Downsizing a elektromotory – pod kapotou budoucích automobilů se toho v následujících letech hodně změní. Downsizing čeká přechod z trendu na běžný standard. Motory přeplňované turbodmychadlem jsou nabízeny již pro téměř všechna vozidla, ať už se jedná o malé vozy, SUV nebo výkonné sportovní vozy. Spalovací motor, obdařen mnoha inovativními technickými řešeními, si po celém světě zachová své dosavadní postavení. Za pět let bude ještě 98 procent všech nových vozidel poháněno alespoň částečně fosilními palivy. To platí zejména pro trhy, jako jsou USA a Čína. „Moderní technika spalovacích motorů je základem hospodárné mobility,“ říká Dr. Rolf Bulander, člen představenstva Robert Bosch GmbH a vedoucí divize Mobility Solutions.

Zároveň však byl zahájen přechod k elektrické mobilitě. Bosch počítá s tím, že v roce 2025 bude mít 15 procent všech celosvětově vyrobených nových vozidel elektrický pohon. V Evropě pak bude dokonce více než jedna třetina všech nových automobilů poháněna alespoň z části elektricky, většinou v rámci hybridního pohonu s možností vnějšího nabíjení. Bulander je přesvědčen o tom, že „díky elektrifikaci má spalovací motor své nejlepší období ještě před sebou“. Přídavný elektrický pohon totiž přinese ještě vyšší hospodárnost, čistotu a radost z jízdy.

Spalovací motor je základem hospodárné mobility
Moderní spalovací motory učinily v uplynulých letech velké technické pokroky, jak ukazuje pohled do Evropy. Od roku 2000 se snížily emise CO2 evropského osobního vozového parku o cca čtvrtinu, přestože zároveň došlo ke zvýšení výkonových parametrů a hmotnosti vozidel. Pro řidiče to znamená nižší provozní náklady, neboť normovaná spotřeba paliva kompaktních vozidel se zážehovým motorem je v současnosti často pod hranicí sedmi litrů na 100 kilometrů, u vznětových motorů dokonce méně než pět litrů na 100 kilometrů.

Avšak samotné hospodárné pohony už nepostačují – v budoucnosti budou muset být ještě čistější. To ukazují přísné limity emisních norem, jako jsou Euro6, China4 nebo americká LEV. K zajištění vysoké úrovně hospodárnosti a čistoty emisí je zapotřebí mimořádně vytříbené techniky. Bosch vystavuje na IAA 2015 několik nových produktů z této oblasti. U vznětových motorů zvyšuje Bosch vstřikovací tlak na 2700 barů. U zážehových motorů pracuje nová generace přímého vstřikování benzinu s tlakem 350 barů místo dosavadních 200 barů. Při vyšším tlaku je palivo jemněji rozprašováno a spalování směsi je výrazně čistější.

Vznětové motory: vývoj se zaměřuje na emise v reálném provozu
Bosch klade zvláštní důraz na zdokonalování vznětového motoru. „Vznětové motory jsou klíčové pro dosažení ‚flotilových‘ limitů emisí CO2 – zejména v Evropě to bez vznětových motorů nepůjde,“ říká Bulander. Dokonce i nejmodernější vznětové motory mohou být jen v důsledku vylepšení své konstrukce v následujících pěti letech až o 15 procent hospodárnější. V každodenním provozu bude možné dosahovat ještě nižší spotřeby paliva. Například funkcí setrvačné jízdy, při níž dojde k vypnutí motoru dokonce i při jízdě vysokou rychlostí, aby nespotřebovával žádné palivo.

Také v oblasti emisí uvažují vývojáři společnosti Bosch prakticky. Evropská unie diskutuje o zavedení zkušební metodiky „Real Driving Emission“ (emise za reálného provozu) od roku 2017. U vznětových motorů je tato metodika zaměřena především na emise oxidů dusíku a oxidu uhelnatého v reálném provozu. Již dnes jsou nabízena sériově vyráběná vozidla, která vykazují nejnižší emise i mimo rámec aktuálně platného homologačního cyklu, tedy i při intenzivní akceleraci nebo ve vysokých rychlostech. Úkolem je nyní vyvinout cenově dostupná technická řešení, která se rychle rozšíří.

Hybridní pohon: spalovací motor má díky elektrifikaci nejlepší období ještě před sebou
U těžkých a velkých vozidel už samotná optimalizace spalovacích motorů nepostačuje. Podle odhadů společnosti Bosch povedou ambiciózní cíle EU v oblasti „flotilových“ emisí CO2 pro rok 2021 k tomu, že pro všechna SUV budou nabízeny hybridní pohony. Bosch proto investuje již dnes. Bosch vynakládá každoročně téměř 400 milionů eur na vývoj elektrické mobility. V současnosti je sériově vyráběno 30 modelů s technikou Bosch – v USA, Číně i německými prémiovými výrobci. Komponenty Bosch nalézají uplatnění mimo jiné v hybridních sportovních vozech Porsche, hybridních modelech Mercedes-Benz nebo ve vozidlech, jako je BMW i3 se spalovacím motorem k prodloužení dojezdu. Bosch vidí velké šance na budoucím trhu zejména pro hybridní vozy s možností vnějšího nabíjení. Již v roce 2020 má být vyrobeno více než 10,5 milionu vozidel s tímto druhem pohonu.

„Elektrifikace nekonkuruje spalovacímu motoru, nýbrž ho doplňuje,“ říká Bulander. Příkladem je nový systém Bosch BRS (Boost Recuperation System), který se na trhu objeví od roku 2017. Základní hybridní řešení s provozním napětím 48 V umožňuje snížit emise CO2 u kompaktních vozidel o šest procent v kombinovaném cyklu, a to zejména rekuperací kinetické energie. Úsporu paliva lze dokonce ještě zvýšit funkcí setrvačné jízdy. V tomto režimu je motor vypínán systémem Start/Stop i ve vysokých rychlostech. Hospodárná jízda je i u základního hybridního řešení s napětím 48 V spojena s radostí z jízdy, jak ukazuje funkce podpory spalovacího motoru. Při sešlápnutí pedálu plynu je totiž spalovací motor podporován elektromotorem, který poskytuje točivý moment až 150 N.m.

Elektrická mobilita: výkonné akumulátory, hospodárné topení
Ještě dynamičtější jsou vysokonapěťové systémy. Elektromotory totiž poskytují maximální točivý moment hned od okamžiku rozjezdu. Aby se však elektromobily dostaly v příštích letech na výsluní, musí výrazně klesnout jejich cena. Klíčem k úspěchu jsou akumulátory. Bosch pracuje na vývoji nové generace lithium-iontových akumulátorů s firmami GS Yuasa a Mitsubishi Corporation ve společném podniku Lithium Energy and Power. Uvedení partneři se vzájemně doplňují svými silnými stránkami. Společnost GS Yuasa přináší zkušenosti s optimalizací chemického složení článků, aby mohla se společností Bosch vyrábět akumulátory s vyšší hustotou energie. Bosch přispívá svými zkušenostmi v oblastech komplexního řízení akumulátoru a systémové integrace.

Bosch navíc převzal mladou americkou společnost Seeo Inc., která vyvinula článek z pevného materiálu s kovovou anodou. Tato technologie doplňuje vývoj s japonskými partnery. Především však výrazně překonává dříve avizované vývojové možnosti. Dosavadním cílem bylo zvýšit během tohoto desetiletí hustotu energie akumulátorů na dvojnásobek a snížit jejich náklady na polovinu. „Bosch díky své jedinečné technologii očekává do roku 2020 zvýšení hustoty energie na trojnásobek za současného ještě většího snížení nákladů,“ říká Dr. Volkmar Denner, předseda představenstva společnosti Robert Bosch GmbH. „Tím naplňujeme zásadní předpoklad pro průlom elektrické mobility.“

Akumulátor s vyšší kapacitou však není jedinou možností, jak prodloužit dojezd elektromobilu. Dojezd je totiž výrazně zkracován používáním klimatizace a topení. Bosch nyní nabízí inteligentní řízení klimatizace, které pracuje výrazně efektivněji než dosavadní varianty a může prodloužit dojezd až o 25 procent. „Se síťovým propojením v automobilu začínáme už pod kapotou motoru,“ říká Bulander. Elektronicky řízená čerpadla a ventily umožňují přijímat teplo a chlad v místech jejich výskytu, tedy například ve výkonové elektronice. Teplo, uvolňované tímto komponentem, lze pak využívat například k vyhřívání interiéru. Díky komplexnímu tepelnému managementu lze snížit spotřebu energie topnou soustavou v zimě až o 60 procent.

Síťově propojený elektromobil je nejlepší elektromobil
Vhodnost elektricky poháněných vozidel pro každodenní provoz dále zvýší jejich rostoucí propojení s internetem. „Síťově propojený elektromobil je nejlepší elektromobil,“ říká Bulander. Tuto skutečnost podtrhuje nová aplikace pro chytré telefony od společnosti Bosch Software Innovations. Softwarový a systémový specialista koncernu Bosch Group vyvinul aplikaci, která maximálně zjednodušuje rezervace a úhrady služeb na nabíjecích stanicích různých dodavatelů. Dosud potřeboval zákazník speciální zákaznickou kartu od každého dodavatele. Pro nabíjení od Berchtesgadenu až po Flensburg postačuje nyní jeden chytrý telefon včetně aplikace a účet PayPal. 

Síťové propojení elektrifikovaných pohonů jde dokonce ještě dále. Pouze síťově propojená vozidla totiž kompletně využívají potenciál elektrifikace. „Bity a bajty zvyšují hospodárnost automobilu,“ říká Bulander. Příkladem je síťově propojený elektronický horizont. Tato technologie Bosch bude poskytovat důležité dopravní informace o přechodných staveništích, dopravních zácpách a nehodách v reálném čase. Z toho profitují spalovací motory i elektrické pohony. Na základě velmi přesných dat lze totiž dále zlepšovat stávající funkce, jako je například setrvačná jízda s funkcí Start/Stop. U hybridních pohonů s možností vnějšího nabíjení lze tím navíc realizovat předvídavé provozní strategie. Tato technická řešení snižují emise CO2 dokonce i u velmi hospodárných pohonů o dvoucifernou procentuální hodnotu.