Hybridní Technika MG – Elektrifikace z rozumu

Elektrifikace z rozumu. Značka MG má ve své nabídce jak vozy poháněné pouze spalovacími motory, tak elektromobily. A přesně mezi nimi stojí trojice hybridních modelů s originální konstrukcí.

Značka MG, patřící do čínského koncernu SAIC, má aktuálně v nabídce šest modelových řad, z nichž polovinu pohání výhradně elektřina a druhá polovina je rozdělena na pohon zážehovými motory a hybridními systémy. Právě u hybridních soustav se nyní zastavme, protože MG nabízí originálně navržený vlastní hybridní systém, lišící se podle modelu jednotlivými technickými detaily a také velikostí akumulátoru.

Soustava Hybrid+ je ve dvou výkonových variantách připravena pro menší typy značky v podobě hatchbacku MG3 a malého SUV MG ZS a je navržena jako klasický hybrid s relativně velkým akumulátorem o kapacitě 1,83 kWh bez možnosti vnějšího nabíjení. Tento systém originálním způsobem spojuje zážehový čtyřválec s dvojicí elektromotorů, takže výsledkem je soustava schopná pracovat jak v čistě elektrickém režimu (z důvodu omezené kapacity akumulátoru krátce), tak jako sériový i paralelní hybrid, případně výhradně s pohonem spalovací jednotkou.

Samotný zážehový čtyřválec 1,5 litru je navržen přímo pro tuto hybridní soustavu, takže zásluhou Atkinsonova pracovního cyklu a svého naladění si může dovolit dosahovat vyšší účinnosti v co nejširším spektru otáček, protože potřebný točivý moment, zejména v nízkých otáčkách, poskytne elektrická větev pohonu. Použitý motor proto dosahuje tepelné účinnosti až 41 %.

Foto: MG

Srdcem soustavy Hybrid+ je ale jednotka obsahující převodovku a dvojici elektrických strojů. Samotná třístupňová převodovka je tvořena planetovým soukolím, u nějž se převody mění pomocí dvojice spojek (jedna pro centrální kolo a druhá unašeč satelitů). Použití převodovky pro spalovací motor umožňuje použití režimu paralelního hybridu v širokém rozsahu rychlostí a například snížit jeho otáčky při jízdě po dálnici. Dvojice elektromotorů je k hnací soustavě připojena na koncích této převodovky. Na vstupu na centrálním kole, tedy mezi převodovkou a čtyřválcem, je pevným převodem připojen generátor, zatímco s koly a korunovým kolem planetového soukolí je spojen trakční elektromotor.

Oba elektrické stroje však nejsou propojeny pouze mechanicky, ale také prostřednictvím elektrického vedení, případně akumulátoru. Právě díky tomu může systém pracovat i jako sériový hybrid, kdy spalovací motor slouží pouze k výrobě elektřiny, která následně živí druhý elektromotor. K dispozici jsou ale všemožné další kombinace, kdy spalovací motor částečně vyrábí elektřinu a vůz fyzicky pohání buď sám, nebo spolu s elektromotorem.

Foto: MG

Systém pracuje zcela samočinně v závislosti na mnoha parametrech, jako je například požadavek na dynamiku, sklon vozovky či úroveň nabití akumulátoru. Při velkém zjednodušení lze uvést, že přibližně do 30 km/h se vůz snaží jet čistě na elektřinu a se zvyšující se rychlostí postupně přechází na sériové uspořádání. Nad rychlost 80 km/h (nejde o pevně stanovenou hodnotu, ale spíše orientační) pak vůz pohání buď čistě spalovací jednotka, nebo soustava pracuje jako paralelní hybrid a využívá k pohonu oba zdroje síly. V klesáních nebo během zpomalování se systém Hybrid+ snaží v maximální míře rekuperovat. K citlivému ovládání zpomalování a brzdění jsou oba modely vybaveny integrovanou brzdovou soustavou s odděleným hydraulickým okruhem brzdového válce a brzdičů, do kterých je brzdový tlak vytvářen elektrickým čerpadlem. Tím se zvyšuje účinnost rekuperace.

Plug-in hybrid pro MG HS

Nejvýkonnější provedení druhé generace typu HS je vybaveno plug-in hybridní (PHEV) hnací soustavou s celkovým výkonem 200 kW (272 k). Ačkoli principiálně jsou si oba hybridní systémy podobné, mechanicky jsou řešené odlišně. V tomto případě je hlavním zdrojem síly přeplňovaný zážehový čtyřválec 1,5 litru pracující buď v Millerově cyklu s účinností až 43 %, který kromě jiného zaujme i použitím u zážehových motorů stále spíše výjimečného turbodmychadla s proměnnou geometrií rozváděcích lopatek. Větší točivý moment přeplňované jednotky a elektrického motoru umožnil použít jednodušší verzi převodovky – v tomto případě jde o dvoustupňovou automatizovanou rychlostní skříň, u níž mění převody elektromechanický systém. Její převody odpovídají přibližně 4. a 6. stupni mechanické převodovky. Odpojení spalovací jednotky v čistě elektrickém režimu je v tomto případě realizováno zařazením „neutrálu“ převodovky, kdy není aktivní ani jeden ze stupňů.

Ukázky trakčních režimů hybridního ústrojí Hybrid+ modelů MG3 a ZS. Tyto režimy doplňuje ještě dvojice v podobě rekuperace akumulátoru při zpomalování a nabíjení akumulátoru spalovacím motorem. V modelu HS PHEV je to podobné, byť mechanicky jinak řešené se silnější elektrickou větví pohonu s větším akumulátorem s možností vnějšího nabíjení
Kola jsou poháněna elektromotorem
Foto: MG	Foto: MG	Foto: MG
EV režim	Sériový hybrid	Sériový hybrid + nabíjení
Pohon spal. Motorem, případně komb. S elektromotorem
Foto: MG	Foto: MG	Foto: MG
Spalovací motor	Spalovací motor + nabíjení	Paralelní hybrid

Jelikož jde o plug-in hybridní systém, tedy hybrid s možností vnějšího nabíjení, je vůz vybaven akumulátorem s kapacitou 21,4 kWh. Díky tomu model MG HS PHEV vykazuje v kombinovaném cyklu spotřebu jen 0,5 l/100 km. Nicméně systém je navržen tak, aby efektivně pracoval také s vybitým akumulátorem. V tomto případě si v něm systém stále nechává až 3 kWh, které využívá pro zvýšení celkové efektivity, tedy zejména pro schopnost cíleně měnit zatížení spalovací jednotky se záměrem udržet ji v pásmu nejvyšší účinnosti. I proto MG HS PHEV vykazuje podle WLTP v případě, že nevyužívá elektřinu z akumulátoru, kombinované spotřeby 5,8 l/100 km.

Hybridní pohony stojí v pozicích vrcholných verzí dané modelové řady značky MG a jejich technické řešení ukazuje na konstrukční rozmanitost možného propojení spalovacích motorů a elektromotorů s cílem využít jejich silných stránek pro celkovou efektivitu i výkonnost.

Rozhovor

Proč MG zvolilo takto originální řešení svých hybridních systémů?
Cílem bylo najít z hlediska celkové účinnosti nejefektivnější řešení. Bez elektrifikace již není možné výrazněji zvýšit účinnost spalovacích motorů. Elektrická část pohonu funguje jako zásobník energie, kterou soustava zachytává a následně ji dokáže využít. Naše řešení je schopné jak rekuperace, tak dokáže spalovací motor ve velmi širokém rozsahu držet v pásmu nejvyšší účinnosti. To je silná stránka našeho systému, která ústí v jeho celkově vysokou hospodárnost.

Foto: MG

Kolik mají soustavy Hybrid+ a PHEV jízdních režimů?
Mají devět režimů, mezi nimiž samočinně a zcela plynule přepínají. V sériovém uspořádání, kdy spalovací motor slouží jako zdroj energie pro generátor, jsou připraveny tři: přímý, s přispíváním energie z akumulátoru a při současném nabíjení akumulátoru. Podobné tři jsou v činnosti v paralelním režimu. Pak tu máme čistě elektrický pohon, rekuperaci a nabíjení akumulátoru při volnoběhu.

Převzato z časopisu

Fotogalerie