MHEV plus: Audi představuje novou generaci hybridizace
• Technologie MHEV plus je vybavena generátorem PTG (Powertrain Generator), který může fungovat také jako elektromotor, a podílet se tak na pohonu vozidla a zvyšovat jeho hospodárnost
• Systém s 48V elektrickou sítí podporuje spalovací motor, snižuje emise CO2 a současně zvyšuje jízdní dynamiku i komfort
• Geoffrey Bouquot, člen představenstva odpovědný za vývoj: „Urychlujeme elektrifikaci, která je přizpůsobena požadavkům zákazníků“
Značka Audi uvedla na trh první spalovací motory s novou technologií MHEV plus
v rámci nových modelových řad A5 a Q5 zkonstruovaných na základě platformy PPC (Premium Platform
Combustion) pro prémiové vozy poháněné spalovacím motorem. Spalovací motor je u nové technologie
podporován mild hybridním systémem s napětím 48 V, v němž probíhá jedinečná souhra generátoru PTG
s doplňkovou funkcí elektromotoru, řemenem poháněného alternátoru BAS (Belt Alternator Starter) s funkcí
spouštěče a lithium-železo-fosfátového akumulátoru (LiFePO4). MHEV plus přitom snižuje emise CO2 a
současně zvyšuje výkony a agilitu. Kompletně připojitelný a odpojitelný modul PTG s integrovanou
výkonovou elektronikou a elektromotorem umožňuje za jízdy využívat elektrický pohon, který snižuje
spotřebu paliva a přispívá k ještě komfortnější jízdě.
„S novou technologií MHEV plus urychlujeme u našich nových modelů na základě platformy Premium Platform
Combustion pro prémiové vozy poháněné spalovacím motorem elektrifikaci, která je přizpůsobena
požadavkům našich zákazníků,“ říká Geoffrey Bouquot, člen představenstva společnosti AUDI AG odpovědný za
technický vývoj. „Tímto krokem posilujeme naše produktové portfolio složené ze zcela elektrických modelů,
plug-in hybridních vozů a vozidel poháněných hospodárnými spalovacími motory.“
MHEV plus umožňuje atraktivní funkce, jakými jsou dílčí elektrický pohon, elektrická podpora spalovacího
motoru a zásadní zvýšení hospodárnosti a komfortu. Mild hybridní systém v nových modelech Audi A5 a Q5
sestává ze tří zásadních komponentů: nového generátoru (PTG) s kompaktní konstrukcí, integrovanou
výkonovou elektronikou a synchronním elektromotorem s permanentními magnety, 48V sady akumulátorů a
řemenem poháněného alternátoru (BAS) s funkcí spouštěče. Komponenty 48V systému jsou chlazeny
kapalinou, aby bylo dosaženo optimálních provozních podmínek. Konstrukční celek systému MHEV plus lze
integrovat do různých modelů s pohonem předních kol nebo pohonem všech kol quattro na základě platformy
PPC (Premium Platform Combustion) pro prémiové vozy poháněné spalovacím motorem. Kapalinové chlazení
výkonové elektroniky a elektromotoru v závislosti na situaci zajišťuje pro tyto komponenty optimální provozní
podmínky, aby bylo možné ve všech provozních stavech uspokojit požadavky na výkon a točivý moment.
Nová technologie MHEV plus umožňuje čistě elektrický provoz a může podporovat spalovací motor. Systém tak
zvyšuje výkony a agilitu při současném snížení spotřeby paliva, a tím i emisí CO2.
U motoru 2.0 TDI v modelu A5 (150 kW pohon předních kol/quattro) (kombinovaná spotřeba paliva v l/100 km:
5,7–4,8; kombinované emise CO2 v g/km: 150–125; emisní třída (CO2): E–D) je tak možné snížení až o 10 g/km,
resp. 0,38 l/100 km, a u motoru V6 3.0 TFSI (270 kW quattro) (kombinovaná spotřeba paliva v l/100 km: 8,0–
7,4; kombinované emise CO2 v g/km: 182–169; emisní třída (CO2): G–F) dokonce až o 17 g/km, resp. 0,74 l/100
km (podle metodiky WLTP).
Generátor s funkcí elektromotoru jako výkonný modul poskytující dodatečnou hnací sílu
Další zásadní výhoda systému MHEV plus spočívá v tom, že zvyšuje výkony a jízdní komfort. Kompaktním a
současně výkonným modulem elektrického pohonu v novém systému MHEV plus je generátor s funkcí
elektromotoru (PTG). Tento komponent je také největším rozdílem oproti doposud značkou Audi nabízené
technice MHEV, která pracuje výhradně s řemenem poháněným alternátorem s funkcí spouštěče. PTG, uložené
v kompaktní jednotce s integrovanou výkonovou elektronikou přímo na výstupním hřídeli z převodovky, může
k pohonu přispívat elektrickým výkonem až 18 kW (24 k). Tento modul umožňuje maximální točivý moment
230 N.m na výstupu z převodovky, který je k dispozici k pohonu vozidla již při jeho rozjezdu. Kompaktní
převodovka PTG pracuje s převodem 3,6:1. MHEV plus využívá PTG do rychlosti jízdy 140 km/h, aby byla
zajištěna maximální hospodárnost. Ve vyšších rychlostech je PTG odpojeno od poháněcí soustavy
prostřednictvím integrované zubové spojky.
PTG má hmotnost 21 kilogramů a jeho výstupní hřídel dosahuje maximálně 5550 otáček za minutu. V závislosti
na variantě vozidla a pohonu to odpovídá rychlosti jízdy 130 až 140 km/h.
S minimálními úpravami okolních dílů a komponentů byl vytvořen potřebný prostor pro uložení elektromotoru
na výstupním hřídeli z převodovky ve stávajícím středovém tunelu vozidla. Umístění přímo za převodovkou
nabízí řadu výhod: PTG přenáší svůj nejvyšší výkon 18 kW v režimu pohonu, resp. až 25 kW v režimu rekuperace
přímo na výstup pohonu nápravy bez dalších ztrát. Vzhledem k tomuto uspořádání lze PTG používat beze změn
a modulárně jak u pohonů předních kol, tak u pohonů všech kol.
Aby systém dokázal uspokojit také vysoké požadavky na komfort, musí být zajištěno precizní řízení točivého
momentu, elektrického proudu a otáček elektromotoru. Rozsah provozních teplot sahá od minus 40 do plus 75
stupňů Celsia. Elektromotor je obklopen pláštěm chladicí kapaliny, který ve společném chladicím okruhu chladí
také kompaktní a vysoce integrovanou výkonovou elektroniku, jež je prostorově úsporně připevněna přímo
k elektromotoru. V montážním celku výkonové elektroniky jsou vysoce výkonné elektronické moduly
uspořádány kolem chladicího tělesa. Meziobvodové kondenzátory jsou prostorově úsporně a termicky
optimálně obklopeny chladicím tělesem.
Vývoj zaměřený na požadavky zákazníků
Značka Audi vyvinula technologii MHEV plus s ohledem na očekávané požadavky zákazníků. Dosud nabízené
konvenční poháněcí ústrojí s funkcí start/stop nebo první generací mild hybridních systémů již sází na
hospodárné moduly, které zajišťují například vypnutí motoru u stojícího vozu, při zastavování či setrvačné jízdě
nebo rekuperaci 12V, resp. 48V systémem. Mezi zásadní přínosy nové technologie s vyšším stupněm
elektrifikace patří zvýšení komfortu jízdy v režimu start/stop, setrvačná jízda s nulovými emisemi, rekuperace,
využívání elektrického pohonu například při elektrickém zaparkování vozu nebo manévrování a vyšší výkon díky
elektrické podpoře spalovacího motoru.
Vozidlo tak může být poháněno čistě elektricky s déle vypnutým spalovacím motorem při pomalé jízdě ve
městě, v plynulém provozu, například na silnicích mimo město, nebo při setrvačné jízdě na úseku před
začátkem obce. PTG poskytuje již při nízkých rychlostech točivý moment až 230 N.m, což výrazně vylepšuje
jízdní dynamiku a spontánnost vozidla při rozjezdu. Výsledkem jsou výrazně lepší reakce vozu na sešlápnutí
pedálu plynu, takže řidič vnímá jasně znatelné zvýšení agility především při rozjezdu, a to již na prvních
metrech.
V rozsahu rychlostí od 0 do 140 km/h může PTG podporovat spalovací motor. MHEV plus přitom poskytuje
dodatečný elektrický výkon až 18 kW. Spalovací motor může díky tomu pracovat v maximálně hospodárných
provozních stavech. PTG dokáže v uvedeném rozsahu rychlostí získávat zpět energii rekuperací výkonem až 25
kW, a to až do okamžiku krátce před zastavením vozidla. Integrovaný systém řízení brzdové soustavy zajišťuje
hladké kombinování obou zdrojů brzdné síly, beztlakové přibrzďování a nejlepší možnou rekuperaci, většinou
bez použití třecích brzd. MHEV plus navíc umožňuje díky elektrickému kompresoru nepřetržitý provoz
klimatizace i při vypnutém spalovacím motoru, například při stání před křižovatkou řízenou semafory.
BAS, sada lithium-iontových akumulátorů a iBRS se vzájemně optimálně doplňují
Řemenem poháněný alternátor BAS s funkcí spouštěče má v rámci technologie MHEV plus za úkol spustit
motor a dodávat elektrickou energii do akumulátorové baterie. Pohon řemenem má oproti spouštěči
s pastorkem akustickou výhodu a při spouštění roztočí klikový hřídel spalovacího motoru na vyšší otáčky. Z toho
vyplývá nižší spotřeba paliva a vyšší komfort spouštění motoru. BAS navíc dokáže získat zpět energii motoru při
jeho vypnutí a písty ve válcích postaví do optimální polohy pro opětovné spuštění motoru.
Sada lithium-iontových akumulátorů na základě lithium-železo-fosfátové technologie (LFP) má kapacitu 37 Ah,
což odpovídá téměř 1,7 kWh (celková). Její maximální vybíjecí výkon je 24 kW. Akumulátorová baterie je
vzhledem k požadavkům na dostupnost, výkon a točivý moment začleněna do nízkoteplotního kapalinového
chladicího okruhu, který zajišťuje optimální provozní podmínky s teplotou mezi 25 a 60 stupni Celsia. Audi tak
ve svých mild hybridních systémech poprvé používá akumulátorovou baterii LFP.
Významnou roli při rekuperaci hraje integrovaný systém řízení brzdové soustavy iBRS. U modelů s technologií
MHEV plus zajišťuje iBRS beztlakové přibrzdění a požadovaného zpomalení dosahuje prostřednictvím
rekuperace bez použití mechanických třecích brzd. Až při výraznějším sešlápnutí brzdového pedálu přicházejí ke
slovu mechanické třecí brzdy. Charakteristika brzdového pedálu zůstává přitom beze změn.
Důmyslná provozní strategie systému MHEV plus
U hybridního systému platí základní pravidlo, že nejvyšší účinnosti je dosahováno s nabitím sady akumulátorů
na 50 až 60 procent, protože v tomto stavu dokáže jak napájet elektromotor vysokými proudy, tak ukládat
vysoké nabíjecí proudy při rekuperaci. U hybridního systému není pozornost věnována dojezdu na elektřinu, ale
vybíjení sady akumulátorů a jejímu nabíjení v rychlých cyklech. Tímto způsobem lze zpětně získávat maximálně
velké množství energie a zanedlouho takto získanou energii znovu efektivně využívat k pohonu.
V případě technologie MHEV plus vyhodnocuje řídicí software provozní stav vozidla, aby byla zajištěna
optimální souhra mezi spalovacím motorem, PTG a BAS. Za tím účelem jsou v řídicí jednotce uloženy
charakteristiky pro optimální použití obou elektromotorů a požadované točivé momenty pro pohon nebo
rekuperaci. Přitom je zohledňován stav nabití sady akumulátorů. Cílem je stabilní jízdní stav, přičemž řídicí
systém volí k jeho dosažení různé cesty v závislosti na situaci. Provozní strategie dodatečných elektrických
pohonů je totiž optimalizována pro příslušný spalovací motor. Výsledkem je nejnižší možná spotřeba paliva bez
ztráty jízdní dynamiky.
Provozní strategie zohledňuje zvolený režim převodovky a ovládání pedálu plynu. Maximální dodatečný
elektrický výkon 18 kW poskytovaný PTG je tak v jízdním režimu D využíván pouze od cca 80% sešlápnutí pedálu
plynu nebo při aktivaci funkce „kick-down“ (zařazení nižšího převodového stupně při požadavku maximální
akcelerace). V jízdním režimu S je dodatečný výkon 18 kW k dispozici již od menšího sešlápnutí pedálu plynu.
V poloze D může být PTG odpojeno již od rychlosti jízdy 85 km/h, aby se při konstantní jízdě se spalovacím
motorem na silnicích mimo město a dálnicích zabránilo elektrickým ztrátám v důsledku otáčení elektromotoru
PTG naprázdno. V režimu S zůstává PTG naproti tomu připojeno až do jeho nejvyšších přípustných otáček 5550
min-1
, aby byly kdykoli zajištěny spontánní reakce.
Provozní strategie rozlišuje s ohledem na jízdní režimy D a S především cílové stavy nabití 48V sady
akumulátorů, které je žádoucí dodržovat. V režimu D odpovídá optimální rovnováze střední stav nabití 50 až 55
procent, aby byl na jedné straně dostatek energie pro elektrickou podporu spalovacího motoru až po
krátkodobou výhradně elektrickou jízdu. Tento stav nabití na druhé straně poskytuje dostatečnou kapacitu pro
ukládání velkého množství energie získávané rekuperací například při pozvolném a delším zpomalování při
příjezdu k semaforu nebo začátku obce. Vyšší cílový stav nabití cca 70 procent v režimu S zajišťuje větší
dostupné množství energie pro elektrickou podporu spalovacího motoru při sportovnímu stylu jízdy. Podle
očekávání jsou při sportovní jízdě také intenzivnější a kratší fáze brzdění, takže systém počítá s ukládáním
menšího množství energie.
Použití PTG je výhodné i z hlediska jízdní dynamiky. Vůz díky dodatečnému a bezprostředně působícímu
točivému momentu reaguje na změny zatížení spontánněji a na výjezdu ze zatáčky zrychluje agilněji. Změna
zatížení je přitom v režimech D a S modulována odlišně, aby bylo v režimu D dosaženo komfortnější jízdy a
v režimu S spontánnějšího jízdního projevu.
Modely se systémem MHEV plus mohou jezdit také čistě elektricky, pokud vozidlo například přijíždí setrvačností
k začátku obce a poté pomocí PTG udržuje rychlost jízdy. Překročí-li výkon požadovaný řidičem nebo
adaptivním tempomatem ACC (Adaptive Cruise Control) určitou hodnotu, spustí se spalovací motor a převezme
pohon vozidla. Hranice pro spuštění spalovacího motoru se mění v závislosti na aktuálním stavu nabití 48V sady
akumulátorů a na rychlosti jízdy.
Je-li aktuální stav nabití pod cílovým stavem nabití, spalovací motor se připojí dřív. Na jedné straně se tím
zabrání spotřebě další energie k elektrické jízdě a ještě většímu poklesu stavu nabití. Na druhé straně může
spalovací motor zvýšeným výkonem ve spolupráci s PTG a BAS v případě potřeby stav nabití znovu zvýšit –
jinými slovy sadu akumulátorů nabít. Výjimkou je elektrické manévrování, jízda krokem a zaparkování vozu.
V těchto případech zůstává elektrický pohon vozidla zachován až do výrazně nižšího stavu nabití.
Pokud aktuální stav nabití převyšuje cílový stav nabití, připojí se spalovací motor později – při vyšším požadavku
na výkon. Tímto způsobem dojde k vybití 48V sady akumulátorů na cílový stav nabití, aby bylo možné při
budoucím brzdění přijmout dostatečné množství energie získané rekuperací. Hranice požadavku řidiče na výkon
pro spuštění spalovacího motoru se s rostoucí rychlostí jízdy snižuje. Zjednodušeně řečeno to znamená, že čím
vyšší je rychlost jízdy, o to více podporuje spalovací motor pohon vozidla.
Zvýšená hospodárnost poháněcího ústrojí zajišťuje v kombinaci s příslušným objemem palivové nádrže výrazné
prodloužení celkového dojezdu, což zásadním způsobem přispívá k jízdnímu komfortu modelů vybavených
technologií MHEV plus a ještě více pozvedává jejich způsobilost k cestování na velké vzdálenosti.
Poháněcí ústrojí 2.0 TDI (150 kW) quattro ultra s 48V technologií MHEV plus. Vůz je zkonstruován na základě
platformy PPC (Premium Platform Combustion) pro prémiové modely poháněné spalovacím motorem
Skupina Audi je jedním z nejúspěšnějších výrobců automobilů a motocyklů v prémiovém a luxusním segmentu. Značky Audi,
Lamborghini, Bentley a Ducati vyrábějí automobily a motocykly v 21 výrobních závodech ve 12 zemích. Audi a její partneři
působí globálně na více než 100 trzích.
Skupina Audi dodala v roce 2023 zákazníkům 1,9 milionu automobilů značky Audi, 13 560 luxusních vozů značky Bentley,
10 112 sportovních vozů značky Lamborghini a 58 224 motocyklů značky Ducati. V obchodním roce 2023 dosáhla skupina
Audi provozního zisku 6,3 miliardy EUR při tržbách 69,9 miliardy EUR. V roce 2023 pracovalo pro skupinu Audi na celém světě
v celoročním průměru více než 87 000 zaměstnanců, z toho 53 000 ve společnosti AUDI AG v Německu. Skupina s atraktivními
značkami a velkým počtem nových modelů důsledně pokračuje v přerodu na poskytovatele trvale udržitelné, kompletně
síťově propojené prémiové mobility.
Dovozcem prémiových automobilů Audi na český trh je společnost Porsche Česká republika, součást skupiny podniků Porsche
Holding Salzburg a největší importér automobilů do České republiky. Audi nabízí v České republice všechny své modely od 1.
dubna 2015 s prodlouženou zárukou na 4 roky při nájezdu do 120 000 km v rámci standardní výbavy vozu.
Porsche Česká republika je největším importérem osobních a užitkových vozidel do České republiky. Na českém trhu
zastupuje značky Volkswagen osobní vozy, Audi, SEAT, CUPRA a Volkswagen Užitkové vozy, včetně programu prodeje
prověřených použitých vozů Das WeltAuto. S projektem nabíjecí infrastruktury MOON společnost vstoupila v roce 2020 do
nové éry trvale udržitelné osobní mobility založené na elektrických pohonech a digitalizaci.
PR