Гибриды отменяют революцию
Свою главную инновационную идею последних лет «Тойота» потихоньку стащила у выпускника Харьковского института радиоэлектроники
![]() Презентация концептуального гибридного спорткара Porsche 918 Spyder. Фото: Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG |
Летом 2006 года на одном из постов ГИБДД я наблюдал такую картину: молодой сотрудник пытался с прибором замерять СО/СН в выхлопной трубе праворульного хетчбэка Toyota Prius. Он просил владелицу автомобиля завести мотор, а она ему клялась, что он заводится только на скорости в 30 км/ч. Гаишник не верил, женщина настаивала. Со стороны это выглядело, как эпизод из комедии, и было очень смешно.
Теперь таких «тёмных» инспекторов в ГИБДД нет, в России уже официально продаются гибридные автомобили, а в мире почти не осталось автопроизводителей, в модельном ряду которых не состоит или не значится версия автомобиля с силовым агрегатом из электромотора и двигателя внутреннего сгорания. Некоторые, как, например,
Идея гибрида стала своеобразным консенсусом между нефтяниками, защитниками среды обитания и бизнесменами. Такой вид транспорта дает возможность производителям углеводородного топлива постепенно переходить к освоению более современных энергоносителей (как, например,
Первой компанией, начавшей массовое производство гибридов, была Toyota со своим Prius, а последними «поддались» влиянию мирового тренда Ferrari, Lamborghini и Porsche. Эти три марки отождествляются в воображении техноманьяка с неудержимой мощью моторов и их ласкающим слух рокотом и служат визиткой счастливого транжиры, меньше всего думающего об экономии бензина.
Но уже в марте этого года Ferrari показала в Женеве концепт гибридного купе
![]() Как выяснилось, к разработке гибридного синергетического привода Hybrid Synergy Drive (HSD), запущенного корпорацией Toyota Motor в серийное производство в 1997 году, приложил руку выходец из СССР Алексей Северинский. Фото: Toyota Motor |
Porsche тогда же представила концептуальный гибридный спорткар
Porsche 918 Spyder оснащён литий-ионным аккумулятором с жидкостным охлаждением и системой рекуперации энергии при торможении. Трансмиссия, в основе которой находится семиступенчатая
А вот Lamborghini пока ничего не представила, но гендиректор компании Стефан Винкельман (
Представленные гибриды пока ещё страшно далеки от народа. Это своеобразные произведения технологического искусства, которые если и увидят «зелёный свет» на конвейер, то будут выпущены в малых сериях и стоить будут примерно как небольшой мотоциклетный завод в Индии. А вот среди истинно «народных» гибридов в мире началась первая технологическая революция. Но давайте по порядку.
Самый распространённый в мире тип гибридного двигателя — гибридный синергетический привод Hybrid Synergy Drive (
Бывший специалист по противотанковой электронике Северинский в 1994 году запатентовал схему бензоэлектрического гибридного мотора. В начале 2000-х он создал в США фирму Power Assisted Internal Combustion Engines (
В агрегат входит бензиновый мотор, работающий по циклу Аткинсона, электрогенератор, электромотор, планетарная передача с электровариатором, блок никелевых батарей и AC\DC-инвертор. На скорости выше средней бензиновый двигатель передаёт часть энергии непосредственно на передние колёса, часть — на электрогенератор. От генератора часть тока ответвляется на подзарядку батареи, а часть возвращается (через инвертор 500 В) на тяговый электромотор, который вращает передние колёса через коронную шестерню. При максимальном ускорении бортовой компьютер прекращает подзарядку батареи и направляет весь ток от генератора на электромотор. Кроме того, ток от батареи через инвертор также поступает на электромотор. При торможении компьютер выключает бензиновый двигатель, а электродвигатель переключается в режим генерации тока и возвращает энергию в батарею (это и есть рекуперация). На малой скорости (до 50 км/ч) автомобиль работает в режиме электромобиля, получая энергию только от батареи. Типом двигателя HSD оборудованы модели первых двух поколений Prius, все гибридные Lexus, автомобили Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.
![]() Гибридный электромобиль Toyota Prius Plug-in Hybrid с возможностью подзарядки от внешней электрической сети. Фото: Toyota Motor |
Второй по количеству выпущенных единиц — двигатель типа
Американские инженеры тоже пошли по пути гибридизации стандартных бензиновых моторов и дизелей. В 2005 году инженеры GM, DaimlerChrysler и BMW совместно создали трансмиссию
А бывает ещё так называемый псевдогибрид, где электромотор — основной двигатель, а ДВС работает как привод генератора электроэнергии. Такая схема реализована в модели Chevrolet Volt, которую разрабатывали с 2007 года. Кстати, первым из знаменитых тест-драйверов серийного Volt стал президент США Барак Обама (
Как сказано на сайте производителя, серийный Volt не гибридный, это автомобиль совершенно нового класса — с технологией «E-REV», то есть электромобиль для дальних расстояний. Это первый в истории автомобиль, использующий электроэнергию в качестве основного источника энергии, с отсеком для литий-ионных аккумуляторных батарей в форме буквы Т общей емкостью в 40 кВт·ч. По прохождении 60 км двигатель Volt для дальних расстояний, работающий на бензине или этаноле E85, создаёт дополнительную электроэнергию для дальнейшего движения автомобиля на сотни километров.
В приведённых выше примерах, кроме Chevrolet Volt, для запаса и хранения электричества в гибридах используются никелевые батареи. И, по сути, они и являются тем самым устаревшим элементом технологии, который очень скоро может исчезнуть с рынка так же, как фотоаппарат Polaroid.
![]() Chevrolet Volt. Фото: General Motors |
Емкость литиевых аккумуляторов на единицу массы значительно выше. Они значительно дольше «держат заряд», чем никелевые. Кроме того, их проще заряжать. И что еще немаловажно, поскольку литиевые источники питания широко используются в бытовой электронике, в мировой экономике уже сложился рынок литиевых аккумуляторов с конкуренцией как фактором давления на цены. К тому же к существующим производителям чуть ли не каждый месяц добавляются новые. Причем при непосредственном участии где-то автопроизводителей, а где-то и государств.
Например Volkswagen создал СП по выпуску литиевых аккумуляторов с Toshiba, Nissan образовал СП с NEC, Daimler с BYD, а администрация президента США выделила корейско-американской компании Compact Power грант в $151 млн на строительство завода, где будут выпускаться аккумуляторные батареи для General Motors и Ford Motor.
Кроме типа аккумуляторов, кардинально меняется подход к их зарядке. Если раньше автопроизводители не думали о придании своим гибридам способность зарядиться от розетки, то сейчас машины проектируются только с такой опцией. Возьмем, к примеру, лидеров — Toyota и Honda.
Toyota снабдила подзаряжаемой батареей третье поколение своей модели Prius. Главным отличием plug-in «Приуса» от такового с HSD является тип накопителя электроэнергии: вместо никель-металлгидридных аккумуляторов (NiMH) модель снабжена литий-йонными (Li-ion). Это привело к тому, что в разы увеличился запас хода машины только на электромоторе. Дополнительно водитель нового «Приуса» вообще перестал зависеть от зарядки батареи — если аккумуляторы разряжены, то можно поездить на бензиновом моторе, а доехав до дома, воткнуть автомобильную вилку в розетку и через несколько часов снова получить в распоряжение настоящий электромобиль, не создающий выбросов, запаха и шума.
Компания Honda Motor объявила в 2009 году о выборе водородных двигателей в качестве технологии будущего. Глава отдела разработок Honda Motor Такаси Мория (Moriya Takashi) тогда высказал мнение, что именно электричество из водородных ячейках, а не литиевые аккумуляторы, будут максимально востребованы в будущем. Однако в этом году компания сообщила о планах выпустить Plug-in гибрид на литиевых аккумуляторах. По словам представителей компании у гибрида, батареи которого можно зарядить от бытовой электросети, запас хода на 60 км больше, чем у батареи Honda Insight. Этому же типу гибридных моторов отдали предпочтение остальные японские и европейские компании.
В модельном ряду отечественного автопроизводителя также есть гибридная Lada, но тут речь ведется не о смеси электромотора с двигателем, а о ДВС, способном работать как на бензине, так и на природном газе. О планах «АвтоВАЗа» выпустить гибридную машину мирового стандарта пока ничего не слышно.
Тамерлан Фаттахов, 28.07.2010
Новости партнёров