Nudne, powolne i niewywołujące emocji… Obiegowe opinie na temat hybryd nie dotyczą spalinowo-elektrycznych BMW. Modelom z rodziny ActiveHybrid udaje się łączyć rozsądne spalanie z radością z jazdy.
Bawarski koncern wprowadził do świata motoryzacji wiele innowacyjnych rozwiązań. Do napędu hybrydowego podchodził jednak z dystansem. Pierwszą hybrydę BMW – X6 ActiveHybrid – zaprezentowano dopiero w 2009 roku. Ponad dekadę po pojawieniu się seryjnych samochodów z napędem hybrydowym.
X6 ActiveHybrid
X6 ActiveHybrid zadebiutowało na salonie samochodowym IAA we Frankfurcie, ale model projektowano przede wszystkim z myślą o klientach z USA. Za oceanem, szczególnie w Kalifornii, hybrydy są modne. Z jednej strony, stanowią „zieloną” wizytówkę kierowcy, z drugiej, mają ekonomiczne znaczenie – nabywca może liczyć na ulgi podatkowe i dotacje. Nawet gdy realne zużycie paliwa w cyklu mieszanym przekracza 12 l/100 km. Bardziej oszczędne turbodiesle nie przekonują mieszkańców Ameryki. Stacji oferujących olej napędowy jest jak na lekarstwo, a nawet najdoskonalsze diesle nie dorównują kulturą pracy jednostkom benzynowym.
Spalinowo-elektryczne X6 spektakularnie wkroczyło na rynek, sięgając po tytuł najmocniejszej hybrydy świata. Podwójnie doładowane 4.4 V8 (407 KM, 600 Nm), analogiczne ze stosowanym w X6 50i oraz zbliżone do serca flagowego X6 M, współpracuje z dwoma silnikami elektrycznymi (91 KM i 280 Nm oraz 86 KM i 260 Nm). Po wciśnięciu gazu do podłogi na koła płynie 485 KM i 780 Nm, a setka pojawia się na prędkościomierzu po 5,6 s od startu.
Istotą działania napędu hybrydowego jest wykorzystanie różnych charakterystyk silników benzynowych i elektrycznych. Motory tłokowe są najbardziej efektywne podczas jazdy ze stałą prędkością. Jednostki elektryczne najlepiej sprawdzają się w mieście. Na postoju prąd nie jest zużywany. Dostępne od zerowych obrotów maksimum momentu obrotowego zapewnia płynne przyspieszenie, a po zdjęciu nogi z pedału gazu rozpoczyna się ładowanie akumulatorów – czyli odzyskiwanie energii kinetycznej, która w samochodzie z silnikiem tłokowym jest bezpowrotnie tracona w punkcie styku tarcz hamulcowych z klockami. Motory mogą też pracować jednocześnie. Podstawowym źródłem mocy staje się jednostka benzynowa, a elektryczne zapewniają dodatkowy zastrzyk mocy i minimalizują turbodziurę.
Pracą napędu BMW X6 ActiveHybrid zawiaduje elektronika. Kluczowym elementem układu jest bezstopniowa przekładnia ECVT – zintegrowana z dwoma silnikami elektrycznymi, trzeba przekładniami planetarnymi i czterema sprzęgłami wielopłytkowymi. Z punktu widzenia kierowcy skomplikowana Two-Mode Active Transmission działa jak klasyczny automat z siedmioma biegami.
Napęd ActiveHybrid może pracować w czterech trybach. Jeżeli kierowca delikatnie operuje gazem, nie przekracza 60 km/h, a akumulatory są pełne, sterownik korzysta z napędu elektrycznego eDrive. Przy zapotrzebowaniu na pełną moc aktywowana jest funkcja eBoost, która zaprzęga do pracy wszystkie silniki. W programie Drive pracuje wyłącznie benzynowe 4.4 V8. Ładowanie akumulatorów (Charge) może być realizowane dwojako – podczas hamowania bądź jazdy, kiedy źródłem prądu jest praca silnika spalinowego. We wszystkich przypadkach za generowanie energii elektrycznej odpowiadają jednostki elektryczne. Skomplikowane? Owszem, ale zmiany przebiegają bez ingerencji kierowcy, który o trybach pracy napędu dowiaduje się tylko z wyświetlacza systemu iDrive oraz zmiany wskazówki obrazującej poziom naładowania baterii.
Niektóre podzespoły, np. alternator, rozrusznik i paski napędu osprzętu, stały się zbędne. Konstruktorzy hybrydowego X6 musieli przeprojektować sporo elementów – m.in. napęd klimatyzacji, system chłodzenia czy wspomaganie układu hamulcowego i kierowniczego. Dodatkowe komponenty w komorze silnika wymusiły opracowanie maski z charakterystycznym garbem. Zmiany zaszły też z tyłu nadwozia – przestrzeń na koło zapasowe zajął chłodzony cieczą pakiet niklowo-metalowo-wodorkowych ogniw o pojemności 2,4 kWh. Niewiele. Wystarczy najwyżej na 2,6 km jazdy w trybie eDrive. Z drugiej strony, wystarczająco dużo, by ułatwić przejechanie przez najbardziej zakorkowane obszary miasta i obniżyć spalanie o 20 procent względem wersji 50i. Zakupu hybrydowego X6 nie ułatwiała polityka cenowa koncernu. Produkowany w Spartanburgu samochód w USA był oferowany za 100.000 dolarów. Niestety, po przetransportowaniu przez Atlantyk zmianie ulegała waluta – na zakup X6 ActiveHybrid trzeba było przeznaczyć 102.900 euro.
ActiveHybrid 7
W 2009 roku, obok X6 ActiveHybrid, BMW prezentowało flagową serię 7 z elektrycznym „dopalaczem”. Seryjna produkcja modelu ActiveHybrid 7 ruszyła wiosną kolejnego roku. Pod maską limuzyny znalazło się podwójnie doładowane 4.4 V8. Na tym podobieństwa z hybrydowym X6 się kończą. ActiveHybrid 7 wyposażono w klasyczną skrzynię biegów, a silnik elektryczny w kształcie niewielkiego dysku zamontowano między motorem benzynowym i konwerterem momentu obrotowego.
Upraszczając układ napędowy, BMW stworzyło tzw. hybrydę miękką bądź równoległą, w której silnik elektryczny wraz z niewielką baterią nie służy do napędzania samochodu, tylko ogranicza straty energii i poprawia osiągi. Czas sprintu od 0 do 100 km/h na poziomie 4,9 s czynił z ActiveHybrid najlepiej przyspieszającego hybrydowego sedana świata. BMW zwracało uwagę na fakt, że świetną dynamikę uzyskano przy lepszej reakcji na gaz i obniżeniu zużycia paliwa o 15 procent względem wersji 750i.
Koncern podkreślał także kompaktowe rozmiary i niską masę poszczególnych elementów. Ulokowany pod podłogą bagażnika akumulator waży 27 kg i zajmuje przestrzeń o wymiarach 37x 22×23 cm. Kompaktowy motor elektryczny (20 KM, 210 Nm) waży 23 kilogramy. Nie tylko wspomaga silnik spalinowy podczas ruszania czy wyprzedzania. Gdy zdejmiemy nogę z gazu lub naciśniemy na hamulec, odzyskuje energię kinetyczną, ładując litowo-jonowy akumulator o pojemności 0,4 kWh.
Zastępuje także alternator i rozrusznik. Wysokie parametry pozwalają na szybkie i bezwibracyjne odpalanie benzynowego V8. Aby usprawnić proces, elektronika analizuje położenie wału korbowego i podtrzymuje ciśnienie oleju w skrzyni biegów. Warto dodać, że ActiveHybrid było pierwszym BMW z systemem Start Stop i automatem. Wygaszanie silnika nie jest równoznaczne z zatrzymaniem klimatyzacji. Jej elektryczny kompresor czerpie prąd o napięciu 120 V z akumulatora napędu hybrydowego.
ActiveHybrid 5 i ActiveHybrid 3
Doświadczenia zebrane podczas prac nad ActiveHybrid 7 spożytkowano podczas prac nad modelami dla lepiej sytuowanego Kowalskiego – ActiveHybrid 5 (F10) oraz ActiveHybrid 3 (F30). Pierwszy z wymienionych zadebiutował jesienią 2011 roku podczas Tokyo Motor Show. Japonię wybrano nieprzypadkowo. Na tamtejszym rynku oszczędne samochody są w cenie, jednak przepisy nie pozwalają na zaoferowanie klientom turbodiesli. ActiveHybrid 3 zaprezentowano w styczniu 2012 roku podczas North American International Auto Show w Detroit.
Dla obu limuzyn przewidziano identyczny napęd, który składał się z turbodoładowanego 3.0 R6 (306 KM, 400 Nm), silnika elektrycznego (54 KM, 210 Nm), 8-biegowej skrzyni oraz litowo-jonowego akumulatora o pojemności 0,675 kWh i napięciu 317 V. Zachowano znane z ActiveHybrid 7 rozmieszczenie komponentów i ogólny sposób działania napędu. Wprowadzono jednak możliwość jazdy w trybie elektrycznym. Na prądzie można pokonać do 4 km. „Piątka” rozpędza się do 60 km/h, a „trójka” jest o 15 km/h szybsza. Sterownik napędu, współpracując z nawigacją, próbuje zoptymalizować bilans energetyczny – np. przyspiesza ładowanie akumulatora na zjazdach czy przed dojechaniem do celu w zakorkowanym mieście. Na okrasę dodano wzbogacone wyposażenie i kilka akcentów stylistycznych – unikalny lakier metalizowany Bluewater, matowe rury wydechowe czy felgi z układem ramion redukującym współczynnik oporu aerodynamicznego.
Czy skórka była warta wyprawki? Kto marzył o dynamice 335i bądź 535i, jednak chciał cieszyć się jeszcze lepszą reakcją na gaz, wyższą płynnością jazdy, niższym poziomem hałasu, szukał sposobu na uniknięcie części podatków bądź jest fanem elektronicznych gadżetów, z pewnością docenił wprowadzenie do oferty „aktywnych hybryd”.
W 2012 roku na rynek trafiła zmodernizowana seria 7. Zmianom poddano także model ActiveHybrid 7. Flagowa limuzyna ma napęd stosowany już w mniejszych seriach 3 i 5. Zejście z poziomu 465 KM i 700 Nm do 354 KM i 500 Nm odcisnęło piętno na osiągach, jednak istotnie zmniejszona emisja dwutlenku węgla oznacza, że nabywca limuzyny sporo zaoszczędzi na podatkach.
X5 xDrive40e
Najnowszym pomysłem BMW są hybrydy typu plug-in, czyli samochody ze spalinowo-elektrycznym napędem, których akumulatory można ładować prądem z sieci 230 V lub pobieranym z miejskich punktów ładowania. Obecnie stosowany cykl homologacyjny NEDC faworyzuje „wtyczkowozy”. Samochód przystępuje do badania z naładowanymi akumulatorami, a czas jego trwania i sposób prowadzenia pozwala na uzyskanie spektakularnych wyników. Bo jak inaczej nazwać 3,3 l/100 km w potężnym X5 xDrive40e.
Nabywca samochodu będzie mógł cieszyć się tak niskim spalaniem, pod warunkiem, że nauczy się delikatnego operowania pedałem gazu, będzie pokonywał jedynie krótkie odcinki i nie zapomni o konieczności regularnego ładowania akumulatorów. Ładowanie prądem z sieci 230 V zajmuje niecałe cztery godziny – zapas energii uda się więc odbudować podczas pobytu w pracy. Korzystając z miejskich stacji ładowania uda się zaoszczędzić kilkadziesiąt minut. Podpinanie X5 do prądu ma ekonomiczne uzasadnienie. Pokonanie stu kilometrów w trybie elektrycznym kosztuje niecałe osiem złotych. W systemie iDrive można zaplanować moment włączenia ogrzewania bądź klimatyzacji. Ustalenie optymalnej temperatury wnętrza, jak również akumulatorów, gdy samochód będzie podpięty do sieci, ograniczy straty zasięgu.
Pod maską potężnego SUV-a ukryto czterocylindrowy silnik o pojemności zaledwie dwóch litrów. Dzięki turbodoładowaniu rozwija 245 KM i 350 Nm. Motor elektryczny dokłada 113 KM i 250 Nm. Łącznie kierowca będzie miał do dyspozycji 313 KM i 450 Nm (różne zakresy użytecznych obrotów powodują, że parametry silników nie sumują się), co umożliwi przyspieszanie do setki w 6,8 s.
Umieszczony pod podłogą bagażnika akumulator zmniejszył kufer z 575 do 500 l. Litowo-jonowe ogniwa mieszczą 9 kWh, co pozwala na jazdę w trybie elektrycznym na dystansie do 31 km. Aby była możliwa także na autostradach i drogach ekspresowych, prędkość maksymalną „na prądzie” ustalono na 120 km/h. Dociskanie pedału gazu do podłogi istotnie skróci jednak zasięg. W lepiej symulującym realia jazdy amerykańskim cyklu EPA hybrydowe X5 uzyskało 21 km zasięgu w trybie elektrycznym.
Właściciel X5 xDrive40e ma do wyboru klasyczne tryby jazdy (Sport, Comfort i EcoPro), jak również eDrive. Domyślna funkcja Auto eDrive dąży do optymalnego wykorzystania potencjału silników. Za ruszanie z miejsca odpowiad motor elektryczny. Przy ok. 70 km/h, lub po zdecydowanym naciśnięciu gazu, do głosu dojdzie benzynowe 2.0. Włącznie funkcji Max eDrive zamieni X5 w samochód elektryczny. Z kolei program Save utrzyma początkowy stan naładowania – przydatne, gdy w końcowej fazie dłuższej podróży przyjdzie przedzierać się przez zakorkowaną aglomerację.
i8/i3
Do grona hybryd plug-in zaliczają się też produkty submarki BMW i. O sportowym i8 oraz BMW i3 z opcjonalnym generatorem REx – dwucylindrowym silnikiem skutera C 650 GT, wspominamy z kronikarskiego obowiązku. Z marketingowego, stylistycznego i technicznego punktu widzenia są to samochody diametralnie różnie od BMW ActiveHybrid.
BMW konsekwentnie realizuje założenia filozofii EfficientDynamics, która zakłada zwiększanie osiągów i radości z jazdy przy jednoczesnej redukcji emisji spalin i zużycia paliwa. Niedoceniane w Europie modele z rodziny ActiveHybrid są ważnym elementem planu. Teoretycznie nie wypadają najlepiej – okazują się wolniejsze od wersji z silnikami benzynowymi i bardziej paliwożerne od diesli. Suche liczby nie są w stanie oddać atutów „aktywnych hybryd” w postaci błyskawicznej i liniowej reakcji na gaz czy komfortu bezszelestnej i pozbawionej jakichkolwiek wibracji jazdy w cyklu miejskim. Paleta hybrydowych BMW będzie systematycznie rosła. Nie tylko z powodu oczekiwań klientów. Unia Europejska obniża progi dozwolonej emisji dwutlenku węgla dla portfolio modelowego całego koncernu. Przekraczające je marki muszą liczyć się z opłatami dodatkowymi. By ich uniknąć, konieczne jest tworzenie przeciwwagi dla paliwożernych wersji. Warto dodać, że samochody emitujące poniżej 50 g CO2/km pełnią rolę tzw. superkredytów. W bieżącym roku każdy z nich będzie traktowany jako 1,5 modelu w gamie. W latach 2016 – 2019 superwydajne modele przestaną być asem w rękawie firm, jednak w 2020 roku każdy będzie miał wagę dwóch aut.
Łukasz Szewczyk
Fot. BMW
