Globalna transformacja energetyczna wymusza na producentach samochodów poszukiwanie rozwiązań, które łączą niską emisję z atrakcyjną ceną i wysoką kulturą pracy. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków stały się hybrydy szeregowe, w których silnik spalinowy działa wyłącznie jako źródło energii dla jednostki elektrycznej. Najnowszy projekt Nissana korzysta właśnie z takiej architektury, a jego centralnym elementem jest trzycylindrowy motor 1.5 l opracowany specjalnie do pracy w roli generatora. Dzięki szeregowi innowacji, m.in. technologii napylania na zimno warstwy miedzianej w gniazdach zaworowych, producent deklaruje rekordową sprawność cieplną na poziomie 42%. To wynik, który stawia jednostkę w czołówce światowych konstrukcji przeznaczonych do produkcji seryjnej.

Nowa architektura hybrydowa: napęd elektryczny z generatorem

W tradycyjnych hybrydach równoległych koła mogą być poruszane zarówno przez silnik spalinowy, jak i elektryczny. Koncepcja hybrydy szeregowej rozdziela te funkcje: spaliny napędzają generator, a koła dostają moment wyłącznie z motoru elektrycznego. Z punktu widzenia kierowcy oznacza to liniowe przyspieszenie, brak przerw na zmianę biegów i niższy poziom drgań. W trybie miejskim, gdzie praca na częściowym obciążeniu jest normą, wysoka sprawność generatora przekłada się na oszczędność paliwa – według symulacji Nissana nawet o 10–15% w porównaniu z poprzednią generacją ich układu e-Power. Istotnym atutem jest także możliwość wykorzystywania silnika w jego optymalnym zakresie obrotów, co ogranicza zużycie podzespołów i hałas.

Technologia „cold spray” i miedziane gniazda zaworowe

Trwałość oraz efektywność spalania są w dużej mierze uzależnione od jakości głowicy. Konstruktorzy z Jokohamy postawili na rzadko spotykaną w motoryzacji metodę napylania na zimno. Proszek stopu miedzi, rozpędzony do prędkości ponaddźwiękowej w strumieniu sprężonego gazu, uderza w powierzchnię aluminiowej głowicy i niemal natychmiast tworzy z nią jednolitą warstwę. Brak obróbki cieplnej minimalizuje naprężenia i pozwala kształtować kanały dolotowe z większą precyzją niż w klasycznej technologii odlewania. Uzyskany w ten sposób intensywny „tumble flow” gwarantuje lepsze wymieszanie paliwa z powietrzem, co z kolei podnosi sprawność spalania. Warto podkreślić przewodność cieplną miedzi – materiał ten odprowadza ciepło kilkukrotnie skuteczniej niż stal chromowo-manganowa stosowana w tradycyjnych gniazdach. Niższa temperatura zaworów redukuje ryzyko spalania stukowego i pozwala bezpiecznie podnieść stopień sprężania.

Sprawność cieplna 42% – gdzie leży granica technologiczna?

Wynik 42% jeszcze kilka lat temu uchodził za domenę laboratoriów lub sportu wyczynowego. Dla porównania, dynamicznie rozwijane silniki Toyoty z rodziny Dynamic Force osiągają około 40%, a jednostki 1.6 T-GDi Hyundai-Kia z technologią CVVD – 41%. Chińscy producenci, w tym BYD i Geely, deklarują przekroczenie 43%, lecz niezależne testy wciąż trwają. Uzyskanie każdego dodatkowego punktu procentowego wymaga skomplikowanej inżynierii: ulepszonej wymiany ciepła, superdokładnego wtrysku, katalizatorów pracujących tuż przy głowicy i precyzyjnego sterowania fazami rozrządu. Granicą dla silników konwencjonalnych pozostaje około 45%. Powyżej tego progu drastycznie rosną koszty materiałów żarowytrzymałych, a układy odzysku energii (np. turbogeneratory MGU-H z Formuły 1) stają się zbyt drogie do aut seryjnych.

Wpływ na koszty eksploatacji i ślad węglowy

Według wewnętrznych analiz japońskiego producenta, średnie zużycie paliwa w kompaktowym SUV-ie z nową jednostką ma spaść do około 4,5 l/100 km w teście WLTP. Przy rocznym przebiegu 15 000 km daje to oszczędność blisko 200 l benzyny względem modelu z klasycznym układem hybrydowym o podobnej mocy. Przekłada się to nie tylko na obniżenie rachunków, ale także na redukcję emisji CO₂ rzędu 0,5 t rocznie. Co ważne, system pozwala na stosowanie paliw o podwyższonym udziale biokomponentów, a dzięki adaptacji oprogramowania silnik jest gotowy na przyszłe mieszanki z dodatkiem e-paliw syntetycznych. Konstrukcja spełnia wymagania normy Euro 7 bez kosztownych rozwiązań w układzie wydechowym, co może okazać się decydujące dla segmentu popularnych modeli.

Harmonogram wdrożenia i konsekwencje dla rynku

Pierwsze seryjne egzemplarze wykorzystujące nowy zespół napędowy mają zjechać z taśmy w 2027 r. W planach są dwa SUV-y średniej wielkości przeznaczone głównie na rynek europejski i japoński, a w dalszej kolejności sedan segmentu D na Stany Zjednoczone. Strategia zakłada, że do 2030 r. ponad połowa globalnej sprzedaży marki będzie oparta na napędzie elektrycznym z generatorem. Debiut tej technologii może także przyspieszyć rozwój małych elektrowni wodorowych, ponieważ architektura szeregowa pozwala łatwo zastąpić jednostkę benzynową turbiną spalającą H₂. Jeśli konkurenci nie odpowiedzą podobnymi konstrukcjami, Nissan zyska przewagę w segmencie hybryd, który – według prognoz IHS Markit – utrzyma dwucyfrowe tempo wzrostu co najmniej do końca dekady.