Da li je BMW izgubio korak u odnosu na Audi i Mercedes?

Najpre, BMW-u odajemo priznanje što je ostao „čist“ u globalnoj raciji na dizel motore. Međutim, da li su Bavarci u međuvremenu, previše obraćali pažnju da nisu slučajno u „ofsajdu“, pa su izgubili korak u odnosu na konkurente iz Štutgarta i Ingolštata, i to na planu na kojem su poslovično dominirali?

Reč je naravno o pogonskim agregatima. BMW u svom portfoliju ima čak 62 priznanja za „Motor godine“ u različitim kategorijama, s tim što je apsolutni pobednik bio sedam puta. Audi/VW, primera radi, ima uknjiženih 36 titula a Mercedes-Benz tek 13.

Da bi se uskladili sa sve strožim ekološkim standardima, proizvođači automobila nastoje da u bliskoj budućnosti u svoje modele implementiraju različite vidove elektrifikacije. U igri su baterije, vodonične gorivne ćelije, kao i hibridne postavke, koje su još uvek u praksi daleko prihvatljivije i praktičnije od čisto električnog pogona bilo koje vrste.

Sasvim je jasno da se automobilske kompanije „ne trkaju“ u reklamiranju električnih modela. Oni su tu više da se snizi prosečna flotna emisija nego da se ostvari neki značajniji komercijalni uspeh.

Ono u čemu se otišlo primetno dalje u poslednje vreme su novi „blagi“ hibridni sistemi od 48 V. Oni doprinose boljoj efikasnosti motora s unutrašnjim sagorevanjem, uz odsustvo složenosti (i više cene) kompletne hibridne postavke. Za očekivati je da ovakvi sistemi u narednoj deceniji (a verovatno i duže) budu dominantni, što predviđaju i mnogi analitičari.

Procena je da će gotovo 60 miliona vozila godišnje, plasiranih na svetsko tržište,  posedovati start-stop sistem do 2024., dok će više od sedam miliona koristiti usluge električnog sistema od 48 V, koji je osnovni stub „blagog“ hibridnog pogona.

„Blagi“  hibridi – o čemu se radi?

„Blagi“ hibridi funkcionišu tako što skidaju deo energetskog opterećenja sa SUS motora, napajajući različite sisteme u vozilu i dodajući snagu. Međutim, u ovom slučaju električni sistem ne može samostalno da pokreće vozilo.

Mnogi novi automobili sa konvencionalnim električnim sistemom od 12 V već sada koriste usluge start-stop tehnologije, koja isključuje motor kada je vozilo u stanju mirovanja. Međutim, upotreba start-stopa u realnom saobraćaju je često limitirana potrebom da se održe neophodni energetski nivoi za funkcionisanje sve brojnijih sistema, koje poseduju automobili nove generacije.

Danas je potreba vozila za električnom energijom mnogo veća nego ranije, što je dovelo do uvođenja sistema od 48 V, koji obezbeđuje veći kapacitet bez potrebe da se koriste skupi visokonaponski akumulatori ili elektronika iz starih „blagih“ hibrida, poput onih koje je Honda prodavala 15 godina. I pored toga, potencijalne beneficije na planu efikasnosti su značajne.

Moćniji električni sistem omogućava motoru s unutrašnjim sagorevanjem da se gasi češće i boravi duže u start-stop režimu, ali i tokom kretanja po inerciji na autoputu ili situaciji u kojoj se automobil približava semaforu ili znaku „stop“.

Ovi sistemi takođe mogu da obezbede električnu energiju za funkcionisanje komponenti kao što su uljna ili vodena pumpa, kao i električni kompresori. Kod konvencionalnog rešenja, njih pokreće energija koju proizvodi motor, što podrazumeva dodatnu potrošnju goriva, što se možda i najbolje ogleda u pojačanoj eksploataciji klima uređaja.

Naravno, konvertovanje velikog broja automobila na sistem od 48 V se suočava i sa brojnim izazovima. Na prvom mestu, sistemi od 12 V, koji su standardni decenijama, imaju prednost sa ekonomskog aspekta. Proizvođači takođe moraju da razmotre da li se dodatni troškovi, koje donose „blagi“ hibridni sistemi, neutrališu kroz nižu potrošnju goriva. Naime, sistem od 48 V može da „nakalemi“ 700 do 1.000 evra na cenu vozila, tako da je potrebno da se „isplati“ kroz određene prednosti. Mada su nominalno konvencionalni hibridi štedljiviji, ovo uvreženo mišljenje treba uzeti s rezervom, jer dodatna težina koju donosi konvencionalni i „plug-in“ hibridni pogon nije mala i ona uzima svoj danak, posebno kada je reč o vožnji na autoputu, u šta je autor ovih redova mogao da se uveri prilikom testiranja Toyote Prius, Toyote Yaris Hybrid, Lexusa RX 450h, Toyote Auris Hybrid itd. Iz tog razloga ne čudi što „blagi“ hibridni sistemi preuzimaju primat.

Audi i Mercedes

Proizvođač iz Ingolštata je svoju perjanicu opremio modernim sistemom od 48 V, koji je standardan kroz čitavu proizvodnu liniju. Ovaj „blagi“ hibridni sistem karakteriše tečnošću hlađeni, kaišem pokretani alternator od 48 V, postavljen na prednjem delu motora, koji je kompatibilan sa regularnim starterom.

Audijeva perjanica je opremljena naprednom funkcijom kretanja po inerciji (između 55 i 160 km/h), koja se aktivira kada vozač podigne stopalo sa papučice gasa. U navedenom rasponu brzine kretanja, motor se gasi kada god je to moguće, naravno u cilju uštede goriva, a u tom režimu ostaje do 40 sekundi. Kada vozač pritisne papučicu gasa, istovremeno se aktivira motor s unutrašnjim sagorevanjem, bez kašnjenja u ubrzanju. Ovo je moguće zahvaljujući prethodno spomenutom alternatoru (BAS), koji je permanentno povezan sa agregatom i spreman za akciju u svakom trenutku.

Audijevi inženjeri su takođe implementirali i inteligentni start-stop sistem, aktivan od 22 km/h, uz novu funkciju pod imenom „intuitivno odgovarajuće startovanje“. Naime, kada prednja kamera i senzori A8 detektuju da se vozilo ispred kreće, motor automatski startuje čak i kada je stopalo vozača još uvek na papučici kočnice. Ova nova tehnologija je do te mere inteligentna da je kadra da detektuje i opasno približavanje vozilu ispred dok je angažovana funkcija kretanja po inerciji. Zahvaljujući „blagom“ hibridnom sistemu i inteligentnom menadžmentu pogonskog sistema, potrošnja goriva je redukovana za do 0,7 litara na 100 kilometara.

Audi je takođe razvio i elektropokretani kompresor, koji u potpunosti eliminiše takozvanu „turbo rupu“, koja je tri decenije predstavljala glavni problem inženjera koji su radili na motorima ovog tipa. Osnova prepreka leži u (ne)dovoljnoj količini izduvnih gasova koje motor treba da generiše, a koji se zatim usmeravaju ka turbo punjaču. Kada motor radi pri niskim obrtajima, količina izduvnih gasova nije dovoljna da „zavrti“ turbo punjač na operativni broj obrtaja. Moderni turbo motori su ovaj problem donekle zaobišli korišćenjem dva turbo punjača, gde manji stupa u akciju uz manju količinu izduvnih gasova i premošćava „rupu“ do aktiviranja većeg turba. Ovo rešenje, sem što nije idealno, dosta je kompleksno, a samim tim i podiže cenu vozila.

Audijev novi sistem u potpunosti neutrališe „turbo rupu“ i u velikoj meri poboljšava performanse pri niskim obrtajima. Ono što je od suštinskog značaja je da je jednostavniji i efikasniji od twin-turbo i tri-turbo postavki koje koristi BMW. Audijev električni kompresor počiva u usisnom sistemu, „nizvodno“ od konvencionalnog turba i međuhladnjaka i većinu vremena nije operativan. Međutim, pri veoma niskim obrtajima motora, posebno iz stanja mirovanja, vazduh kojeg puni glavni turbo se preusmerava kroz električnu jedinicu, koja se već vrti pri visokim obrtajima (jer je napaja elektromotor, koji energiju dobija iz baterije od 48 V), tako da se on šalje mnogo većom silom u agregat.

Koliko je ovaj sistem efikasan pokazuje jedno od inicijalnih Audijevih testiranja, u kojem je jedan automobil bio pogonjen konvencionalnim V6 TDI motorom a drugi elektrifikovanom turbo postavkom. Nakon samo tri sekunde od startovanja, potonji primerak je bio dve dužine automobila ispred prvonavedenog.

Pored A8, sistem od 48 V je prisutan i u novom A6, A7, SQ7…

Mercedes je novi sistem od 48 V primenio prvobitno na novom 3,0-litarskom šestocilindrašu u S klasi, i to u dva nivoa snage, u S 450 sa 367, a u S 500 sa 435 ks. Ola Kelenijus, šef Mercedesovog sektora za istraživanje i razvoj, izjavio je da će se ova tehnologija naći u ostalim motorima u toku par narednih godina.

Mercedesov sistem podrazumeva motor bez kaiša, s tim što litijum-jonska baterija napaja sistem od 48 V. On sadrži električni kompresor klima uređaja, električnu vodenu pumpu, integrisani starter-alternator (ISA) između motora i menjača, elekrični kompresor i konvencionalni turbo punjač.

S500 oznaka je ranije bila rezervisana za V8 motore u Mercedesovoj nomenklaturi, ali sada iza nje stoji redni šestocilindraš. Naravno, razlog je što je količina snage koju ovaj agregat isporučuje ravna jednom V8. Sistem ima tri faze pojačavanja snage. Najpre, u kratkom periodu prilikom startovanja iz stanja mirovanja, ISA obezbeđuje do 21 ks i 250 Nm dodatne inicijalne pogonske snage. Zatim radi u sinergiji sa električnim kompresorom, koji isporučuje dodatnu snagu tokom prve četiri sekunde ubrzanja, dok najveći deo posla obavlja u prve dve sekunde.

Ovaj „ekstra“ obrtni moment omogućava Mercedesu da upotrebi veći konvencionalni turbo punjač. Zapravo, jedinica u S500 isporučuje 1,9 bara takozvanog „boosta“ i u najvećoj meri je odgovorna za obilje snage. Pri eksploataciji u realnom saobraćaju, ovaj motor karakteriše izvanredna uglađenost u kombinaciji sa sjajnim odzivom i velikim prilivom snage. Tranzicija od ISA do električnog kompresora, a zatim do konvencionalnog turba je neprimetna, a željeni priliv snage je dostupan u bilo kojem momentu. Zbog svega navedenog, ovo je dostojna zamena za V8. Naravno, ne treba zaboraviti ni pragmatičnu stranu, koja kaže da je ovaj motor 22 odsto efikasniji u odnosu na 4,0-litarski V8 kojeg je zamenio.

Odustvo kaiša znači i manje parazitskih gubitaka. S obzirom da on ne pokreće vodenu pumpu i klima uređaj, motor ne pati od parazitskih gubitaka energije i dodatne potrošnje goriva. Sistem od 48 V je dovoljno moćan da pokreće dotične komponente i dok je motor ugašen, što je sa konvencionalnom postavkom od 12 V nemoguće.

Takođe, start-stop radi mnogo uglađenije. Svi koji su vozili ili voze automobile opremljene ovom tehnologijom, dobro znaju koliko frustrirajuća mogu da budu kašnjenja u odzivu, kao i nagli restarti. Rešenje koje koristi 48 V je mnogo bolje. Restarti su istovremeni i „meki“, motor se gasi ranije, što produžava vreme u okviru kojeg se štedi gorivo.

Još jedna stvar koja pozitivno utiče na ekonomičnost je „ler“ pri 520 o/min. Naime, Mercedes koristi ISA kao generator, koji reguliše napajanje električnom energijom a samim tim apsorbuje vibracije motora. U suprotnom, „ler“ pri petstotinak obrtaja bi donosio osećaj kao da se motor „muči“ i da je pred gašenjem.

Kada to situacija dozvoljava, poput kretanja nizbrdo i kada je nivo napunjenosti baterije dovoljno visok, i S klasa, baš kao i A8, može da koristi prednosti kretanja pod inercijom, kada se motor gasi i odvaja od transmisije. Kada se ova faza vožnje završi, ISA gotovo neprimetno aktivira motor.

Mercedesovi modeli koji pored S klase koriste sistem od 48 V su pored S klase i C klasa, CLS, E klasa…

BMW

Dok Audi i Mercedes uveliko koriste prednosti električnog sistema od 48 V, Bavarci na ovom planu kasne.

Aktuelna serija 3 svoj životni ciklus prekida u oktobru, što znači da će novajlija, G20, da se pojavi krajem godine. BMW je u finalnoj fazi testiranja nekih varijanti nove „trojke“, a ono što je možda i najveća i najznačajnija novost je da će ona usvojiti novi električni sistem od 48 V umesto dosadašnjeg, koji je koristio napon od 12 V.

Mercedesova C klasa već izvesno vreme koristi napredniji sistem, tako da je u očiglednoj prednosti. Doduše, BMW je najavio da će u narednih nekoliko godina primeniti novu tehnologiju na još neke modele, da bi u nekoj perspektivi bila kompletirana čitava gama, od serije 1, preko SUV portfolija, pa do serije 8. To će omogućiti bavarskoj kompaniji da drastično smanji masu svojih automobila, jer novi sistem donosi i lakšu instalaciju.

Međutim, za mnoge BMW fanove je ovo vest drugog reda, jer više pažnje obraćaju na to koliko će snage imati prvi M Performance model serije 3.

Mada je BMW najavio kako će „postaviti standarde“ kada bude lansirao sistem od 48 V, indikativno je da su Audi i Mercedes to već odradili. A8 poseduje dotičnu tehnologiju, S klasa takođe. BMW serije 7? Pa, ne baš. Hajde, to i nije toliko čudno, ali da postavimo drugo pitanje – šta je sa serijom 8? Pa, ni ona nije usvojila „blagi“ hibridni sistem od 48 V!? Mercedes-Benz CLS uživa u beneficijama naprednog električnog sistema, baš kao i Audi A7.

Zaključak

Primena strateški nove tehnologije može da bude na neki način i kockanje. BMW je svojevremeno bio vodeći u oblasti vodonika kao pogonskog goriva, odnosno njegove primene u motorima s unutrašnjim sagorevanjem, ali zbog visoke cene i brojnih teškoća, neka masovna primena nije bila moguća. Isto tako, vodonične gorivne ćelije, koje su po nama definitivno bolje rešenje od litijum-jonskih baterija, takođe nisu našle širu primenu, dok je Tesla prosperirao sa Modelom S. Međutim, hibridni pogon uz kvalitativno podizanje elektrifikacije na viši nivo, s praktičnog aspekta je najbolji „međukorak“ u napuštanju tehnologije motora s unutrašnjim sagorevanjem.

Evropska unija je postavila ciljeve za 2021. godinu, kada je u pitanju emisija štetnih gasova, odnosno ugljen-dioksida, koji će kroz „auspuh“ smeti da u proseku prođe u količini od 95 grama po kilometru, u odnosu na aktuelnih 130. Najavljeni su i visoki penali za one koji ne uspeju da dostignu zacrtan limit.

Ovde „blaga“ hibridizacija spaja dve suprotstavljene vrednosti. Naime, ova tehnologija se nameće kao najprihvatljivija, jer nije skupa (jeftinija je od dizela, a u perspektivi će cena sigurno dodatno „ići dole“), doprinosi od 15 do 20 odsto manjoj emisiji CO2, a tehnološki transfer je relativno lako izvodljiv, jer ne zahteva novu platformu već minimalne modifikacije. Dakle, zadovoljava se i komercijalni i ekološki aspekt. Zato ne treba da čudi što je sistem od 48 V glavni adut Volkswagena kada je u pitanju Golf osme generacije.

Iz svega čudi što BMW nije na vreme prepoznao prednosti električnog sistema od 48 V, posebno iz razloga što komercijalno forsira modele s „X“ sufiksom. Audi i Mercedes su na tom planu već daleko odmakli, što bi u perspektivi moglo jasno da se odrazi na prodajne brojke, naravno u korist proizvođača iz Ingolštata i Štutgarta.

Pavle Barta

(12808)