Doświadczenia z F1 zastosowane w hybrydach

Doświadczenia marki Renault zdobyte w Formule 1 posłużyły inżynierom w pracach nad napędami hybrydowymi E-TECH. Innowacyjna technologia Renault E-TECH objęta 150 patentami stanowi unikatowe rozwiązanie wspólne dla hybryd i hybryd Plug-in, które pozwala na maksymalne wykorzystanie napędu elektrycznego. Renault planuje sukcesywnie wprowadzić gamę 8 zelektryfikowanych modeli na poszczególne rynki europejskie. Wśród nowości innowacyjne napędy hybrydowe i hybrydy Plug-in w technologii E-TECH.

Rozwiązania opracowane na potrzeby sportów samochodowych pojawiają się w seryjnych samochodach w takich obszarach jak odzyskiwanie i wykorzystanie energii oraz innowacyjne wielotrybowe automatyczne skrzynie biegów ze sprzęgłem kłowym, po raz pierwszy zastosowane w pojazdach produkowanych seryjnie.

Od 2013 roku team F1 Renault oraz inżynierowie koncernu wymieniają się wiedzą i doświadczeniami w zakresie zarządzania energią. W ramach przygotowań do wprowadzenia silników hybrydowych w Formule 1 inżynierowie i specjaliści od jednostek hybrydowych, którzy są odpowiedzialni za nowe napędy Renault E-TECH, pracowali wspólnie nad hybrydowym silnikiem Formuły 1 w ośrodku Renault Sport w Viry-Châtillon. To właśnie tam zdobyli doświadczenie w strategii zarządzania energią, która obecnie jest wykorzystywana przy projektowaniu jednostek hybrydowych Renault.

Z myślą o optymalnym zużyciu energii

E-TECH jest zaawansowaną technologią, która wykorzystuje trzy silniki: główny silnik elektryczny, silnik elektryczny pomocniczy i silnik benzynowy. Silniki mogą pracować łącznie, aby zapewnić większą moc i bardziej dynamiczne przyspieszenia.

Jest ona skuteczna w działaniu dzięki inteligentnej skrzyni biegów typu Multi-mode, która umożliwia głównemu silnikowi elektrycznemu funkcjonowanie na dwóch przełożeniach, aby zapewnić dłuższy czas jazdy z napędem w 100% elektrycznym, a silnikowi benzynowemu optymalną sprawność, gdy zostanie uruchomiony. Takie rozwiązanie zapewnia dużą oszczędność zużycia paliwa.

Silniki E-TECH zapewniają użytkownikowi przyjemność z jazdy oraz wysoką efektywność odzyskiwania energii podczas hamowania i jej optymalne wykorzystanie. Zarówno silniki bolidów F1, jak i jednostki montowane w seryjnie produkowanych samochodach mają optymalną regulację obrotów (zapewniającą jak największą moc silnika spalinowego przy jak najmniejszym zużyciu paliwa). W obu przypadkach zasady zarządzania energią zostały opracowane tak, aby optymalnie wykorzystać wydatek energii do doładowania akumulatora, gdy ilość wytworzonej energii przewyższa zapotrzebowanie.

Podobnie jak w Formule 1 energia kinetyczna jest odzyskiwana podczas wytracania prędkości i hamowania, a następnie jest przetwarzana na energię elektryczną, aby doładować akumulator trakcyjny. Zgodnie z zasadami zarządzania energią w samochodach produkowanych seryjnie, zwłaszcza podczas jazdy po autostradzie, proces ładowania akumulatora rozpoczyna się od wysłania polecenia do silnika, aby osiągnął optymalne obroty. Nadwyżka energii jest wykorzystywana, aby odciążyć silnik spalinowy podczas mocnego przyśpieszania lub aby przejść na w pełni elektryczny tryb jazdy na odcinku trasy w mieście.

W standardowych modelach wyposażonych w silniki E-TECH Plug-in tryb SPORT dostępny w ustawieniach systemu MULTI-SENSE umożliwia jednoczesne wykorzystanie całej energii silnika spalinowego i elektrycznego, co przekłada się na większą przyjemność z jazdy i skuteczne przyśpieszanie. Podczas gwałtownego przyśpieszania dwa silniki elektryczne wytwarzają wspólnie dodatkową energię, która uzupełnia moc silnika spalinowego. Ten algorytm został przejęty z Formuły 1. Kierowca może wybrać specjalny tryb, aby wykorzystać całą dostępną moc, zwłaszcza podczas rundy kwalifikacyjnej.

Nowa, automatyczna i inteligentna skrzynia biegów typu Multi-mode

Architektura zespołu napędowego Renault E-TECH jest oparta na analogicznych zasadach jak rozwiązania wykorzystywane w jednoosobowych bolidach teamu Renault F1. W skład układu wchodzi silnik spalinowy, dwa silniki elektryczne i centralnie umieszczony akumulator. Układ współpracuje z wielostopniową skrzynią biegów bez synchronizacji załączania biegów.

Dzięki zastosowaniu skrzyni biegów bez synchronizacji przełożeń każdy rozruch odbywa się z silnika elektrycznego. Dodatkowo takie rozwiązanie w znacznym stopniu redukuje spadek przyśpieszenia podczas zmiany biegów. To przekłada się na większy komfort jazdy i lepsze osiągi podczas przyśpieszania. W Formule 1 płynna zmiana biegów oznacza mniejsze szarpanie i większą przyczepność.

Główne cechy innowacyjnej skrzyni biegów typu Multi-mode
• Optymalna sprawność dzięki uproszczonej konstrukcji, która zmniejsza opory tarcia: brak synchronizatorów, brak klasycznego sprzęgła.
• Trzy silniki połączone bezpośrednio ze skrzynią biegów, które mogą pracować zamiennie lub łącznie, skracając czas reakcji napędu i podnosząc dynamikę jazdy.
• Natychmiastowa zmiana biegów dzięki dwóm elektrycznym siłownikom, które sterują sprzęgłami kłowymi.
• Płynna i komfortowa zmiana biegów dzięki współpracy różnych źródeł napędu: gdy jeden z silników dostarcza napęd, elektryczny silnik pomocniczy zapewnia synchronizację skrzyni.

Skrzynia E-TECH daje wrażenia z jazdy takie jak skrzynia EDC: zmiany biegów powodują reakcję napędu i są komfortowe.

Od strony technicznej, skrzynia ma dwa przełożenia dla głównego silnika elektrycznego i cztery przełożenia dla silnika benzynowego. Natomiast pomocniczy silnik elektryczny jest sprzęgnięty na stałe z silnikiem benzynowym.
• W trybie napędu wyłącznie elektrycznego wykorzystywane są dwa przełożenia
• W trybie napędu wyłącznie spalinowego wykorzystywane są cztery przełożenia
• W trybie napędu hybrydowego wykorzystywane są dwa razy po cztery przełożenia. Inteligentna, automatyczna skrzynia biegów typu Multi-mode przenosi siłę napędową
z trzech silników zgodnie z trzema trybami napędu, dysponując 14 przełożeniami, aby zapewnić efektywną i dynamiczną jazdę.

Technologia E-TECH

Technologia E-TECH Plug-in została opracowana przez konstruktorów Renault i jest przedmiotem ponad 150 patentów. Wykorzystuje podzespoły opracowane przez Alians, jak np. 4-cylindrowy silnik benzynowy o pojemności 1,6 l nowej generacji oraz dwa silniki elektryczne i innowacyjna, wielostopniowa skrzynia biegów bez synchronizacji załączania biegów. Zastosowanie sprzęgła kłowego zamiast klasycznego zapewnia doskonałą sprawność i niemal niezauważalną zmianę biegów.

Układ napędowy montowany we wszystkich modelach Renault z jednostkami hybrydowymi jest dostępny w jednym z dwóch wariantów: E-TECH w technologii „pełnej hybrydy” (HEV lub „full hybrid”) i E-TECH Plug-in (PHEV lub „hybryda doładowywana”). Zastosowanie nowej technologii w obu modelach jest możliwe dzięki nowym modułowym platformom CMF-B i CMF-C/D, zaprojektowanym z myślą o zelektryfikowanym napędzie, oraz wyjątkowo kompaktowym wymiarom nowego układu E-TECH, który może być bez problemu zamontowany w komorze silnika uniwersalnego miejskiego samochodu, takiego jak Clio.

Nadchodząca gama hybryd Renault

Na gamę hybryd Renault, które wkrótce pojawią się na rynku, składają się: Clio E-TECH 140 KM i nowy Captur E-TECH Plug-in 160 KM oraz nowy Megane E-TECH Plug-in 160 KM, początkowo w wersji Grandtour. Model ten, tak jak nowy Captur w wersji hybrydowej, będzie korzystał z oryginalnej technologii odzyskiwania energii, bezpośrednio zainspirowanej doświadczeniem zdobytym przez markę Renault w Formule 1. Nowe Clio E-TECH może poruszać się po mieście w trybie w pełni elektrycznym przez 80% czasu jazdy, a zużycie paliwa w cyklu miejskim może być nawet o 40% niższe niż w wersji z silnikiem benzynowym. Nowy Captur E-TECH Plug-in i nowy Megane E-TECH Plug-in mają zasięg pozwalający na pokonanie 50 km w trybie w 100% elektrycznym z prędkością do 135 km/h w cyklu mieszanym (WLTP) i nawet 65 km w cyklu miejskim (WLTP City).