Hybrydy ze stajni BMW - Trends Magazines
4 °C Warsaw, PL
4 marca 2021

Hybrydy ze stajni BMW

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

Podobne

Nowa klasa wyścigowa dla elektryków. Hyundai weźmie udział nowym modelem Veloster N ETCR – SPORT

Stare motoryzacyjne porzekadło mówi, że motosport jest ojcem postępu technologicznego w tej branży. A skoro jesteśmy u progu ery pojazdów elektrycznych, to nowe klasy do rywalizacji dla elektryków stają się coraz bardziej popularne. Jedną z nich jest ETCR,  czyli Electric Touring Car Championship. Swój udział w pierwszym sezonie 2020 zapowiedziała Cupra, a teraz do grona…

BMW F30 328i xDrive warte swej ceny?

Po latach BMW nagle zauważyło, że napęd na cztery koła ma swoje zalety. Bawarczycy nie są już tak ortodoksyjni, jak przed laty. Na karoseriach coraz większej liczby nowych BMW pojawia się znaczek „xDrive”. Dla niezorientowanych i pragnących wiedzy – czym jest xDrive? To napęd na cztery koła, który za pomocą przekładni i sterowanego elektronicznie sprzęgła…