К уже привычным терминам и технологиям гибридная и плагин-гибридная силовая установка добавился еще один — так называемый «мягкий гибрид». И хотя в настоящее время на рынке не так много таких автомобилей, с каждым днем их появляется все больше и больше. Что такое мягкий гибрид, какие преимущества и недостатки, о которых вам нужно знать, в нашей публикации ниже.
Мягкий гибрид: определение
Ключевое различие между традиционным гибридом и мягким гибридом заключается в том, что электродвигатель первого может самостоятельно приводить в движение автомобиль, а электромотор последнего способен лишь помочь двигателю внутреннего сгорания, ибо не достаточно силен, чтобы разогнать и поддерживать движение транспортного средства. Отсюда и название «мягкий».
Собственно, традиционный стартер и генератор заменены в нем электромотором, способным запускать двигатель и поддержать его «в трудную минуту». Это помогает увеличить динамику автомобиля и снизить потребление топлива примерно на 15 %. Электродвигатель и батареи не предназначены для полноценного привода автомобиля в движение, но дают возможность значительно упростить и удешевить систему.
Различные технологии с мягким гибридом работают по-разному. К примеру, система Suzuki SHVS (Smart Hybrid Vehicle by Suzuki) имеет усиленный стартер/двигатель и сравнительно небольшой аккумулятор — 0,37 кВт/час. Они помогают двигателю во время резкого ускорения, а также позволяют системе стоп/старт (версия SHVS в Suzuki Baleno) более плавно запустить двигатель и тронуться с места.
На противоположной стороне модельного ряда есть версия новейшей Audi A8, оснащенная мягкой гибридной установкой. Она немного отличается от технологии Suzuki. Названная MHEV (mild hybrid electric vehicle), что в переводе звучит «мягкий гибридный электрический автомобиль», имеет 48-вольтовую систему, которая кроме помощи функции стоп/старт, способна отключить двигатель на 40 секунд во время движения.
Эта гибридная установка А8 также помогает запускать некоторые из ее более сложных систем, таких как активная подвеска, которая может поднимать и опускать каждое колесо в зависимости от дорожных условий.
Флагманский суперкар Ferrari LaFerrari также использует мягкую гибридную систему, чтобы повысить и так немалую мощность двигателя, а также управлять некоторыми вспомогательными функциями автомобиля.
Отличие мягкого гибрида от полного
Конечно же, A8 и LaFerrari не назовешь автомобилями доступными широкому спектру покупателей. Чего не скажешь о мягком гибриде. Он намного дешевле полноценной системы в производстве, и легче, поскольку использует мЕньшую аккумуляторную батарею. Более того, такой аккумулятор способен полностью зарядиться от рекуперативного торможения, чего не могут сделать полные гибриды.
Однако есть и недостатки. Поскольку автомобили с мягким гибридом не способны работать, используя лишь электричество, они, как правило, имеют более высокие выбросы СО2, чем обычные гибриды, поэтому менее привлекательны для пользователей. Так что, тем, кому достаточно 30-50 км чисто электрического движения в повседневных поездках по городу, мягкий гибрид не подойдет.
Toyota продолжает свои разработки в области энергосберегающих технологий. Дальнейшее развитие получила ее гибридная силовая установка, названная «мягким гибридом»
Toyota продолжает свои разработки в области энергосберегающих технологий. Дальнейшее развитие получила ее гибридная силовая установка, названная «мягким гибридом».
Адаптивная система THS-M (Toyota Hybrid System-Mild) может быть применена на большинстве типов легковых автомобилей. Она включает в себя три основных компонента: небольшой электромотор/генератор, соединенный через приводной ремень с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), компактную 36-вольтовую аккумуляторную батарею вторичных источников тока и блок управления.
Принцип работы системы прост. Во время остановки автомобиля, оборудованного «мягким гибридом», ДВС автоматически глушится. THS-M переходит в режим «временной остановки». Возвращает машину «к жизни» электромотор, инициирующий работу обычного двигателя посредством собственного привода.
Нечто подобное использовали в Golf Ecomatic (1994 г.) инженеры Volkswagen. Перед светофорами, на перекрестке, двигатель также глушился с помощью автоматики, но запускался он обычным стартером. Кстати, стартер сохранен и на японском гибриде. Им осуществляется «первичный» пуск бензинового двигателя.
Кроме режима «временной остановки», THS-M имеет еще режим рекуперации. Это когда во время замедления или торможения автомобиля электромотор, соединенный с двигателем, становится генератором, преобразовывая энергию торможения в электричество, способное подзаряжать аккумулятор. На электромотор возложен и привод кондиционера при неработающем ДВС.
Таким образом, THS-M позволяет автомобилю сберегать до 15% топлива (замеры сделаны по японскому ездовому циклу для машин, оснащенных автоматическими трансмиссиями) и уменьшать эмиссию вредных веществ. Задействовав в бензиновом силовом агрегате прямой впрыск, можно достичь и 50-процентного снижения расхода топлива. Ко всему прочему, за счет временных остановок ДВС удалось несколько снизить и шумовую нагрузку на окружающую среду.
Первую машину с THS-M для Японии Toyota планирует выпустить уже осенью. Автомобиль будет оснащен 6-цилиндровым 3-литровым бензиновым двигателем и трехфазным асинхронным электромотором переменного тока.
Если вы успели заметить, система имеет 36-вольтное питание. Объясняется это тем, что гибридные силовые установки нуждаются в большей электрической мощности источника тока. К тому же использование большего напряжения приводит к снижению силы тока, протекающего в проводке авто. Как следствие, можно будет применить провода меньшего сечения и тем самым снизить общую массу автомобиля.
В 1997 году Toyota первой в мире представила серийный автомобиль с гибридной силовой установкой — модель Prius. Семейный седан, оснащенный системой THS (электродвигатель плюс ДВС), превзошел все ожидания компании в плане продаж: реализовано свыше 60 тысяч гибридов. Сейчас готовится к производству минивэн Previa с системой THS-C (гибридная силовая установка с клиноременным вариатором CVT).
Как альтернативу гибридам серии THS Toyota реализует программу по созданию гибридных автомобилей, работающих на топливных элементах (FCHV — Fuel Cell Hybrid Vehicle). Уже есть первые образцы, проходящие сейчас опытную эксплуатацию для дальнейшей отработки конструкции перед запуском в серию.
Редакция рекомендует
За последние два года, в основном благодаря государственным стимулам и высокой доступности, вырос интерес к автомобилям с гибридным двигателем. Тип не часто указывается, в первую очередь производителями автомобилей, за исключением очень маленьких примечаний к характеристикам версий Mild Hybrid, в которых говорится об универсальном гибриде.
Так в чем же разница между мягким гибридом и полным гибридом? Насколько известно журналу Auto3N, с технической точки зрения Mild Hybrid и Full Hybrid существенно различаются, что также отражается на дороге при повседневном использовании.
В случае с «мягким» у нас есть генератор или небольшой двигатель, который помогает на некоторых фазах основного сгорания (бензинового или дизельного). Электродвигатель более эффективен за счет замены стартера и генератора переменного тока одним устройством, которое поддерживает традиционный двигатель. В выпуске поток топлива блокируется и поддерживается генератором. Главный двигатель выключается и быстрее активируется при зажигании без использования стартера при остановке в пробке или на светофоре. Во время старта помогает генератору внутреннего сгорания, как и в некоторых моделях, даже при максимальном разгоне. Но прямого привода электродвигателя нет, и поэтому мы не говорим об автономности только в электрическом режиме.
• гораздо более простое и дешевое техническое решение• у него нет особых циклов перезарядки• чрезвычайно легкая система, практически не влияющая на вес «традиционной» машины• налог (на данный момент) хотя и не настоящий гибрид• для производителей автомобилей, которые с минимальными вложениями снижают потребление и выбросы, чтобы вернуть их в пределы параметров
• расход не особо лучше, особенно в городе• только электрический режим невозможен• он не использует энергию, извлекаемую из двигателя• экономия тормозных колодок и дисков в фазе замедления не может быть использована• не имеет более низких эксплуатационных расходов
Что касается полного гибрида, есть специальный аккумулятор и один (или несколько) электродвигателей, которые дополняют традиционный, помогая или заменяя его даже при тяговом усилии. Обычно этот тип решения имеет несколько километров автономной работы только в электрическом режиме, который также можно принудительно запустить с помощью соответствующей кнопки, если заряда достаточно. Но автономность только в электрическом режиме – это не та природа, для которой они созданы.
Эффективность работы, постоянная помощь или чередование двух двигателей позволяет преодолевать расстояние до 30-35 км с одним литром, если хорошо эксплуатируется. Вот почему часто неправильно спрашивать, сколько километров вы проезжаете на электротяге. Правильнее говорить об этом для подключаемых автомобилей (гибридов с более крупными батареями, которые подключаются к розетке) и чисто электрических.
Использование рекуперативного торможения во время фаз отпускания и торможения без первоначального использования тормозов позволяет резко снизить расход колодок и дисков. В то же время, энергия, которая была бы потеряна, восстанавливается, и аккумулятор заряжается. Последний также подзаряжается традиционным двигателем, если он слишком низкий. По этой причине правильное использование – не снижать заряд батареи до минимума, а всегда стараться поддерживать его не ниже 40-50% и всегда иметь правильную тепловую помощь.
Технологии гибридных автомобилей также имеют разные характеристики, от самых известных, испытанных и новаторских Toyota до технологий Ford и Renault (включая бренды группы) и постепенно приближаются другие производители, не всегда без проблем.
Преимущества:• снижение потребления до 30%, особенно в городах и пригородных маршрутах,• повышенная общая автономия,• снижение выбросов, даже если является автономным транспортным средством, которое можно перемещать только при наличии традиционного топлива,• более низкие затраты на управление,• более низкие затраты на тормозную систему, которая имеет низкий расход за счет использования рекуперативного торможения• более широкие и продолжительные гарантии на электрическую часть.
Недостатки:• с более широким распространением этой технологии, они имеют немного более высокую первоначальную стоимость покупки• у него нет действительно долгой автономии только в электрическом режиме• немного больший вес• отличные инвестиции для автопроизводителей на раннем этапе развития.
Автор публикации
Возможно, вы слышали, что автомобиль называют «мягким гибридом», но что это на самом деле означает? Чем он отличается от других типов гибридных автомобилей? И обязательно ли его подключать? Читай дальше что бы узнать.
Что такое мягкий гибрид?
Автомобиль с мягким гибридом (также известный как электромобиль с мягким гибридом или MHEV) имеет бензиновый или дизельный двигатель внутреннего сгорания и небольшой электродвигатель с питанием от батареи, который помогает улучшить экономию топлива при одновременном снижении выбросов углекислого газа.
Мягкие гибриды — это простейшая форма гибридного автомобиля. Они отличаются от обычных гибридов (часто называемых полными гибридами или «самозаряжающимися» гибридами) и подключаемых гибридов, поскольку электродвигатель не приводит колеса в движение напрямую. Вместо этого работа мягкого гибрида состоит в том, чтобы помогать двигателю, особенно при ускорении. Это может улучшить экономию топлива вашего автомобиля и снизить выбросы выхлопных газов по сравнению с обычным бензиновым или дизельным автомобилем.
У разных производителей автомобилей мягкие гибридные системы работают немного по-разному, но все они следуют этому общему принципу. Поскольку автомобили с мягким гибридом проще, чем другие гибридные системы, они обычно более доступны для покупки.
Как работает мягкий гибрид?
Электродвигатель в мягком гибридном автомобиле представляет собой «стартер-генератор» с питанием от батареи, который заменяет стартер и генератор переменного тока, которые вы обычно найдете в бензиновых или дизельных автомобилях.
Генератор запускает двигатель и питает большую часть электрооборудования автомобиля. Он также накапливает энергию, создаваемую при торможении, и в большинстве «мягких» гибридов использует эту энергию для помощи двигателю при ускорении. Это означает, что у двигателя меньше работы, а значит, он потребляет меньше топлива.
В чем разница между мягким гибридом и обычным гибридом?
Все гибридные автомобили используют электрические системы с батарейным питанием, чтобы обеспечить лучшую экономию топлива, чем если бы у них были только двигатели. Обычный полный гибрид имеет электродвигатель, подключенный непосредственно к колесу, что в большинстве случаев означает, что автомобиль может ездить только на электричестве на короткие расстояния без выбросов выхлопных газов.
Но электрическая система мягкого гибрида не связана с колесами, поэтому вы не можете управлять им исключительно на электроэнергии. Подробнее о различиях между мягкими гибридами, самозаряжающимися гибридами и подключаемыми гибридами можно прочитать здесь.
Ленд Ровер Дискавери Спорт
Как заряжаются батареи мягкого гибрида?
Аккумуляторы, питающие мягкие гибридные системы, заряжаются за счет «рекуперативного» торможения. Это означает, что когда вы нажимаете на педаль тормоза или даже просто отпускаете педаль газа, стартер-генератор меняет направление своего вращения и вырабатывает электричество, которое возвращается к батареям.
Вы не подключаете мягкий гибрид к розетке, чтобы зарядить его батареи. Так заряжаются только подключаемые гибриды и электромобили.
Больше руководств по покупке автомобилей
Вождение мягкого гибрида похоже на вождение «обычного» автомобиля, но есть небольшие отличия. В большинстве современных автомобилей есть система «стоп/старт», которая глушит двигатель, когда вы останавливаетесь, чтобы сэкономить топливо. Но в мягком гибриде об этой функции заботится его стартер/генератор, что обычно означает, что при запуске двигателя вы испытываете меньший толчок — вы можете даже не заметить этого.
Регенеративное торможение, перезаряжающее аккумулятор, может повлиять на чувствительность тормозов, и автомобиль может замедлиться сильнее, чем вы ожидаете, когда вы нажимаете на тормоз или отпускаете педаль акселератора. Сначала это может показаться немного странным, но вскоре вы к этому привыкнете.
Некоторые мягкие гибридные системы достаточно мощны, чтобы увеличить ускорение двигателя, но вы, вероятно, заметите разницу, только если вы сядете за руль автомобиля с мягким гибридом сразу после вождения обычной модели.
Насколько экономичны мягкие гибридные автомобили?
Не существует жесткого правила экономии топлива, которое можно ожидать от автомобиля с мягким гибридом, но он должен быть лучше, чем у автомобиля с обычным бензиновым или дизельным двигателем.
В остальном применяются обычные принципы. Большой тяжелый автомобиль с мощным двигателем потребляет больше топлива, чем маленький легкий автомобиль с меньшей мощностью, независимо от того, является ли он мягким гибридом.
Есть ли недостатки у мягких гибридов?
Хотя мягкие гибридные системы снижают расход топлива вашего автомобиля и выбросы углекислого газа, это сокращение не так велико, как при использовании обычного гибрида или подключаемого гибрида. Автомобили с мягким гибридом также не дают вам возможности использовать только электроэнергию с нулевым уровнем выбросов, которую вы получаете со всеми подключаемыми гибридами и большинством полных гибридов.
Некоторые модели с мягким гибридом стоят немного дороже, чем аналогичная версия без мягкого гибрида, но эта технология быстро становится нормой для новых автомобилей.
Каковы преимущества мягких гибридов?
В большинстве случаев мягкие гибриды дают вам лучшую экономию топлива и выделяют меньше углекислого газа, что должно снизить сумму акцизного сбора на транспортное средство (автомобильный налог), который вам придется платить. Двигатель обычно кажется более плавным и отзывчивым, что делает вождение более легким и приятным.
Какие марки автомобилей производят мягкие гибриды?
Большинство автомобильных брендов уже имеют в своем ассортименте несколько моделей с мягким гибридом. Например, каждая новая версия последнего BMW 5-й серии, не являющаяся подключаемым гибридом, является мягким гибридом, в то время как почти все новые автомобили Volvo представляют собой либо мягкие гибриды, либо подключаемые гибриды, либо полностью электрические автомобили. Каждый новый Fiat 500 также является мягким гибридом, хотя Fiat маркирует автомобиль просто как «гибрид».
В течение следующих нескольких лет почти каждый автомобиль, который не является самозаряжающимся, подключаемым гибридом или полностью электрическим, должен будет быть мягким гибридом, чтобы соответствовать последним стандартам выбросов.
Мы постоянно обновляем и пополняем наш ассортимент. Если вы хотите купить подержанный автомобиль и не можете найти подходящий сегодня, легко настроить оповещение об акциях чтобы первыми узнать, когда у нас появятся автомобили, соответствующие вашим потребностям.
В августе на российском рынке стартовали продажи кроссовера Geely Atlas Pro. И это не просто рестайлинг «Атласа», а совершенно новый автомобиль да еще с гибридной силовой установкой.
https://youtube.com/watch?v=At_Zt5kqYxA%3Ffeature%3Doembed
Новинка, Geely Atlas Pro, не банальный рестайлинг, пусть и выдержанный в русле прошлого поколения модели. Машина сделана по технологии мягкого гибрида. В паре с трехцилиндровым полуторалитровым бензиновым двигателем работает электромотор и 48‑вольтовая батарея. Такие автомобили набирают популярность в Европе и Китае от того, что экологические требования к машинам с традиционным ДВС ужесточаются все больше. Так в прошлом году в Китае нормой был выброс 117 граммов CO2 на километр. На этот год запланировано снижение до 95 граммов. От того настал и наш черед полюбить экологию не на словах, а на деле.
Китайский бренд Geely появился в России в 2007 году. С тех под модели этой компании прочно обосновались как среди новых автомобилей, так и на вторичном рынке.
Главное различие между традиционным гибридным авто и гибридом низковольтным, как у Geely Atlas Pro, заключается вот в чем: в первом случае высоковольтный электродвигатель машины может самостоятельно двигать автомобиль. Во втором, 48-вольтовый электромотор только поддерживает движение автомобиля на постоянной скорости, либо приводит автомобиль в движение на короткой дистанции, скажем, при интенсивном разгоне или старте. Двигаясь на машине было не понять, какой из моторов сейчас задействован. Никаких пиктограмм на этот счет на приборной панели нет. Косвенно давал понять, что я перешел на электротягу, значок А в кружке. Желтенький значок- электросистема не готова, зелененький – работает «электроход». По уверению представителей компании, основной ДВС может заглушаться на скоростях в диапазоне от 30 до почти 130 км/ч. При движении накатом стоило нажать на педаль газа, как в дело включался электромотор, который моментально адаптировался под набранную скорость. Поначалу я старался отслеживать подачу электроэнергии, потом бросил это дело — понять, на какой тяге я еду, не представлялось возможным.
Как только выбрал режим 4Х4, на экране 12 дюймового монитора «нарисовалась» рентген-проекция машина.
Еще раз вернусь к электроначинке, так как именно из-за нее машина стоит ощутимые 2 184 990 рублей. Климат-контроль, полностью светодиодная светотехника, система удержания в полосе, другие электронные помощники, а также электрорегулировки всего и вся, выбор подсветки салона и эко-кожа тоже интересны и влияют на итоговую стоимость, но наличие мягкого гибрида в машине будет поглавнее. Свои варианты мягкого гибрида в нашей стране предлагают пока Volvo (модели XC60 и XC90), Range Rover Evoque и Audi A6. Стоит ли говорить, что мягкий гибрид от Geely самый доступный по цене?
Собственной навигационной системы у автомобиля нет, но можно скоммутировать планшет или телефон с бортовой системой машины.
Одна из причин выбора 48-вольтной системы, фирменное обозначение 48 V EMS – Electric Motor Sinergy, кроется в ее электробезопасности. Применение напряжения в машине ниже 50 В позволяет получить менее сложную и дорогую систему по сравнению с высоковольтными аналогами. К тому же высокое напряжение требует наличие дорогостоящих экранирующих оболочек, изоляционных каналов и коннекторов. Если электросистема автомобиля напряжением более 50 Вольт, то такая аппаратура попадает под категорию «высокое напряжение». Опять же автомеханику для работы с такой системой требуется проходить специальное обучение.
Трехцилиндровый (!) наддувный двигатель выдает у нового Atlas Pro 177 л.с. и 255 Нм крутящего момента. Там же рядом стартер-генератор.
Напряжение, применяемое в мягком гибриде, не требует спецдопусков. Стартер-генератор 48‑вольтой системы Atlas Pro заменяет традиционный генератор и работает от ремня привода вспомогательных агрегатов. Преобразователь и аккумулятор прячутся в багажнике кроссовера, под обшивкой. Трехцилиндровый наддувный двигатель выдает у нового Atlas Pro 177 л.с. и 255 Нм крутящего момента, который передает на колеса при помощи 7 ступенчатой АКП. В момент, когда включается гибридная установка, мощностные характеристики временно увеличиваются и выдают 190 л.с. при 300 Нм момента. Аккумулятор мягкого гибрида заряжается при помощи рекуперации во время торможения. Что касается расхода топлива, то такой тандем снижает его по оценке представителей фирмы на 10%, если сравнивать машину с нынешним поколением Geely Atlas. Коллеги в ходе тест-драйва говорили, что им удавалось достичь расхода топлива в смешанном цикле в 7,8 л на 100 км. Мой личный результат был скромнее, 10 литров на сотню, правда я практически не выключал климатическую установку — в дни тест-драйва жара стояла такая, что в тени бортовой термометр показывал +33. Однако расход в десятку для полноприводной машины, чья снаряженная масса 2 тонны, это неплохой показатель.
По данным борткомпьтера средний расход 11,1 л/100 км
Опять же Geely Atlas Pro – кроссовер полноприводный, в этом его тоже большой плюс. Большинство одноклассников из Made in PRC моноприводные. Полный привод здесь решен при помощи электрогидравлической муфты пятого поколения от BorgWarner. К слову, такая же технология полного привода работает и у родственной модели, Geely Tugella. Включение режима полного привода решен классически, шайбой. Как только выбрал режим 4Х4, на экране 12-дюймового монитора «нарисовалась» рентген-проекция машина, где желтым цветом были выделены карданные валы, соединяющие переднюю и заднюю оси. Параллельно с этим высветилось напоминание, что по достижении скорости в 60 км/час, режим off-road будет выключен автоматически. Машина была «обута» в покрышки с откровенно дорожным рисунком, однако все «вседорожные» препятствия я прошел как бы играючи. Что на разбитой грунтовке, что на асфальте новинка позволяла передвигаться довольно с приличной скоростью. На мой вкус режим «спорт» от экономичного ничем не выделялся. В обоих случаях кроссовер одинаково напористо рвал вперед. Сдается, что в азартном драйве виновата подвеска машины, которую доводили спецы из Lotus. Представители компании особо подчеркнули, что подвеска в новой машине не имеет ничего общего с ныне выпускаемой машиной. У новинки пружины, амортизаторы, стабилизаторы и даже сайлент-блоки с другими характеристиками. К тому же задний подрамник сделали легким, но прочным. От того гонять в рамках ПДД по приличным извилистым дорогам Челябинской области было комфортно и приятно. Единственное, что оставило двоякое ощущение-система удержания в полосе. Я буквально сражался с «автопилотом». Он считал, что я недостаточно верно задаю траекторию движения, и пытался «рулить» самостоятельно. Впрочем, кому то это покажется нормальным. На мой взгляд, Geely Atlas Pro полностью оправдывает свой ценник. У новинки приятный дизайн, решенный в стиле прошлого поколения, но все же, отличающийся от нынешнего Geely Atlas. Упомяну только одну из ключевых особенностей: у Atlas Pro проем двери и саму дверь багажника полностью переделали. Это сказалось на погрузочной высоте, она стала более низкой.
Неплохие и качественные на ощупь материалы отделки салона вместе с достойной эргономикой оставили от машины только хорошее впечатление. Впрочем, нашел и недостаток. Собственной навигационной системы у автомобиля нет, что не мешает скоммутировать планшет или телефон с бортовой системой. Из-за небывалой жары планшет с навигатором нагрелся так, что выключился и на полчаса я остался без карты. По закону падающего бутерброда сотовая связь тоже была вне доступа. Зная промежуточную точку маршрута, начал выяснять дорогу у местного населения. Оно, кстати, с живейшим интересом рассматривало машину, подчас выражая свое одобрение начинкой автомобиля исключительно на ядреном русском. Все восторги заканчивались, когда респонденты узнавали от меня о стоимости авто. Но это в глубинке так реагируют на китайский кроссовер, в более обжитых районах страны уже привыкли.
Машина стоит 2 184 990 руб. За эти деньги вы получите климат-контроль, светодиодную оптику, система удержания в полосе, другие электронные помощники.
Что в итоге? Нас ждет действительно современный автомобиль по цене, за которую другие предлагают традиционный кроссовер с традиционным же набором опций. Если считаете, что 2 миллиона с хвостиком за китайский автомобиль это чересчур, вспомните, сколько стоят аналогичные мягкие гибриды у конкурентов. Главное в этой машине – ее гибридная установка, и просят за нее более чем адекватную цену.
Низковольтные гибриды сегодня активно разрабатывают Volkswagen, Renault и некоторые другие автопроизводители. Например, Группа PSA недавно заключила соглашение о сотрудничестве с бельгийской компанией Punch Powertrain, известным разработчиком и поставщиком трансмиссий для гибридов и электрокаров.
В MHEV начального уровня 48-вольтовый электродвигатель, установленный на место генератора, обеспечивает небольшой прирост мощности, например, при разгоне.
Ожидается, что к 2025 году на долю мягких гибридов придется 18 % мирового рынка легковых и легких коммерческих автомобилей массой до 6 тонн. Для сравнения: сегодня гибриды составляют 6 %, plug-in-гибриды — 3 %, электрокары — 3 %.
48-вольтовый аккумулятор Bosch массой 7 кг займет в машине совсем немного места.
Автопроизводители и разработчики компонентов, говоря о преимуществах мягких гибридов, отмечают, прежде всего, их невысокую стоимость и меньшую сложность в сравнении с обычной гибридной трансмиссией. В линии инноваций, направленных на повышение энергоэффективности, мягкие гибриды (MHEV, Mild Hybrid Electric Vehicles) занимают промежуточное положение между системой «старт-стоп» и полным гибридом sHEV.
Предусмотрена зарядка от внешнего источника, как в подключаемом гибриде.
Ключевое различие между обычным гибридом и гибридом низковольтным заключается в том, что в первом случае высоковольтный электродвигатель может самостоятельно приводить в движение автомобиль, а во втором 48-вольтовый электромотор способен лишь поддерживать движение автомобиля на постоянной скорости или приводить автомобиль в движение на короткой дистанции при низкой скорости (например, в режиме маневрирования на парковке). Для интенсивного разгона мощности электродвигателя недостаточно. Отсюда и название «мягкий». Одна из причин выбора именно 48-вольтной системы — электробезопасность. Применение напряжения ниже 50 В позволяет получить менее сложную (дорогую и тяжелую) систему по сравнению с высоковольтными аналогами. Обычному механику для работы с такой системой не требуется проходить специальное обучение, а для ее обслуживания достаточно обычных инструментов.
ГЕНЕРАТОР КАК МОТОР
На сегодняшний день получили развития две технологии MHEV. В самом распространенном варианте традиционный генератор заменен обратимой электромашиной, способной запустить двигатель и поддерживать его в «трудную минуту», добавляя порядка 10 кВт в режиме ускорения. Это помогает улучшить динамику автомобиля и снизить потребление топлива примерно на 15 %, а также существенно снизить выбросы двуокиси углерода, чем сегодня сильно озабочена автоиндустрия: европейские экологические нормы предусматривают сокращение выбросов CO2 более чем на 25 % до 2021 года.
85-киловаттный мотор-генератор Bosch SMG180.
В отличие от классических гибридных схем с применением высоковольтного (от 300 В) оборудования, низковольтный гибрид относительно дешев во внедрении. ключевым преимуществом является простая адаптация к существующей конструкции силовых установок. По большому счету, требуется всего три оригинальных компонента: электродвигатель, блок управления и компактный аккумулятор весом менее 7 кг. В этой технологии 48-вольтовый мотор-генератор занимает место обычного 12-вольтового генератора, соединяясь с двигателем посредством поликлинового ремня. Наряду с поддержкой двигателя внутреннего сгорания (вплоть до полного отключения ДВС в режиме равномерного движения) мотор-генератор эффективен и во время торможения: переключаясь в режим рекуперации, он заряжает литий-ионную батарею.
Электрическая энергия, которая накапливается в батарее, может быть использована и для прочих имеющихся на борту мощных потребителей, таких как кондиционер, отопитель, вентилятор системы охлаждения двигателя. Кроме этого, инженеры уже сегодня решают задачи будущего с учетом роста энергонасыщенности современных автомобилей. К 12-вольтовой бортовой сети литий-ионный аккумулятор подключается через конвертер. К слову, в этой части решение не новое. Ранее системы электроснабжения на два уровня широко применялись в коммерческом транспорте (ЗиЛ-5301, ЛиАЗ-677).
Режим привода отображается на центральном дисплее.
Поскольку электродвигатель связан непосредственно с ДВС, без промежуточных муфт и прочих компонентов, фаза пуска в режиме «старт-стоп» реализуется быстрее и комфортнее, чем в обычных системах. И это еще одна важная особенность мягких гибридов, впрочем, как и возможность реализации режима маневрирования на малой скорости без запуска двигателя внутреннего сгорания.
В компании Continental, которая является одним из крупнейших разработчиков гибридного привода, считают технологию мягкого гибрида достаточно дешевой, чтобы стать мейнстримом. В 2017 году Continental приступил к массовому производству низковольтного гибридного привода для Renault (будет устанавливаться на модель Renault Scenic Hybrid Assist). Первое производственное решение сочетает экономичный индукционный двигатель с водяным охлаждением и встроенный инвертор. Электромотор передает усилие при помощи приводного ремня непосредственно на коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания — решение, названное экспертами «конфигурацией P0». В ближайшее время производство будет поставлено на поток на основе модульной системы для 48-вольтного привода. По мнению специалистов Continental, такая технология быстро завоюет популярность на рынке, и к 2020 году в мире будет произведено четыре миллиона низковольтных гибридных приводов. К 2030 году эксперты предсказывают увеличение доли таких автомобилей на мировом рынке до 25 млн единиц. В процессе разработки модульной системы инженеры Continental делали акцент на максимальной экономичности, простой адаптации к силовым установкам существующих автомобилей и на автоматизированном экономичном производстве.
Решение Continental сочетает индукционный двигатель с водяным охлаждением и встроенный инвертор.
Эффективность низковольтной системы напрямую зависит от количества поездок и периодов восстановления в процессе непрерывной эксплуатации. В результате Continental выбрала индуктивный электродвигатель с водяным охлаждением, который можно напрямую соединять с системой охлаждения двигателя. Все это позволяет создать конструкцию, которая, в зависимости от версии, может постоянно развивать 6 кВт мощности и 60 Нм крутящего момента, и которую можно устанавливать на место привычного генератора. Использование приводного ремня обеспечивает передачу на коленвал момент до 150 Нм. В рамках модульной системы только диаметр вала электромотора изменяет мощность. Модульная система компании Continental также включает конвертер постоянного тока, который позволяет подключать 48-вольтную систему к бортовой системе питания. Это делает возможным использование накопленной в литий-ионной батарее энергии для стабилизации внутренней системы питания.
Перспективная электрифицированная КП с двойным сцеплением — hybrid DT2 и 48‑вольтовым приводом разработана Punch Powertrain.
Тестовые автомобили продемонстрировали экономию топлива на уровне 13 % в новом европейском испытательном цикле, приводит данные собственных испытаний Continental. В реальных условиях, особенно в городах, этот показатель будет еще выше (до 21 %) благодаря тому, что на рекуперацию энергии будет приходиться большая часть поездки. Так, например, двигатель внутреннего сгорания можно отключить при приближении к светофорам, когда скорость движения опускается ниже 20 км/ч. С 48-вольтной системой привода двигатель внутреннего сгорания запускается всего за 0,2 с — обычному стартеру на это требуется примерно в два раза больше времени. Сочетание 48-вольтного привода с дизельным двигателем, как это реализовано в первом запущенном в производство автомобиле, обеспечивает дополнительный эффект, который заключается в том, что выбросы оксида азота, вырабатываемые при ускорении, снижаются на 10 %, так как часть необходимого крутящего момента генерируется электрическим двигателем.
Для экономически эффективного производства системы в больших количествах Continental разработал новые процессы производства электрических двигателей. Например, обмоточный медный провод для статора не наматывается, а поставляется в виде отдельных отрезков. В сочетании с инновационной технологией соединения подобное решение не только улучшает процесс автоматизации, но и увеличивает плотность размещения материала, что позволяет добиться более высоких результатов на той же установочной площади.
Delphi также включилась в активную работу с автопроизводителями. Новая 48-вольтная «мягкая» гибридная система, разработанная компанией, позволяет улучшить топливную экономичность на 50–70 % по сравнению с 12-вольтным аналогом. При этом стоимость новой системы составляет всего 30 % от стоимости полностью гибридного устройства. Решение от Delphi обеспечивает рекуперацию 85 % энергии торможения, говорится в сообщении компании. Эту энергию можно использовать для привода колес, что позволяет существенно сократить токсичность выбросов и улучшить топливную экономичность, а также дополнительно уменьшить объем двигателя.
Работая над технологиями производства оригинального оборудования, инженеры Delphi тщательно продумали аспект энергосбережения для этой системы, включая технологичность обслуживания и ремонта. Одна из причин выбора именно 48-вольтной системы — отсутствие необходимости в особых системах безопасности как для водителя, так и для обслуживающего персонала. Обычному механику для работы с такой системой не требуется высоковольтный допуск и достаточно обычных инструментов.
Помимо сбережения рекуперированной энергии и ее использования для движения автомобиля, новая система обеспечивает более эффективную, по сравнению с приводом от двигателя, запитку других автомобильных систем (например, кондиционера). Более того, в прототипе реализовано использование электрического 48-вольтного турбокомпрессора, который гарантирует практически непрерывное ускорение именно в тот момент, когда это необходимо. Это решение позволяет дополнительно уменьшить объем двигателя, ведь необходимый крутящий момент можно получить практически сразу.
МОТОР К ТРАНСМИССИИ
Одной из перспективных концепций мягкого гибрида для автомобилей с механической коробкой передач является схема, при которой 48-вольтовый электродвигатель размещается ближе к трансмиссии. За его подключение в силовую линию отвечает электронная муфта. По сравнению с вышеописанными схемами гибридов, в которых электрическая машина непосредственно соединена с двигателем внутреннего сгорания, эта концепция позволяет более эффективно выполнять рекуперативное торможение, поскольку двигатель отключается от трансмиссии во время торможения.
Две схемы «мягкого» гибрида.
Эта концепция MHEV в настоящее время является одним из наиболее экономичных решений для реализации приводов повышенной мощности, предлагая динамические характеристики электропривода на уровне эффективности, близком к нынешним высоковольтным гибридам.
Неудивительно, что имен-но такое решение использует в своих новых разработках уже упомянутая компания Punch Powertrain. Электрифицированную коробку передач с двойным сцеплением — hybrid DT2 и 48-вольтовым приводом планируется устанавливать на будущих моделях автомобилей Группы PSA. Высокие характеристики этой трансмиссии ставят ее на первое место среди коробок передач с двойным сцеплением в сегменте коммерческих и легковых автомобилей, говорится в сообщении компании.
Каким решениям будет отдан приоритет? Председатель правления Continental Эльмар Дегенхарт, выступая на «Автомобильной неделе» в Берлине, отметил, что для эффективной защиты климата необходим смешанный привод, состоящий из электропривода, экологичного дизельного и бен-зинового двигателя, нейтральных синтетических видов топлива и топливных элементов. «Предписанный политиками отказ от технологии двигателей внутреннего сгорания — это неверный путь, ведь принятие потребителями новых технологий не может быть навязано политическими мерами», — сказал Дегенхарт.
Подписка на рассылку материалов Автопарка
Загрузка...