Renault Captur E-Tech Plug in Hybrid to auto już nam znane, o ile jednak poznaliśmy jego zalety i wady w kontekście codziennego użytkowania tego miejskiego crossovera, to tym razem przyjrzymy się bliżej technice, która jest ukryta pod maską tego pojazdu. Na pierwszy rzut oka, ten pojazd nie sprawia wrażenia, że zastosowano w nim technologie rodem z najbardziej wymagających rajdów WRC i Formuły 1. Tymczasem to, co Renault zrobiło z przeniesieniem napędu w hybrydowym układzie E-Tech zasługuje na jedno słowo: rewolucja. Cóż, w końcu Francja, prawda? Nikt inny wcześniej nie próbował takiego rozwiązania w cywilnym aucie, tymczasem to działa i to całkiem sprawnie. No dobra, ale o co chodzi? Już wyjaśniamy. Rozbierzmy napęd Captura E-Tech na części.
Samochód, na przykładzie którego chcielibyśmy przyjrzeć się bardzo oryginalnej koncepcji hybrydowego napędu, to Renault Captur E-Tech. Auto otrzymaliśmy w wersji Intens, czyli najtańszej z oferowanych przez markę (choć nie taniej). O funkcjonalności tego pojazdu już wspominaliśmy, gdyż inny egzemplarz Captura E-Tech 160 Plug-in Hybrid już gościł w naszej redakcji.
Klasyczny test Renault Captur E-Tech 160 Plug-in Hybrid
Jednak w tamtym materiale skupiliśmy się głównie na funkcjonalności Renault Captur, które okazało się – jak na crossovera segmentu B – zaskakująco przestronnym autem (z wyjątkiem bagażnika), teraz najwyższy czas zająć się nietypowym układem napędowym tego auta. Warto pochwalić francuskich inżynierów za odwagę i kreatywność.
Renault Captur E-Tech Plug-in Hybrid – co pod maską?
Z poprzedniego testu mogliście się dowiedzieć, że auto jest hybrydą plug-in, a łączna moc zastosowanego przez Renault napędu to konkretne (pamiętajmy o gabarytach auta) 160 KM. To jednak za mało na nasze apetyty wiedzy. Poprosiliśmy Renault o dostarczenie dokumentacji technicznej tego auta, bo technologia E-Tech nas zaciekawiła. Tylko Renault stosuje obecnie taki rodzaj napędu we współczesnych samochodach. Spójrzmy na zdjęcie:
Pod maską niedużego francuskiego crossovera jest dość ciasno. Nic dziwnego, bo w miejscu, gdzie wielu konkurentów pakuje często niewielką, trzycylindrową niespełna litrową i turbodoładowaną jednostkę benzynową, wokół której hula wiatr, tutaj jest naprawdę gęsto. Po lewej stronie widać spory – jak na ten segment i dzisiejsze standardy – silnik benzynowy wyposażony w cztery cylindry o pojemności skokowej 1598 cm3. Kolejna niespodzianka to brak turbosprężarki – to jednostka wolnossąca o mocy 91 KM. Notabene silnik ten w nomenklaturze Renault określany jako typ Renault H4M jest w istocie dziełem inżynierów Nissana, to motor o oznaczeniu HR16DE. Choć w autach japońskiej marki silnik ten dysponuje wyższymi mocami (od 103 KM), to niższa moc w Capturze wynika stąd, że jest to zmodyfikowana jednostka pracująca w oszczędniejszym cyklu Atkinsona przeznaczona właśnie do napędu hybrydowego. Ten zabieg stosuje nie tylko Renault. Również hybrydy Toyoty bazują na silnikach spalinowych pracujących w tym cyklu roboczym, ale w przypadku Toyoty silnik spalinowy i elektryczny współpracują z przekładnią planetarną, Renault poszło zupełnie innym torem.
Silnik elektryczny – jest, i to niejeden
Po prawej stronie na powyższym zdjęciu widać charakterystyczne, pomarańczowe elementy – jednoznaczny sygnał, który powinien rozpoznać każdy, kto otwiera maskę auta – uwaga, wysokie napięcie. Jednak ta szara skrzynka nie jest silnikiem elektrycznym lecz modułem sterującym napędem z elektroniczną kontrolą mocy zasilającej. Ta skrzynka połączona jest grubym, zaizolowanym porządnie przewodem bezpośrednio z akumulatorem trakcyjnym o pojemności niemal 10 kWh (dokładnie 9,8 kWh) umieszczonym, nie – nie w bagażniku (przepraszam, w poprzednim teście wprowadziłem Was w błąd), lecz pod tylną kanapą. Czemu zatem bagażnik Captura jest mniejszy niż w wersji spalinowej? Bo w nim znajduje się m.in. zwykły akumulator 12 V dla klasycznej instalacji elektrycznej (nie starczyło dla niego już miejsca pod maską) oraz zbiornik paliwa i instalacja odpowietrzania układu paliwowego. Takie rozwiązanie jest o tyle sensowne, że akumulator trakcyjny swoje waży, a jego obecność pod tylną kanapą oznacza, że środek masy położony jest bliżej środka pojazdu. Umieszczenie zestawu baterii w bagażniku zaburzałoby balans i pogarszało właściwości jezdne auta. No dobrze, ale żeby zobaczyć drugą część hybrydowego układu jezdnego (silnik spalinowy już widzieliśmy) musimy “wyjąć” silnik. Zrobimy to wirtualnie posługując się udostępnionymi materiałami technicznymi Renault.
Kształt po lewej stronie powyższej grafiki już znacie – to wspomniany wcześniej spalinowy silnik 1.6, natomiast ten krążek po prawej stronie, przypominający nieco minę przeciwpiechotną to główny silnik elektryczny napędu E-Tech, nieco wyżej, nad nim i bliżej bloku spalinowego jest jeszcze jeden okrągły element. To kolejny silnik elektryczny.
Na powyższym grafie widoczny jest już charakterystyczny główny silnik elektryczny opisywanego pojazdu o mocy 66 KM. Jest to synchroniczny silnik prądu zmiennego z 24. biegunami. Widać wyraźnie powyżej 24 cewki z uzwojeniem otoczone magnesami trwałymi. Nieco powyżej głównego silnika elektrycznego widoczny jest jeszcze jeden silnik, lepiej będzie go widać na kolejnym slajdzie prezentacji producenta:
Mniejszy z dwóch silników elektrycznych, choć rozmiarami przypomina bardziej silnik do jakiegoś sprzętu AGD, ale ma imponującą moc 34 KM (sprzęt AGD o takiej mocy chyba by odleciał). Motor ten ma szczególne znaczenie, bo oprócz doskonale znanej z wielu innych modeli funkcji startera-generatora pełni też rolę swoistego… synchronizatora pomiędzy układem elektrycznym, a spalinowym. A co z tymi kółkami zębatymi przypominającymi układ manualnej skrzyni, której testowany Captur przecież nie ma?
Captur E-Tech i nietypowa przekładnia
Pierwszy, nietypowy ruch jaki wykonali inżynierowie Renault konstruujący układ E-Tech to fakt, że w przeciwieństwie do wielu zelektryfikowanych modeli z silnikiem elektrycznym, motor na prąd nie ma tu stałego przełożenia względem kół, lecz zastosowano dwubiegową przekładnię dla głównego motoru elektrycznego. Sam silnik spalinowy ma tutaj cztery przełożenia. Łącznie zatem mamy sześć przełożeń, ale w istocie kierowca w trakcie jazdy tak naprawdę nie odczuje na jakim biegu auto aktualnie się porusza. Zresztą, dla niego nie ma to znaczenia, bowiem automatyczna, nietypowa przekładnia zastosowana w tym aucie nie ma w ogóle klasycznego sprzęgła! Silnik spalinowy jest trwale (!) połączony z wejściowym wałkiem przekładni. Brak sprzęgła to nie jedyne novum. Silnik ten jest również pozbawiony klasycznych synchronizatorów, a wałki podczas przełączania poszczególnych biegów mimo to są sprytnie spinane. Jakim zatem cudem cała ta konstrukcja nie rozlatuje się po przejechaniu dwóch metrów?! Cudów nie ma, to nauka i sprytne patenty inżynierów Renault. Co zatem pełni rolę synchronizatora pomiędzy wałkiem napędowym i wałkiem skrzyni? Odpowiedź brzmi: wspomniany wcześniej, mniejszy silnik elektryczny. Ten mały, elektryczny motorek odpowiada za takie dopasowanie prędkości obrotowej silnika spalinowego by załączenie odpowiedniego biegu poprzez tzw. sprzęgło kłowe było możliwe.
Pierwsze skrzypce gra elektryk
Jeżeli Renault Captur E-Tech PHEV porusza się z wykorzystaniem mocy, to możemy być pewni jednego: na pewno napędza go główny silnik elektryczny. To właśnie z większego silnika na prąd zawsze przekazywana jest siła napędowa – ten motor nie jest nigdy rozpinany z układem jezdnym, co najwyżej zmienia się jedno z dwóch przełożeń dla motoru elektrycznego. A co w takim razie z silnikiem spalinowym, który – jak wspomnieliśmy wcześniej – jest trwale połączony z wejściowym wałkiem przekładni? Pomysł jest tu genialny w swojej prostocie – silnik elektryczny ma własne biegi i gdy auto jedzie na prądzie, silnik spalinowy nie ma wrzuconego żadnego biegu, pracuje niejako “na luzie”.
Renault Captur E-Tech może zachowywać się jak auto w pełni elektryczne (jedziemy z wykorzystaniem wyłącznie silnika elektrycznego), a także jako hybryda szeregowa lub hybryda równoległa.
W trybie szeregowym napęd spalinowy już działa, ale jego moc nie jest w ogóle przekazywana na koła – te rozpędza wciąż wyłącznie silnik elektryczny. Natomiast praca silnika spalinowego jest przekazywana do mniejszego z dwóch silników elektrycznych, który nie na darmo nazywa się też generator. Otrzymując energię mechaniczną z silnika spalinowego, silniczek ten generuje prąd elektryczny przekazywany do akumulatorów trakcyjnych pojazdu.
W trybie hybrydy równoległej, główny silnik elektryczny (który, jak wspomnieliśmy – zawsze napędza koła Captura E-Tech) pracuje wspólnie z silnikiem spalinowym przekazując moc na przednią oś pojazdu, a mniejszy motor elektryczny pełni w tym przypadku rolę synchronizatora przekładni.
Ciekawostką jest to, że Renault Captur E-Tech Plug-in Hybrid oferuje jeszcze jeden tryb pracy, w którym kierowca może dysponować pełnym potencjałem tej zmyślnej jednostki napędowej. W takim przypadku na koła przenoszona jest zarówno moc głównego silnika elektrycznego, silnika spalinowego, a także – po synchronizacji i wrzuceniu stosownego biegu – swoje kuce dokłada drugi z elektrycznych motorów.
Rekuperacja, pasywna lub ze wspomaganiem kierowcy
Rekuperacja w hybrydzie plug-in to oczywistość. Nie mogło jej zabraknąć również w testowanym przez nas Renault. Zauważyliśmy jednak, że auto ładuje się w różny sposób, zależnie od tego, czy np. dotaczamy się np. do świateł (czuć, że silnik elektryczny hamuje), czy też jednak naciskamy delikatnie pedał hamulca. Renault zastosował tu nieco inne rozwiązanie niż system e-Pedal Nissana (w którym w większości spokojnych sytuacji w ogóle nie trzeba używać klasycznych hamulców). Co się dzieje w Capturze E-Tech? Auto ma dwa tryby odzyskiwania energii – rekuperację pasywną oraz – jak to nazwało Renault – kooperacyjną.
W pierwszym przypadku, gdy zdejmiemy nogę z pedału przyśpieszenia auto delikatnie, acz wyczuwalnie wyhamowuje – to klasyczna rekuperacja. Silnik elektryczny (ten główny), który jest stale połączony z kołami odzyskuje energię kinetyczną pojazdu, zamienia ją na energię elektryczną i w efekcie baterie są ładowane z mocą maksymalną do 15 kW.
Z kolei rekuperacja kooperacyjna (celowo nie używamy słowa “kolaboracyjna”, które w języku polskim ma pejoratywne znaczenie, bo choć oznacza współpracę, to z wrogiem) ma miejsce, gdy kierowca jednak naciśnie pedał hamulca (choć nie dotyczy to hamowania awaryjnego, lecz lekkiego dohamowywania), a prędkość auta jest większa niż 7 km/h (poniżej tej prędkości dohamowanie odbywa się z wykorzystaniem klasycznych hamulców). Wtedy aktywowane jest silniejsze hamowanie silnikiem elektrycznym, który w tym układzie jest w stanie przekazywać przez krótki czas (w końcu kiedyś wyhamujemy) do 50 kW mocy do akumulatorów pojazdu. Maksymalne opóźnienie w trakcie takiej kooperacyjnej rekuperacji to 3,7 m/s2, czyli jakieś 0,38 G (0,38 przyśpieszenia ziemskiego). Silniejsze hamowanie, aktywacja kontroli trakcji czy uruchomienie ABS zawsze oznacza uruchomienie się klasycznego układu hamulcowego.
Renault Captur E-Tech Plug-in Hybrid – jazda
Jak daleko można zajechać hybrydowym plug-in Capturem na samym prądzie? Producent podaje zasięg 50 km w cyklu mieszanym WLTP oraz 65 km w cyklu miejskim. Auto mieliśmy okazję prowadzić w ponad 30-stopniowych upałach, które mają pewien wpływ na pojemność baterii, mimo to na prądzie pokonaliśmy dystans 49 km – to o dwa kilometry więcej niż tym samym modelem podczas naszych styczniowych testów. Maksymalna prędkość jaką można uzyskać korzystając wyłącznie z silnika elektrycznego to 135 km/h – do miasta wystarczy aż nadto. W upały (a także zimą) auto ma jeszcze jeden atut: możliwość schłodzenia/ogrzania kabiny zanim wsiądziemy do auta. W tej klasie nie jest to często spotykana funkcja (pamiętajmy, że mówimy o crossoverze segmentu B).
Można to zrobić albo za pomocą aplikacji mobilnej Renault, albo bezpośrednio w samochodzie ustawiając jaka temperatura ma panować w kabinie o konkretnej godzinie. Energia zasilająca układ klimatyzacji pochodzi oczywiście z baterii, dlatego parkując pod domem warto dbać o podłączenie samochodu do gniazdka. Parkując wieczorem auto i podłączając je do zwykłego gniazdka, możemy być pewni, że rano (nawet po krótkiej, letniej nocy) akumulatory będą pełne.
Największy atut techniki E-Tech – niskie zużycie niezależnie od temperamentu kierowcy
Renault Captur E-Tech Plug-in hybrid to bardzo ciekawa pod względem technicznym propozycja miejskiego crossovera. Opisana technika w praktyce ma jedną niepodważalną zaletę. Niezależnie od tego jak bardzo ciśniesz, Captur nie spali dużo paliwa. W naszym poprzednim teście auto zużyło średnio nieco ponad 7 l paliwa na 100 km. Ale wówczas wykonywaliśmy eksperyment pt. “jak dalece da się naładować auto silnikiem spalinowym”. Tym razem, podczas normalnego korzystania z auta uzyskaliśmy średnie spalanie z szóstką z przodu (6,5 l/100 km). Jednak w przeciwieństwie do turbodoładowanych małych jednostek w innych autach segmentu B, w których trzeba się starać, by zużyć tyle ile obiecuje producent w cyklu WLTP, tutaj niezależnie od tego jaki masz temperament wysokie spalanie jest nierealne.
Co więcej – gdy zadbamy o ładowanie pojazdu użytkowanego wyłącznie w krótkich dojazdach do pracy i z pracy, wizyty na stacji benzynowej w ogóle mogą być rzadkością. Ceny modelu Renault Captur E-Tech Plug-in Hybrid zaczynają się od 132 900 zł za odmianę wyposażeniową Intens (z takiej korzystaliśmy).