Budoucnost hybridů je spojení převodovky a elektrického pohonu

15.08.2018 / REPXPERT

Prodeje aut s hybridním pohonem rostou. Další rozvoj hybridů očekává i společnost Schaeffler, která vytvořila novou divizi E-Mobility. Ta vyvíjí pro přední světové automobilky kompaktní hybridní moduly s integrovanou trojitou spojkou, přichází také s novou generací elektrických nápravových pohonů hybridních převodovek.

null

Limity CO2 na významných automobilových trzích budou brzy ještě přísnější. Evropská unie například chystá pro rok 2021 nový emisní limit 95 gramů CO2 na kilometr. Ten musejí automobilky do roku 2030 snížit o dalších 30 procent. Čína a Kalifornie připravují nové předpisy i pro vozidla s alternativními pohony. Různé země tak budou mít odlišné zákonné požadavky i preference zákazníků. Nová divize E-Mobility společnosti Schaeffler proto připravuje několik řešení zároveň. Elektrické a elektronické komponenty pohonu jsou vždy založeny na sdílené vývojové platformě. Ta zahrnuje jak hardwarové komponenty, jako jsou elektromotory a výkonová elektronika, tak i základní softwarové moduly, které jsou potřebné pro regulaci pohonu.

Společnost Schaeffler již nabízí úspěšné dvojité spojky s hybridními moduly, v nichž je elektrický pohon umístěn mezi spalovacím motorem a převodovkou – řešení, které inženýři označují jako "uspořádání P2". Současný hybridní modul druhé generace umožnil přidat do elektromotoru oddělovací spojku, která při elektrickém pohonu odpojuje hybridní modul od spalovacího motoru. Ve třetí generaci, kterou společnost Schaeffler připravuje pro sériovou výrobu, je kompletní dvojitá spojka umístěna uvnitř elektromotoru – přesněji řečeno uvnitř dutého prostoru rotoru. Zde se pro zajištění přenosu nezbytného výkonu používají vícelamelové spojky. Ty zatím automobilky používají hlavně ve sportovních vozidlech s vysokým výkonem. V kombinaci s rovněž vysoce integrovanými akčními jednotkami pro ovládání těchto tří spojek tak vznikl extrémně kompaktní hybridní modul, který (v porovnání se standardním spalovacím motorem) prodlužuje hnací ústrojí jen nepatrně.

Elektrický pohon a převodovky se spojí

Místo umístění elektromotoru před převodovku nebo za převodovku (i díky stoupajícímu zájmu o plug-in-hybridy) se přímo nabízí spojení elektrického pohonu a převodovky tak, aby vznikla jediná funkční jednotka. Společnost Schaeffler představila revoluční koncept „výhradní převodovky s hybridním řazením“. Převodovka DH-ST 6+2 je založena na automatizované manuální převodovce a nabízí dva elektrické převodové stupně a šest mechanických převodových stupňů. Elektromotor, který pracuje paralelně ke spalovacímu motoru, je integrován do konstrukce převodovky tak, aby měl k dispozici dva převodové stupně. Výhodou je, že elektrický motor lze provozovat velmi efektivně i při vysokých rychlostech jízdy. Pro spalovací motor jsou k dispozici také dva výhradní převodové stupně. Multiplikační převodovka mezi dvěma dílčími převodovkami zajišťuje, že spalovací motor může využívat také převodové stupně elektrické větve, čímž vzniknou další čtyři převodové stupně. Díky dvojnásobnému využití jedné sady kol je tedy potřeba pouze pět sad kol pro šest převodových stupňů. Simulace provedené společností Schaeffler ukazují, že s "DH-ST 6+2" je možné dosáhnout nejen sportovního jízdního výkonu, ale při výkonu systému 220kW také velmi nízké spotřeby paliva cca 4,5 l/100 km.

Výkon hybridů stoupá

První prototyp auta se dvěma pohony na přední a zadní nápravě představila společnost Schaeffler už v roce 2011. Tato koncepce umožňovala aktivní rozložení krouticího momentu mezi koly jedné nápravy. Od té doby nabízí Schaeffler nejen klíčové komponenty pro sériovou výbavu těchto pohonů, ale také kompletní modulární systém pro elektrické nápravy. To zahrnuje jak axiálně paralelní, tak koaxiální pohony včetně volitelných komponent pro diferenciál, přepínatelné převodovky se dvěma převodovými stupni a také aktivní rozložení kroutícího momentu.

Od roku 2011 ušly hybridy obrovský kus cesty. Původní modul při hmotnosti nápravy 90kg dosahoval maximálního výkonu 60kW, současná generace od vývojářů Schaeffler dosahuje výkonu 145kW i přes hmotnost o 10 kilogramů menší. Matthias Zink, vedoucí divize CEO Automotive Schaeffler, vysvětluje: „Považujeme se za vývojového partnera pro všechny formy elektrifikace. Společnost Schaeffler má v současnosti široké a dobře rozvrstvené technologické portfolio. Pro systém P2 nabízíme například hybridní moduly v kombinaci s měniči krouticího momentu, převodovkami CVT a dvojitými spojkami. Z našich zkušenosti mohou těžit v první řadě zákazníci," dodává.