Super Hybrid – jak to działa?
Chiński pomysł na hybrydę różni się od konstrukcji, do których przyzwyczaili nas europejscy i azjatyccy producenci. Podstawą chińskich hybryd są plug-iny (PHEV), które zaliczane są tam do kategorii New Energy Vehicles, zresztą razem z samochodami całkowicie elektrycznymi. Hybrydy zaczynają także dominować w eksporcie, szczególnie na rynki europejskie, na których trudniej jest sprzedawać BEV. Powodem jest z jednej strony cło wyrównawcze, nałożone przez Unię Europejską, z drugiej preferencje konsumentów, którzy nadal nie są do końca przekonani do pełnej elektryfikacji.
Różnice w konstrukcji napędów hybrydowych
Sprawdźmy zatem, na czym polegają różnice w konstrukcji hybryd, posługując się przykładem należących do koncernu Chery marek OMODA i JAECOO, zyskujących popularność także na polskim rynku. W Europie historycznie dominowała architektura P2 (Parallel 2). W tym układzie silnik elektryczny jest zwykle umieszczony między silnikiem spalinowym (ICE) a skrzynią biegów. System P2 jest prostszy w implementacji, ponieważ umożliwia relatywnie łatwą hybrydyzację istniejących platform ICE. Architektura ta jest jednak często kompromisowa pod względem zarządzania energią. Wymaga ona od silnika spalinowego pracy w szerszym zakresie prędkości obrotowych (RPM), ograniczając możliwości utrzymania go w punkcie maksymalnej sprawności.
Chiński DHT – Dedicated Hybrid Transmission
W Chinach natomiast popularność zdobyły zaawansowane systemy Dedicated Hybrid Transmission (DHT). Często wykorzystywały one konfiguracje szeregowo-równoległe (series-parallel) lub power-split, takie jak P1+P3 lub P2+P2.5. Architektury te są bardziej złożone inżynieryjnie, ponieważ wymagają budowy układu napędowego od podstaw. Pozwalają jednak na znacznie bardziej precyzyjne zarządzanie przepływem mocy i utrzymywanie silnika spalinowego w jego optymalnym, wąskim zakresie pracy. Chińska preferencja dla DHT odzwierciedla dążenie do maksymalnej wydajności, niezależnie od konieczności projektowania zupełnie nowych platform napędowych.
Dedicated Hybrid Transmission (DHT) to dedykowana przekładnia zaprojektowana specjalnie do hybryd. Jej głównym celem jest optymalizacja zarządzania momentem obrotowym pochodzącym z silnika spalinowego i jednego lub wielu silników elektrycznych. W przeciwieństwie do konwencjonalnych skrzyń, DHT często wykorzystuje elektromagnetyczne mechanizmy sprzęgające lub uproszczone przekładnie bezstopniowe lub wielobiegowe (jak np. 3-biegowe) w połączeniu z chłodzeniem wodnym zamiast oleju przekładniowego. Wyeliminowanie tradycyjnych sprzęgieł i konwerterów momentu obrotowego, powszechnych w skrzyniach automatycznych, przyczynia się do obniżenia strat tarcia i zmniejszenia kosztów eksploatacji.
Kluczową zasadą działania DHT jest utrzymywanie wewnętrznego silnika spalinowego (ICE), zwanego Dedicated Hybrid Engine (DHE), w jego idealnym, najbardziej efektywnym zakresie pracy. System DHT dynamicznie i bez opóźnień dzieli moc na trzy główne tryby hybrydowe:
Czysto Elektryczny tryb (EV Mode): Wykorzystuje tylko silniki elektryczne.
Tryb Szeregowy (Series Hybrid): ICE działa jako generator (często za pośrednictwem silnika P1 lub ISG), ładując baterię lub zasilając silnik trakcyjny.
Tryb Równoległy (Parallel Hybrid): ICE i silnik elektryczny pracują wspólnie, dostarczając napęd bezpośrednio do kół.
Wysoka sprawność cieplna silnika spalinowego
DHT zapewnia tym samym optymalny balans między osiągami a efektywnością, dostarczając natychmiastowy moment obrotowy z silnika elektrycznego przy szybkim przyspieszeniu i ograniczając zużycie paliwa. Także jednostka spalinowa, czyli DHE, zaprojektowana jest specjalnie do użytku w systemach hybrydowych. Jej najważniejszym wyróżnikiem jest wysoka sprawność cieplna, dochodząca do 45%. Technologie umożliwiające osiągnięcie tak wysokiej sprawności cieplnej w jednostkach takich jak Chery 1.5 TGDI, obejmują:
Deep Miller Cycle: Modyfikacja cyklu pracy silnika, zoptymalizowana pod kątem redukcji strat fazy wtrysku. W połączeniu z wysokim stopniem sprężania 13:1, technologia ta minimalizuje straty energetyczne.
Wtrysk Bezpośredni Pod Wysokim Ciśnieniem: Zastosowanie systemów wtrysku 350bar zapewnia optymalne tworzenie mieszanki paliwowo-powietrznej i bardziej efektywne spalanie.
Inteligentne Zarządzanie Termiczne (t-HTM): Zaawansowany system chłodzenia, często wykorzystujący elektryczne pompy wodne (E-WP) i dzielone chłodzenie (split cooling), aby zapewnić szybko osiągane i utrzymywane optymalne okno temperaturowe.
Duże baterie i duże zbiorniki paliwa
Konstruowane w Chinach hybrydy plug-in opierają się na jeszcze dwóch filarach. Na bateriach o dużej pojemności i po prostu dużych zbiornikach paliwa, dzięki czemu możliwe są zasięgi ponad tysiąca kilometrów na jednym ładowaniu i tankowaniu. I tak na przykład w JAECOO 7 PHEV bateria ma 18,4 kWh, co pozwala na przejechanie w trybie EV ok. 90 km. W większym modelu OMODA 9 pojemność baterii to 34 kWh, a możliwy zasięg na prądzie dochodzi do 140 km. Co ważne, system inteligentnego trybu zarządzania energią nie dopuszcza do rozładowania baterii poniżej 20%. Chyba, że zostanie to przez kierowcę wymuszone.
Omoda 9 PHEV – wysoka moc z trzech silników elektrycznych
Wspomniana OMODA 9 to jeszcze trochę inna konstrukcja, nastawiona nie tylko na efektywność, ale także wysoką moc. Kluczową różnicą jest zastosowanie trzech silników elektrycznych w konfiguracji All-Wheel Drive (AWD). Pracują one w połączeniu z silnikiem turbodoładowanym i 3-biegową przekładnią hybrydową. Jeden z dodatkowych silników jest wykorzystywany do realizacji napędu AWD oraz do zarządzania momentem obrotowym i rekuperacją. Zastosowanie trzech silników pozwala na osiągnięcie ogromnej mocy. Według danych producenta łączna moc systemowa to 537 KM i 650 Nm momentu obrotowego. Przy wykorzystaniu pełnej mocy samochód przyspiesza od 0 do 100 km/h w 4,9 sekundy.
HEV czyli hybryda bez możliwości ładowania z gniazdka
Po rozpoznaniu preferencji klientów na rynku europejskim Chińczycy zdecydowali się także wprowadzić wersję FHEV, czyli hybrydy bez ładowania z gniazdka, z mniejszą baterią. Hybrydy te przyjmują architekturę określaną jako „PHEV z małą baterią”. Architektura ta jest niezwykle złożona w porównaniu do prostszych FHEV. Omoda 5 HEV, jako pełna hybryda, wykorzystuje stosunkowo niewielką baterię trakcyjną o pojemności 1.83 kWh. Użycie zaawansowanej architektury typowej dla PHEV w modelu FHEV pozwala na zachowanie wysokiej elastyczności, dużej liczby trybów jazdy i potencjału dynamicznego. Nawet jeśli pojemność baterii ogranicza długość jazdy w trybie czysto elektrycznym (EV). Celem tego podejścia jest maksymalizacja osiągów i adaptacyjności do szerokiego spektrum scenariuszy drogowych, w przeciwieństwie do prymatu sprawności w bardzo wąskim zakresie operacyjnym.
SHS w Omoda 5 HEV
Super Hybrid wykorzystuje system określany jako ‘pięć w jednym’ (five-in-one). Integruje on dwa silniki elektryczne, dwa dedykowane kontrolery silników (MCU) oraz mechanizm zmiany prędkości w jednej obudowie. System hybrydowy OMODA 5 HEV, oparty na technologii pełnej hybrydy (SHS-H), charakteryzuje się imponującą mocą łączną wynoszącą 224 KM (167 kW). Napęd ten składa się z 1.5-litrowego turbodoładowanego silnika spalinowego o mocy 135 KM oraz silnika elektrycznego osiągającego 203 KM. Szczytowa moc systemowa jest niższa niż suma mocy maksymalnych poszczególnych komponentów ze względu na ograniczenia baterii i przekładni. Łączny moment obrotowy wynosi około 294 Nm. Te parametry przekładają się na przyspieszenie od 0 do 100 km/h w czasie 7.9 sekundy.
Cel: pełna hybrydyzacja gamy
Ten sam napęd zastosowano w modelu JAECOO 5 HEV, który wejdzie do sprzedaży na początku 2026 roku. Zatem praktycznie wszystkie modele obu marek – OMODA i JAECOO – będą mieć swoje wersje hybrydowe, albo PHEV, albo FHEV. Czy spowoduje to stopniowe wycofywanie z rynku modeli z napędem czysto spalinowym? Na razie nie wiemy, wiele jednak wskazuje na to, że generalnie chińskie marki dążą do pełnej hybrydyzacji gamy.
Bartosz Ławski
Redakcja Overdrive
Materiał sponsorowany
W 242. odcinku podcastu motoryzacyjnego Overdrive, na temat zasady działania chińskich napędów hybrydowych w samochodach marki Omoda i Jaecoo rozmawialiśmy z Maciejem Polakiem – Product Managerem OMODA & JAECOO Polska. Podcastu możecie posłuchać poniżej. Jest on także dostępny na wszystkich największych platformach podcastowych.
Jeśli podoba Ci się Overdrive i to co robimy, to będzie nam miło jeśli będziesz nas wspierać za pośrednictwem PATRONITE. Poza naszą wdzięcznością uzyskasz też dostęp do dodatkowych materiałów i atrakcji.
