Egyre szigorúbb normák vonatkoznak a belsőégésű motorral hajtott járművekre. Folyamatosan csökken a károsanyag-kibocsátás engedélyezett mértéke (amit néha jókora kreativitással próbálnak meg kijátszani az autógyártók) és számos fogyasztó előnyben részesíti a kedvező fogyasztású típusokat. Messzire vezetne, ha elkalandoznánk a lobbisták által befolyásolt politikai döntések és a szabályozások gyakorlati hatása között tátongó szakadék témájában. Inkább a reményeinket fogalmazzuk meg, amikor leírjuk: az NEDC-t leváltó, a valósághoz közelebbi adatokat produkáló WLTP norma bevezetése az első kilométerkő lehet a szabályozások életszerűbbé válásához vezető úton. Az sincs kizárva, hogy végül az elektromos autózás terjedése oldja meg a problémát. Pontosabban más jellegű kihívások elé állítja az ágazat szereplőit – de ez a téma szintén külön cikket érdemel.

Térjünk rá mai cikkünk főszereplőjére, a BISG-re (Belt-Driven Integrated Starter Generator, vagyis szíjhajtású, egyesített önindító-generátor egység), ami a könnyű hibrid rendszerek lelke. A trendeket látva erős a sejtésünk, hogy az integrált indítómotor/generátor lassan minden olyan személygépjárműben megjelenik, ami nem eleve hibrid (legyen az öntöltő vagy konnektoros). Más megközelítésben, egy felmérés alapján 2025-re az összes hibridként árusított autó fele kaphatja meg a BISG-s megoldást. Az enyhe hibrid rendszer elsődleges célja általában a CO_2-kibocsátás és ezzel párhuzamosan a fogyasztás mérséklése (még ha vannak szabályt erősítő kivételek is), de az elektronok bevetése az autó dinamikájára is pozitív hatással van.

Az Audi megoldása az integrált generátor-indítómotor egységre

A Ford rendszere például két módon képes beszállni a hajtásba: a „nyomaték-helyettesítő” üzemmód alacsonyabb terhelés mellett a benzinmotor válláról veszi le a terhet (úgy 24 Nm-nyit), míg a „nyomaték-kiegészítő” mód a csúcsra járatott belsőégésű motort tolja meg további 20 Nm nyomatékkal. A fogyasztást közvetlenül csökkenti az egyre magasabb sebességnél aktiválható motorleállítás: 20-25 km/órára lassítva kikapcsolható a benzinmotor, így már a gurulás utolsó méterein megkezdődhet a spórolás.

Közvetett szerepet játszik a fogyasztás mérséklésében a BISG alkalmazásával bevethető két másik trükk: a villanyos nyomatéknak köszönhetően nagyobb turbók alkalmazására nyílik mód (hiszen amíg felpörög a nagyobb tehetetlenségű feltöltő, addig kisegít az áram), illetve csökkenthető a kompresszióviszony is. Az Audi vagy a Honda büszke arra, hogy mild hibridjeik vitorlázáskor (esetleg egy nagyon szűk sebességtartományban való haladáskor) képesek leállítani a benzinmotort és kizárólag áram felhasználásával mozgásban tartani az autót. Szintén jó tesz a környezetnek és pénztárcánknak is az erősödő motorfékhatás: előrelátó vezetéssel jóval kevesebbet kell a fékpedálhoz érnünk a hagyományos autóknál megszokottakhoz képeset.

Sem a motortérben, sem vezetés közben nem találkozunk drámai változással

Amikor már a kedvező ár-érték arányáról ismert Suzuki modellekben is általános az „alig hibrid’ rendszer, okkal reménykedhetünk a komponensek viszonylag kedvező árában, egyszerűségében és az alkatrészek tartósságában is. A pénzbeli ráfordítást az elérhető megtakarítással lenne érdemes összevetni. A gyakorlatban ez több szempontból is nehézkes. A hibrid rendszerek felára néha nehezen kimutatható, míg a fogyasztás javulása nem túl látványos. 100 kilométerre vetítve néhány decit spórolhatunk meg a lágy hibrid technológiával, ami nagyságrendileg egy forinttal alacsonyabb km-költséget jelent – a pontos érték függ az autótól és a használat módjától is.

Az egyszerűség első látásra meggyőző: a BISG gyakorlatilag egy, az eddig megszokottaknál erősebb (és kissé testesebb) generátor, ami a hajtásba beszállva akár plusz 20 lóerőt jelenthet – mindezt 48 voltos feszültség mellett. Viszont ezúttal sem találták fel az örökmozgót, nem véletlenül olcsóbbak a nem teljes értékű rendszerek a Priusszal bevezetett, majd egyre több modellben megjelenő megoldáshoz képest. És az sem véletlen, hogy az elektrifikáció árnövekedést hozott a hagyományosan olcsó minik és kisautók esetében. (Amik az elszálló költségek miatt belsőégésű motoros változataikkal szép lassan veszélyeztetett fajokká válnak; nem véletlenül koncentrál a Fiat az új 500 esetében a teljesen elektromos hajtásláncra.)

A 48 V-os rendszer mellett megmarad a 12 V-os akkumulátor is

Nézzük meg, hogyan száll be az elektromosság a hajtásba? A BISG is – hasonlóan a egyszerű generátorokhoz – szíjjal kapcsolódik a motorhoz. Hajtó (vagyis motor) üzemmódban a szíjon keresztül jut el a forgatónyomaték a motor főtengelyéhez. Amint levesszük lábunkat a gázról, az egység generátor-üzemmódra vált, és az autó mozgási energiáját elektromos árammá alakítja (amit aztán egy kisebb, mondjuk az ülés alatt elhelyezett akkumulátorban tárolhat el). A hajtószíj ezért az eddig megszokottakhoz képest erősebb anyagból készül. A villanymotor nyomatékát további szíjtárcsák segítségével lehet továbbítani a megcsúszás veszélye nélkül a főtengely felé. Történelmileg a 48 V-os rendszerek a drágább autókból szivárogtak le a kisebb kategóriák felé. A szíjhajtásnak szerencsére éppen az olcsóbb típusokban van könnyebb dolga: a kisebb motor alacsonyabb leküzdendő ellenállást jelent, ami különösen jó hír az újraindításokkor.

Bár szépen hangzik, hogy a BISG nem csupán generátor, hanem indítómotor is, a valóság egy picit összetettebb. Való igaz, a motorleállítást követő újraindításokat új barátunk végzi el, de a legtöbb gyártó megtartotta a hagyományos, 12 voltos indítómotort is. A szíjhajtás korlátai miatt bízzák a hidegindításokat régi ismerősünkre.

Hibridnek nevezzük a BISG-s típusokat is

Nélkülözhetetlen alkatrész az inverter is: a BISG házába épített alkatrész felelős a generátor által megtermelt váltóáram átalakításáért. Az akkumulátor (legyen az lítium-ionos vagy hagyományos savas) ugyanis egyenáramot kíván. A kiegészítő akkumulátor bár jellemzően 48 V-os, a fedélzeti fogyasztók (mint például a lámpák, a műszerek és az önindító) számára továbbra is szükséges a 12 V-os, tradicionális aksi rendszerben tartása. Mivel a BISG felel az alacsonyabb feszültségű áramért is, ezért egy DC/DC átalakítóra is szükség van a 12 Volt előállítása érdekében.

Amikor az akár „csupán” 100 ezer forintos felárat és a 100 km-enként megspórolható 100 forintot vetettük össze, gyors fejszámolással megállapíthattuk, hogy anyagi oldalról nézve kereken 100 ezer kilométer alatt térül meg az enyhe hibrid rendszer. Ez viszonylag magas, de azért nem beláthatatlan futásteljesítmény. Ha a környezetvédelem felől közelítünk, ekkora távon nagyjából 600 kg széndioxid kibocsátásával leszünk beljebb. Hogy a kevesebb kipufogott CO₂ és egyéb káros anyag ellentételezi-e a plusz alkatrészek (főleg a 48 V-os akkumulátor) gyártásához szükséges erőforrásokat, ahhoz konkrét esetek mélyebb vizsgálatára lenne szükség.

Egyelőre nem tűnik problémásnak a BISG

Fogyasztói szemmel további fontos szempont a rendszer elemeinek tartóssága is, hiszen érezhető felár és kimutatható energia kell a komponensek járműbe kerüléséhez. Az élettartammal kapcsolatos jogos elvárás, hogy legalább addig kitartsanak az alkatrészek, amíg a ráfordításokat visszahozza a rendszer. Jó hír, hogy a net egyelőre nincs tele széteső BISG-kkel, vagy két év után csereéretté váló 48 V-os akkumulátorokkal. Az pedig már csak autótartási kultúra kérdése, hogy az idővel egyre kevésbé hatékonnyá váló elektromos rásegítés alkatrészeit – például a kapacitását vesztő akkupakkot – hajlandók leszünk-e újra cserélni. Sántítana párhuzamot vonnunk a funkcióját vesztő hibrid akkumulátorok és a kiüttetett részecskeszűrők között, de az tényszerű, hogy mindkét rendszer szükséges a gyári értékek produkálásához.

Még ha nehezen is lehet korrekt, minden részletre kiterjedő kimutatást készíteni a mérleg két serpenyőjéről, nehéz elvitatni az enyhe hibridek által elérhető, helyi kibocsátásban jelentkező kedvező változást. Egyedül a hatások mértéke kérdéses, illetve a végső megtérülés: vagyis hogy az átlagos élettartam alatt elérhető-e annyi megtakarítás a segítségükkel, ami fedezi az előállításhoz (és az ártalmatlanításhoz) szükséges erőforrásokat. Nem csupán pénzben, de a természeti erőforrásokat, illetve a ráfordított energiát is mérve. Az biztos, hogy egyre csak szaporodnak a villanyos rásegítéssel működő motorok, így idővel egyre többet tudunk meg a témában.