas laisva pavara su išjungtu varikliu ir 12 voltų arba 48 voltų energijos rekuperacija. Pagrindiniai didesnės elektrifikacijos privalumai naudojant naująją technologiją yra šie: patogesnis „start-stop“ veikimas, važiavimas neišmetant teršalų, energijos atgavimas, iš dalies elektrinis važiavimas, pavyzdžiui, statant automobilį ar manevruojant aikštelėje elektros režimu, ir didesnis našumas, kurį suteikia vidaus degimo palaikymas elektra.

Tai leidžia automobilį vairuoti vien tik elektra, ilgiau paliekant vidaus degimo variklį išjungtą, pavyzdžiui, lėtai važiuojant mieste, esant lėtam eismui užmiesčio keliuose arba artėjant prie miesto ribos.

Važiuojant nuo 0 iki 140 km/h greičiu, PTG gali palaikyti vidaus degimo variklį. Tai reiškia, kad „MHEV plus“ siūlo papildomą iki 18 kW elektrinę galią, leidžiančią vidaus degimo varikliui veikti kuo efektyviau. Šiame greičio diapazone PTG gali atgauti iki 25 kW energijos rekuperaciniu stabdymu.

Idealus komponentų derinys

Su „MHEV plus“ technologija, diržinio generatoriaus starterio (BAS) užduotis – užvesti variklį ir tiekti elektros energiją į akumuliatorių. Diržinė pavara, palyginti su krumpliaratiniu starteriu, taip pat turi akustinių privalumų ir užtikrina didesnį vidaus degimo variklio paleidimo greitį. Tai lemia mažesnes degalų sąnaudas ir didesnį užvedimo komfortą. Be to, diržinis starteris su kintama pavara gali atgauti variklio energiją, kai jis išjungiamas, o cilindrus pastato į optimalią padėtį variklio paleidimui iš naujo.

Ličio jonų akumuliatoriaus, pagaminto iš ličio geležies fosfato (LFP), talpa – 37 ampervalandės, o tai atitinka šiek tiek mažiau nei 1,7 kWh (bruto). Didžiausia jos iškrovimo galia – 24 kW. Atsižvelgiant į prieinamumo, galios ir sukimo momento reikalavimus, akumuliatorius integruotas į žemos temperatūros vandens aušinimo grandinę, kuri užtikrina optimalias sąlygas 25-60 laipsnių pagal Celsijų diapazone. Tai pirmas kartas, kai „Audi“ naudoja LFP akumuliatorių lengvosiose hibridinėse sistemose.

Svarbus vaidmuo atgaunant energiją tenka integruotai stabdžių valdymo sistemai (iBRS). Modeliuose su „MHEV plus“ technologija iBRS užtikrina stabdymą be slėgio, o reikiamą lėtėjimą pasiekia regeneraciniu stabdymu, nenaudojant mechaninių stabdžių. Mechaniniai stabdžiai įjungiami tik stipriau nuspaudus pedalą. Tai neturi jokios įtakos stabdymo pojūčiui.

Kompleksinė „MHEV plus“ veikimo strategija

Kalbant apie hibridinę sistemą, galioja taisyklė, kad efektyviausiai veikia 50-60 proc. įkrautas akumuliatorius, nes jis gali tiekti dideles sroves elektros varikliui ir priimti dideles įkrovimo sroves energijos atgavimo metu. Hibridinėje sistemoje daugiausia dėmesio skiriama ne elektros energijos nuotoliui, o akumuliatoriaus iškrovimui ir įkrovimui greitais ciklais. Taip galima atgauti kuo daugiau energijos ir greitai efektyviai ją vėl panaudoti važiavimui.

Veikimo strategijoje atsižvelgiama į pasirinktą transmisijos režimą ir akceleratoriaus pedalo moduliaciją. Pavyzdžiui, važiuojant D režimu, visa papildoma elektrinė galia iki 18 kW iš transmisijos generatoriaus pradedama naudoti tik nuo maždaug 80 proc. akceleratoriaus pedalo paspaudimo. Tuo tarpu, važiuojant S režimu, papildoma 18 kW galia pradedama naudoti anksčiau.

Modeliai su „MHEV plus“ taip pat gali važiuoti vien elektra, pavyzdžiui, kai automobilis artėja prie miesto, ir palaikyti pastovų greitį PTG pagalba. Jei vairuotojui arba adaptyviajai greičio palaikymo sistemai (ACC) reikia daugiau galios, įsijungia vidaus degimo variklis ir perima varomąją jėgą.

Kartu su tuo, kas yra bake, dėl padidėjusio jėgos agregato efektyvumo pastebimai padidėja bendras automobilio nuvažiuojamas atstumas. Dėl to transporto priemonės su „MHEV plus“ technologija žymiai geriau tinka didelių atstumų kelionėms, o tokios kelionės tampa daug patogesnės.