Hyundai představil na autosalonu v New Yorku nový hybridní sedan Sonata Hybrid 2011

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

„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 Sonata Hybrid dosahuje vynikající hodnoty spotřeby paliva i ve městě 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: pouhých 1569 kg. 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

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:

• účinným elektromotorem s výkonem 30 kW a točivým momentem 205 N.m
• systémem rekuperace kinetické energie během zpomalování
• integrovanou jednotkou s funkcí spouštěče a generátoru, která umožňuje vypnout spalovací motor po zastavení vozu a automaticky jej opět spustit během akcelerace
• sadou pokrokových lithium-polymerových akumulátorů s kapacitou 5,3 A.h/270 V
• hospodárným motorem Theta II 2,4 litru
• šestistupňovou samočinnou převodovkou s vyšší účinností elektrického olejového čerpadla
• lehkou konstrukcí ve spojení s minimálním součinitelem aerodynamického odporu vzduchu (cx = 0,25)
• elektrickým kompresorem klimatizace
• 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 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.

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.

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.

Akumulátory Li-Pol mají bezúdržbový provoz za všech klimatických podmínek po celou dobu životnosti vozidla, tedy nejméně po dobu 10 let a ujetou vzdálenost 240 000 km.

Fluidní tvarování spojené s jedinečným ekologickým stylem

Designéři společnosti Hyundai se u  Hybridu 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

• přední a zadní světlomety
• aerodynamicky tvarované nárazníky
• aerodynamicky tvarované prahy
• výrazná šestiúhelníková maska chladiče
• speciálně tvarovaná kola
• aerodynamické spoilery
• loga Hybrid Blue Drive
• exkluzivní odstín laku pro hybridní modely

Odlišnosti v interiéru

• přístroje Supervision s displejem ekologické jízdy
• exkluzivní výběr barev v interiéru
• 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.