A tavasszal Budapesten is ismertetett 48 voltos hibrid hajtás ma már szériaautóban is elérhető, az új Renault Scenic/Grand Scenic nemzetközi bemutatóján ki is próbáltuk. Bevallom, nem volt nagy hatással rám. Igaz, csak pár kilométert vezettük. Nem volt visszajelző képernyő, nem tudott az autó csakis elektromosan közlekedni, csupán egy okos stop-start rendszerként ismertük meg, amely néha besegít a gyorsításban és tölt egy kis külön akkumulátort.
Mindeddig titkolták, de mára kiderült, a hibridrendszert a Continental és a Schaeffler fejlesztette még 2014-ben, a P0 verziót (GTC I, azaz gasoline technology car) már Magyarországon is vezethettük idén tavasszal.
A 48 V evolúciója
Ezúttal Észak-Bajorországban egy eldugott faluban található ADAC-tesztpályán a P2-est, azaz a hibridrendszer második verzióját generációját próbálhattuk ki (GTC II), amely jelentősen változott az elődhöz képest, pedig csupán egy alkatrésszel gazdagodott. A belsőégésű motor alapjaiban maradt ugyanaz (igaz a szívóoldali vezérműtengelyen alakítottak), az akkumulátor kapacitásán sem változtattak, de a hibrid modul elhelyezésén igen. Korábban a belsőégésű motor mellé tették a villanymotort, ezúttal azonban a belsőégésű motor és a váltó között kapott helyet. Hogy miért? Mert a contisok rájöttek arra, hogy a hagyományos, pedállal működtetett kuplungot egy elektromos működtetésű kuplunggal kiegészítve forradalmian javíthatják a rendszer hatékonyságát és kényelmét.
Gondoljunk csak bele, az elektromos kuplung (aminél már pedálozni sem kell) mellett normál kézi váltóval kapcsolhatjuk a sebességet fokozatokat, miközben a belső égésű motor lekapcsolódik és csakis villany hajtja az autót. Az első verzióban (P0, GTC I) önálló villanyhajtásról nem beszélhettünk, de a kettes fázisban alacsony sebességnél (35-40 kilométer/óra alatt) csakis áramról megy az autó. Tehát nemcsak vitorlázni képes az autó, hanem tisztán elektromosan is tud közlekedni mindaddig, amíg van elég töltés az akkumulátorában. Hogy legyen, visszatáplálás segít (lassításkor és fékezéskor).
„Dolgozunk rajta”
Az október végi, Schlüsselfeldben tartott demonstráció során még nagyon gyerekcipőben jártak a mérnökök a prototípussal, le is állt menet közben az autó (szintén Ford Focus, csak átszínezték), elektromosan elindulni csak kettesben volt képes, mert egyesben túl nagyot rántott volna. Az elektromos hajtásról belsőégésűre erőszakosan nagy rántással vált az autó (nagy a nyomatéklyuk), de a mérnökök dolgoznak azon, hogy ezt kiküszöböljék.
Aranytojás
A rendszer nagyon vonzó az autógyártóknak, hisz amellett, hogy akár 25 százalékkal fogyaszt kevesebbet vele az autó (a NEDC ciklusban 30 százalékkal, a WLTP ciklusban 12 százalékkal), még a váltást is kényelmesebbé teszi. Állítólag főleg a tengerentúli gyártók érdeklődnek kényelmi szempontokból, az amerikaiak ugyanis kedvelnék a manuális váltót, de nem szeretnek kuplungolni.
Az autógyártók számára az is kedvező, hogy a hibridrendszer bármilyen motorhoz kapcsolható, nem igényel nagy helyet, és az alig 20 kilogrammos tömege sem mérvadó, hisz használatával elhagyható a hagyományos generátor.
Nem beszélve arról, hogy a 48 voltos rendszer áramával fűthetik fel a katalizátort (emicat), amely hamarabb éri így el hatásos működési hőmérsékletét, és ezzel gyakrabban lehetővé teszi a villanyüzemet (hamarabb lekapcsolhat a benzinmotor). Ráadásként a klíma és egyéb fogyasztók működtetéséhez sem kell újra beindítani a belsőégésű motort, a 48 voltos rendszer és a lítiumionos akkumulátor táplálhatja a klímaberendezést.
A nemzetközi bemutatón elhangzott, hogy 2017-ben egy európai, egy kínai és egy észak-amerikai gyártó kínálatában jelenik meg a most kipróbált P2-es (GTC II) verzió.
Mi változott az egyes fázishoz első generációhoz képest?
A korábban tesztelt egyliteres Ford Focus motorjában a sűrítést 10:1-ről 12:1-re növelték az új modellben (GTC II, azaz P2), megváltoztatták a szívóoldali vezérműtengelyét, a Continental saját fejlesztésű Raax (radial-axial) turbófeltöltőjét használták, a 48 voltos, P2-nél a korábban szíjhajtásos indítómotor-generátort (BSG) a benzinmotor és a váltómű közé tették, a GTC I 95 gramm/kilométeres emisszióját így II-esnél 85 gramm alá csökkentették. Hogyan? Kevesebbszer hajt a benzinmotor, többször vitorlázunk és még többször pedig a 11,7 kilowattos villanymotor (generátorként 14,7 kW-os) hajtja az autót. A villanymotor 50-60 Nm nyomatékot fejt ki, áttétellel 130, de akár 150 Nm nyomatékot küldve a főtengelyre.
A hibrid modul belseje
Német-kínai tengely
Az együttműködés nemzetközi, de sajnos magyar részvételről nem tudunk beszámolni. Egy megkérdezett szakértő szerint egyik magyarországi Continental gyár sem szállít alkatrészt a 48 voltos hibridrendszerbe. A motort Nürnbergben gyártja a Continental, a 2,5 kilogrammos, passzív hűtésű 48V/12V DC/DC 3 kW-os konvertert (hatékonysága magasabb, hatásfoka több mint 96 százalék) Kínában (ebből látszik, hogy ott indul be majd a tömeges felhasználás), az akkumulátor koreai (de éppen új beszállítót keres a Continental). Utóbbi paraméterei: 48 volt, 460 Wh kapacitás, 14 kW maximális teljesítmény, kompakt méret (243x175x175 milliméter).
Az alkalmazás eredménye mérhető: a 30-40 kilométer/óra alatti sebességnél városi forgalomban megtett 760 méteres út 85 százalékában villannyal ment a kísérleti autó, egy valós, 14 perces kölni dugóban (600 méteren át) pedig egyszer sem kellett benzinmotorra váltania a rendszernek. A kísérleti Focus egyébként maximum 2 kilométert képes megtenni teljesen feltöltött akkumulátorral – tisztán villanyüzemben. Nagyjából ezt tudja ma egy Toyota Prius 9-10 millió forintért, vagy egy Toyota Auris 6,5-7 millió forintért. A P2-es rendszer azonban ezeknél jelentősen olcsóbb és így sokkal vonzóbb lesz. A Hyundai Ionic hibridje 7,63 millióért 43 kilowattos elektromotorral (legnagyobb nyomatéka 170 Nm) és 1,56 kWh-s akkumulátorral gazdálkodik, a Prius/Auris páros 53 kilowattórás, 163 newtonméteres villanymotorral és 1,31 kWh-s kapacitású akksival egészíti ki az 1,8 literes Atkinson-motort.
Evolúció
Nagy biznisz
A Continental és a Schaeffler beletenyerelt a mézes bödönbe, hisz előrejelzések szerint 2030-ra az autók 70 százalékában dolgozik majd villanymotor. A Magyarországon a FAG, az INA és az LuK révén is jelen lévő Schaeffler az elkövetkező 5-6 évben a digitalizáció útjára lépve – olyan partnerek közreműködésével, mint az amerikai IBM – gyökeresen megváltoztatja a tevékenységét. A kulcsszó már nem a dolgok internete, hanem a mindenség internete (internet of everything).
A német konszernnél jelenleg 1200-an dolgoznak a kutatás-fejlesztésben, ezt Peter Gutzmer (a cég fejlesztésért felelős alelnöke) szerint 2020-ra megduplázzák. Bár egyelőre a 48 voltos rendszereket a prémium kategória fogja előszeretettel használni, a fejlesztési költségek jelenlegi állásában igencsak megéri a kézi sebességváltóval szerelt kisebb teljesítményű autókban történő alkalmazása is, mivel a károsanyag-kibocsátás csökkentése ezzel a technológiával a legkifizetődőbb.
A forgalomba kerülő autók 40 százaléka kézi váltós, így ebből a szempontból is kecsegtető az üzlet. Természetesen most is Kínából fúj a szél, ott szigorodnak a legdrasztikusabban a kibocsátási normák, miközben az autók többsége benzines és kézi váltós. José Avila, a Continetal elnökségi tagja megerősítette, hogy a konkrét kínai együttműködés mellett német, európai és amerikai gyártók is hevesen érdeklődnek és már javában fejlesztik a 48 voltos rendszereiket, amelyekbe majd a Continental és a Schaeffler alkatrészeit építik be.
A tesztelt autóban ezt a fajta elrendezést alkalmazták
Nem az autógyártók diktálnak
És ez volt az a pont, amikor megvilágosodtam. Már évek óta halljuk, hogy a fejlesztések rég nem az autógyártók technológiai központjaiban zajlanak (kivétel az Audi győri motorgyára), hanem az első körös beszállítóknál. A mi volt előbb, a tyúk vagy a tojás paradoxonját a beszállítók feloldják azzal, hogy megteremtik a legújabb technológiákat és várják, hogy erre ráépüljenek az infrastruktúrák. A 48 voltos hibrid esetünkben a tojás, amire ráültetik majd az autógyártók a tyúkot. A beszállítók fejlesztenek, megmutatják, demonstrálják az eszközök, megoldások és alkatrészek előnyeit (értsd elsősorban pénz, jövedelem, profit; másodsorban ügyfél-, vagy környezeti előnyök), a gyártók pedig futnak az ötlettel és (mintha a sajátjuk lenne) megépítik az infrastruktúrájukat (értsd: magát az autót) a beszállítók termékei köré.
Ezért mondta mosolyogva a Continental-főnök, amikor a lehetséges felhasználó márkákról kérdeztem, hogy: „Nem egy-két gyártóra koncentrálunk, hanem minden gyártó akar majd minket.”
