Pokrokové lithium polymerové akumulátory předčí stávající technologie Ni-MH a Li-Ion

HYUNDAI SONATA HYBRID PŘEDSTAVENA NA AUTOSALONU V NEW YORKU

Pokrokové lithium-polymerové akumulátory předčí stávající technologie Ni-MH a Li-Ion

NEW YORK, – Hyundai představil na autosalonu v New Yorku nový hybridní sedan Sonata Hybrid 2011 a s ním i jedinečná řešení v konstrukci hybridní poháněcí soustavy, technologii akumulátorů a vzhledu vozidla. Sonata Hybrid je prvním hybridním modelem Hyundai na americkém trhu.

„Hyundai Sonata Hybrid je nováčkem v kategorii hybridních vozů, ale své konkurenty nenapodobuje,“ říká John Krafcik, prezident a výkonný ředitel společnosti Hyundai Motor America. „Plně hybridní konstrukce s paralelním uspořádáním a pokrokové lithium-polymerové akumulátory představují nové řešení tradičního hybridního pohonu, zatímco jedinečným designem se náš nový model odlišuje od konkurenčních hybridních modelů i v oblasti vzhledu.“

Architektura Hybrid Blue Drive vyvinutá společností Hyundai přináší plně hybridní systém s paralelním uspořádáním, který dokáže vůz pohánět prostřednictvím elektromotoru, zážehového motoru nebo kombinací obou zdrojů hnací síly v závislosti na jízdních podmínkách a požadavcích řidiče. Čistě paralelní uspořádání hybridního pohonu Hyundai se liší od technologie dělení výkonu používané většinou konkurentů a díky tomu nabízí výrazně vyšší hospodárnost provozu při jízdě vyššími rychlostmi. Hyundai Hybrid Blue Drive je prvním systémem, který využívá technologii lithium-polymerových akumulátorů, jejichž vlastnosti výrazně předčí stávající typy akumulátorů Ni-MH a Li-Ion. Lithium-polymerové akumulátory nabízejí přednosti článků Li-Ion, používaných v laptopech a mobilních telefonech, a přidávají k nim robustnost, hustotu výkonu a flexibilitu prostorového uspořádání, což jsou vlastnosti v náročných automobilových aplikacích nepostradatelné. Systém Hyundai Hybrid Blue Drive je jedinečný také tím, že využívá velmi účinnou a kompaktní šestistupňovou samočinnou převodovku vlastní konstrukce, u níž byl tradiční kapalinový měnič momentu nahrazen společnou jednotkou plnící funkci spouštěče a generátoru, elektromotorem a olejovým čerpadlem s nízkou úrovní tření.

Hyundai Hybrid Blue Drive je dalším z mnoha ekologicky zaměřených produktů a technologií, které Hyundai nabízí ve snaze stát se vedoucí sílou automobilového průmyslu na poli ochrany životního prostředí. Podle statistik agentury pro ochranu životního prostředí EPA měly vozy Hyundai nejnižší spotřebu paliva na americkém trhu v letech 2008 a 2009 a v současnosti je Hyundai jedinou automobilkou s průměrnou spotřebou všech prodávaných modelů pod hranicí 7,8 l/100 km.

„Hyundai používá ve svých vozidlech pokrokové technologie, aby řidičům nabídl nejlepší řešení pro každodenní provoz,“ prohlásil Krafcik. „Na rozdíl od tradičních hybridních vozů, které obětují hospodárnost na dálnici ve prospěch nízké spotřeby paliva ve městě, dosahuje Sonata Hybrid nejnižší spotřeby paliva na dálnici ve svém segmentu a zároveň snižuje spotřebu paliva ve městě přibližně o 40 % v porovnání s modelem Sonata s motorem Theta II GDI. Jsme přesvědčeni o tom, že naše řešení představuje zajímavější nabídku pro většinu motoristů.“

PROVOZNÍ VLASTNOSTI
Předběžná hodnota spotřeby paliva modelu Sonata Hybrid 6,0 l/100 km na dálnici je nejlepší ve své třídě a majitelé tohoto hybridního vozu tak získají znatelnou výhodu při svých každodenních cestách za hranicemi města. Nicméně i ve městě dosahuje Sonata Hybrid vynikající hodnoty spotřeby paliva ve výši 6,4 l/100 km. Vládní průzkumy ukázaly, že typický americký řidič jezdí po dálnici 57 % celkového času stráveného řízením. Filozofie značky Hyundai nabízet v příslušném segmentu nejnižší spotřebu paliva při jízdě po dálnici představuje pro zájemce o středně velké sedany s hybridním pohonem jedinečné řešení a Sonata Hybrid se tak odlišuje od vozů, jako je Toyota Camry Hybrid nebo Ford Fusion Hybrid (Ford Fusion Hybrid je americký model, který nemá se svým jmenovcem nabízeným na evropském trhu nic společného).

Sonata Hybrid dosahuje podobného snížení spotřeby paliva ve městě jako její konkurenti a zároveň uživatelům nabízí vynikající hospodárnost při jízdě na dálnici, v čemž konkurence zaostává.
Sonata Hybrid umožňuje jízdu s čistě elektrickým pohonem až do rychlosti 100 km/h, což je nejvyšší hodnota v rámci tohoto segmentu. Zážehový motor se připojuje v závislosti na míře nabití akumulátoru, požadované akceleraci a aktuální rychlosti jízdy. Kombinovaný výkon obou poháněcích jednotek je 156 kW (212 k) při 6000 min-1, nejvyšší ve své třídě, a točivý moment vrcholí hodnotou 265 N.m. Lehká konstrukce nové platformy vozů Sonata a lehká sada lithium-polymerových akumulátorů znamená nejnižší hmotnost modelu Sonata Hybrid mezi všemi konkurenty. Hmotnost pouhých 1569 kg je v porovnání s vozem Ford Fusion Hybrid o 119 kg nižší. Kombinace nejnižší hmotnosti a nejvyššího výkonu přináší modelu Sonata Hybrid výraznou výhodu nízké výkonové hmotnosti, která je klíčovým parametrem pro dosažení skvělé dynamiky a vynikající hospodárnosti.

Srdcem modelu Sonata Hybrid je paralelní hybridní systém vlastní konstrukce Hyundai. Konkurence používá systémy dělení výkonu s planetovou plynulou převodovkou CVT (Continuously Variable Transmission), v nichž je hnací síla elektromotorů přenášena planetovým soukolím. Paralelní hybridní systém modelu Sonata Hybrid naopak využívá výkon elektromotoru účinněji k přímému pohonu vozidla, takže čistě elektrický režim pohonu lze v porovnání s konkurenty používat i v mnohem vyšších rychlostech. Toto technické řešení je také klíčové pro dosažení nejnižší spotřeby paliva na dálnici ve své třídě.

SONATA HYBRID V POROVNÁNÍ S (AMERICKOU) KONKURENCÍ
Sonata Hybrid 2011 Toyota Camry Hybrid 2011 Nissan Altima Hybrid 2010 Ford Fusion Hybrid 2010A Lexus HS250h 2010
Motor 2,4 l 2,4 l 2,5 l 2,5 l 2,4 l
Výkon motoru 126 kW (171 k) 110 kW (150 k) 118 kW (160 k) 116 kW (158 k) 110 kW (150 k)
Toč. moment mot. 212 N.m 187 N.m 220 N.m 185 N.m 187 N.m
Výkon elektromot. 30 kW 30 kW 30 kW 79 kW 30 kW
Toč. moment elektromotoru 205 N.m při
0-1400 min-1 270 N.m při
0-1500 min-1 270 N.m při
0–1500 min-1 225 N.m 187 N.m
Celkový výkon hybridní soustavy 156 kW (212 k) 139 kW (189 k) 148 kW (201 k) 142 kW (193 k) 139 kW (189 k)
Hybridní systém paralelní dělení výkonu dělení výkonu dělení výkonu dělení výkonu
Převodovka 6AT CVT CVT CVT CVT
Akumulátory Li-Pol Ni-MH Ni-MH Ni-MH Ni-MH
Max. rychlost v režimu EV 100 km/h 68 km/h 68 km/h 76 km/h 68 km/h
Spotřeba (EPA) město/dálnice 6,4/6,0 l/100km
(předb.hodnota) 7,1/6,9 l/100 km 6,7/7,1 l/100 km 5,7/6,5 l/100 km 6,7/6,9 l/100 km
Pohot. hmotnost 1569 kg 1671 kg 1572 kg 1689 kg 1672 kg
Výkonová hmotnost 10,1 kg/kW (7,4 kg/k) 12,0 kg/kW
(8,8 kg/k) 10,6 kg/kW
(7,8 kg/k) 11,9 kg/kW
(8,8 kg/k) 12,0 kg/kW
(8,9 kg/k)
Objem interiéru 2,946 m3 2,946 m3 2,861 m3 2,861 m3 2,549 m3

A Ford Fusion Hybrid je americký model, který nemá se svým jmenovcem nabízeným na evropském trhu nic společného.


ARCHITEKTURA SYSTÉMU HYUNDAI HYBRID BLUE DRIVE
Hyundai Hybrid Blue Drive je paralelní hybridní systém vlastní konstrukce Hyundai, jehož základem je hospodárný motor 2.4 Theta II (126 kW/171 k při 6000 min-1 a 212 N.m při 4500 min-1) v kombinaci s šestistupňovou samočinnou převodovkou a elektromotorem 30 kW (205 N.m). Paralelně uspořádaný hybridní systém Hyundai Hybrid Blue Drive disponuje režimem čistě elektrického pohonu. To znamená, že vůz může být poháněn přímo spalovacím motorem, elektromotorem nebo kombinací obou zdrojů hnací síly v závislosti na aktuálních podmínkách. Tato hybridní architektura s paralelním uspořádáním se stane základem i dalších budoucích vozidel Hyundai s hybridním pohonem.
V systému Hyundai Hybrid Blue Drive pracuje motor Theta II s vícebodovým vstřikováním benzinu MPI podle tzv. Atkinsonova cyklu, který dramaticky zvyšuje účinnost spalovacího motoru upraveným průběhem kompresního a pracovního zdvihu čtyřdobého motoru. Právě v hybridních systémech se skvěle doplňují výkonové charakteristiky spalovacího motoru s Atkinsonovým cyklem a elektromotoru, který dosahuje vysokého točivého momentu už od nejnižších otáček.

S cílem ještě víc snížit spotřebu paliva byly všechny hlavní pohyblivé díly a komponenty chladicí soustavy motoru Theta II dále optimalizovány z hlediska tření a mazací soustava používá olej s nízkou viskozitou. Řídicí jednotka hybridní soustavy HPC (Hybrid Power Control) automaticky vypíná spalovací motor u stojícího vozu, čímž snižuje emise na nulu. Jakmile řidič sešlápne pedál plynu, jednotka HSG (Hybrid Starter Generator; kombinace spouštěče a generátoru) automaticky motor opět spustí. Tato strategie řízení zaručuje maximální hospodárnost při mírném zrychlení a okamžitý výkon při plné akceleraci. Během zpomalování samozřejmě probíhá rekuperace kinetické energie. Sonata Hybrid je také vybavena funkcí inteligentního brzdění, která zaručuje, aby mělo sešlápnutí brzdového pedálu přednost před signálem sešlápnutého pedálu plynu.
Technicky vyspělý celohliníkový šestnáctiventilový motor je vybaven plynule proměnným časováním ventilů CVVT (Continuously Variable Valve Timing) na obou vačkových hřídelích a nově vyvinutými díly se sníženým třením. Takto optimalizovaný motor Theta II má o 10 % nižší spotřebu paliva než konvenční motor Theta II.

Součástí systému Hyundai Hybrid Blue Drive je šestistupňová samočinná převodovka vlastní konstrukce Hyundai místo plynulé převodovky CVT používané konkurenčními hybridními vozy. Hyundai se rozhodl pro úpravu modulární šestistupňové převodovky, která zahrnovala náhradu kapalinového měniče momentu elektromotorem a vysoce účinným olejovým čerpadlem. Zmíněná technika ponechává tradiční stupňové řazení šestirychlostní převodovky místo plynulé změny převodu u CVT, neboť mnozí zákazníci preferují tradičnější charakteristiku řazení, která bývá někdy ve vozech s převodovkami CVT uměle simulována. Toto řešení složitého konstrukčního zadání je nejen méně nákladné, ale i robustnější a jednodušší.

V zájmu vyšší hospodárnosti modelu Sonata Hybrid mají tři nejvyšší převodové stupně delší převody, které snižují otáčky motoru. Elektrický posilovač řízení snižuje zatížení spalovacího motoru a k nižší spotřebě paliva přispívají také pneumatiky se sníženým valivým odporem

 
Systém Hybrid Blue Drive je tvořen následujícími hlavními komponenty:
1. účinným elektromotorem s výkonem 30 kW a točivým momentem 205 N.m
2. systémem rekuperace kinetické energie během zpomalování
3. integrovanou jednotkou s funkcí spouštěče a generátoru, která umožňuje vypnout spalovací motor po zastavení vozu a automaticky jej opět spustit během akcelerace
4. sadou pokrokových lithium-polymerových akumulátorů s kapacitou 5,3 A.h/270 V
5. hospodárným motorem Theta II 2,4 litru
6. šestistupňovou samočinnou převodovkou s vyšší účinností elektrického olejového čerpadla
7. lehkou konstrukcí ve spojení s minimálním součinitelem aerodynamického odporu vzduchu (cx = 0,25)
8. elektrickým kompresorem klimatizace
9. řídicí jednotkou hybridního systému HPC (Hybrid Power Control)

LITHIUM-POLYMEROVÉ AKUMULÁTORY
Hybridní soustava modelu Sonata ukládá elektrickou energii do lithium-polymerových akumulátorů (Li-Pol; 5,3 A.h/270 V), které svými vlastnostmi předčí stávající akumulátory Ni-MH a Li-Ion. Lithium-polymerové akumulátory jsou odolnější a kompaktnější než jiné druhy akumulátorů pro hybridní vozy. Jsou také lehčí. Sada akumulátorů pro model Sonata Hybrid váží pouze 43,5 kg v porovnání s hmotností 56,3 kg u sady akumulátorů modelu Toyota Camry Hybrid. Kompaktní sada akumulátorů je umístěna v přední části zavazadlového prostoru v zájmu jeho maximální využitelnosti.


Porovnání akumulátorů Li-Pol a Ni-MH
V porovnání s akumulátory Ni-MH montovanými do současných hybridních vozů nabízejí lithium-polymerové akumulátory stejný výkon při hmotnosti nižší o 20 až 30 %, objemu menším o 40 % a s účinností, která je o 10 % vyšší. Lithium-polymerové akumulátory mají 1,7krát vyšší hustotu energie než akumulátory Ni-MH, takže zabírají méně místa a váží méně. Akumulátory Li-Pol si navíc dokáží udržet své nabití 1,25krát déle. Lithium-polymerové akumulátory jsou také odolnější vůči změnám teploty, což má pozitivní vliv na jejich životnost. Samovybíjení akumulátorů Li-Pol nedosahuje ani třetiny samovybíjení akumulátorů Ni-MH.

Porovnání akumulátorů Li-Pol a Li-Ion
Články Li-Pol dosahují při srovnání s lithium-iontovými akumulátory výrazných předností, včetně vyšší hustoty energie a nižších výrobních nákladů. Akumulátory Li-Pol jsou odolnější vůči mechanickému poškození a dokáží absolvovat větší počet nabíjecích a dobíjecích cyklů, než začne jejich kapacita klesat. Technologie Li-Pol nabízí také podstatné výhody z hlediska tepelné odolnosti a bezpečnosti.
Zásadní rozdíl mezi dnes u hybridních automobilů nejčastěji používanými akumulátory Li-Ion a lithium-polymerovým řešením značky Hyundai spočívá v celkovém uspořádání anody, katody, elektrolytu a pouzdra článků. Tradiční akumulátory Li-Ion známé například z laptopů, používají články formátu 18650. V tomto formátu má každý hromadně vyráběný článek průměr 18 mm a výšku 65 mm. Je tedy o trochu větší než články „AA“. Každý z těchto malých kovových válců je naplněn kapalným elektrolytem, který usnadňuje pohyb iontům lithia přes anodu a katodu, čímž vzniká elektrický proud.
Konvenční akumulátory Li-Ion nevyžadují žádné zvláštní ohledy při manipulaci, odolávají mírným vnitřním tlakům a v různých podobách se používají od roku 1991. To znamená, že již existuje rozsáhlá výrobní infrastruktura a výroba probíhá ve velkém a tedy i ekonomicky výhodném rozsahu. Tento typ akumulátorů má ovšem několik nevýhod. Válcovitý tvar znamená například horší využití obestavěného prostoru. Také jejich výroba je překvapivě složitá, protože jsou složeny z velkého množství malých dílů, které jsou zapotřebí ke zvýšení jejich odolnosti vůči teplotním výkyvům a na druhé straně ale výrazně zvyšují výrobní náklady a hmotnost celého systému akumulátorů. Pro sadu akumulátorů určenou k pohonu automobilu je rovněž extrémně důležitá vyrovnanost kvality a parametrů jednotlivých článků, protože celková odolnost celé sady odpovídá odolnosti nejslabšího článku. Běžné lithium-iontové akumulátory se vyznačují velkými odlišnostmi mezi jednotlivými články, zatímco lithium-polymerové akumulátory společnosti Hyundai nabízejí vynikající vyváženost vlastností jednotlivých článků.

Technologie Li-Pol používá úplně odlišný přístup. Místo kapalného elektrolytu, který vyžaduje robustní kovový plášť, plní v lithium-polymerových akumulátorech funkci elektrolytu polymerový gel, který umožňuje používat tenčí a lehčí hliníková pouzdra. Vnitřek každého článku Li-Pol je tvořen jednotlivými vrstvami, které plní funkce katody, separátoru a anody. Výhodou tohoto řešení je mnohem snadnější a spolehlivější výroba. Výsledná sada akumulátorů může být zároveň přibližně o 20 % menší než sada akumulátorů Li-Ion a její tvar lze lépe přizpůsobit nejrůznějším výklenkům a skulinkám dostupného prostoru.
Společnosti Hyundai a LG Chem, dodavatel akumulátorů Li-Pol, věnovaly stovky hodin testům systému lithium-polymerových akumulátorů hybridní poháněcí soustavy Hyundai Hybrid Blue Drive. Tyto testy potvrdily, že akumulátory Li-Pol společnosti Hyundai mají větší tepelnou a mechanickou stabilitu než dosavadní technologie a v důsledku toho nabízejí vyšší úroveň bezpečnosti a provozních parametrů.

Inženýři museli během vývoje hybridní soustavy Hyundai Hybrid Blue Drive zajistit také bezúdržbový provoz akumulátorů za všech klimatických podmínek po celou dobu životnosti vozidla, tedy nejméně po dobu 10 let a ujetou vzdálenost 240 000 km. Životnost akumulátorů ohrožuje především teplo. Termografické testování společnosti Hyundai ukazuje výrazně nižší úroveň provozní teploty lithium-polymerových akumulátorů v porovnání se současnými akumulátory Ni-MH nebo konvenčními akumulátory Li-Ion. Pro zákazníky to znamená výhodu delší životnosti a nižších nákladů na údržbu.
FLUIDNÍ TVAROVÁNÍ SPOJENÉ S JEDINEČNÝM EKOLOGICKÝM STYLEM
Designéři společnosti Hyundai se v případě modelu Sonata Hybrid zaměřili ještě víc na zlepšení aerodynamických vlastností fluidních tvarů modelové řady Sonata. Jejich cílem bylo vytvořit moderní ekologicky orientovaný design, který by se na první pohled odlišoval od nehybridních modelů Sonata.
• Specifické prvky vnějšího designu
o přední a zadní světlomety
o aerodynamicky tvarované nárazníky
o aerodynamicky tvarované prahy
o výrazná šestiúhelníková maska chladiče
o speciálně tvarovaná kola
o aerodynamické spoilery
o loga Hybrid Blue Drive
o exkluzivní odstín laku pro hybridní modely

• Odlišnosti v interiéru
o přístroje Supervision s displejem ekologické jízdy
o exkluzivní výběr barev v interiéru
o exkluzivní vzorek čalounění sedadel

Sonata Hybrid dokáže vybídnout řidiče k hospodárné jízdě také prostřednictvím LCD displeje hybridního systému s úhlopříčkou 4,2“, umístěného mezi oběma velkými kruhovými stupnicemi sdruženého palubního přístroje. Pokud je vůz vybaven na přání dodávaným navigačním systémem, používá funkce „Hybrid Technology Display“ displej navigačního systému. Displej hybridní soustavy poskytuje následující informace o:
• režimech jízdy
• tocích energií v rámci pohonu vozidla
• činnosti motoru a elektromotoru
• množství paliva
• výkonu dodávaného akumulátorem a o stavu jeho nabití
• režimu čistě elektrického provozu (indikátor EV)
• průměrné a okamžité spotřebě paliva

Zvláštní funkcí informačního systému „Hybrid Technology Display“ je vyhodnocování ekologického stylu řízení „Eco Level“ v osmi odstínech barvy nebe od šedé až po zářivě modrou. Dosažené body se sčítají v dlouhodobém hodnocení „Total Eco“. Funkce „Eco Guide“ nabízí také okamžitou zpětnou vazbu o aktuální spotřebě paliva.




Společnost Hyundai Motor Co., založená v roce 1967, je součástí skupiny Hyundai-Kia Automotive Group, která je od roku 2007 pátým největším výrobcem automobilů na světě a zahrnuje přes dvacet dceřiných společností a přidružených organizací působících v různých oborech automobilového průmyslu. Společnost Hyundai Motor s více než 75 000 zaměstnanci prodala v roce 2009 přibližně 3,1 milionu vozidel po celém světě a dosáhla tak obratu 41,8 mld USD (včetně zahraničních závodů, při průměrném směnném kurzu 1276 wonu za americký dolar). Vozidla značky Hyundai se prodávají ve 193 zemích prostřednictvím 6000 dealerství a showroomů. Další informace o společnosti Hyundai Motor a jejích produktech naleznete na adrese: www.hyundai.com nebo na českých webových stránkách www.hyundai.cz.

PR