Статьи
Подзаряжаемый гибрид – автомобиль ближайшего будущего

Подзаряжаемый гибрид – автомобиль ближайшего будущего

заглав 1

В своем время мы рассказывали вам о водородных автомобилях как автомобилях будущего. Но сколько авторов – столько и мнений. Сегодня я постараюсь рассказать, почему основную ставку стоит делать на подзаряжаемый гибрид как на автомобиль ближайшего будущего. Причем будущего, которое наступает прямо сейчас.

Почему «автомобиль будущего» – это подзаряжаемый гибрид

Есть революционеры громкие, а есть тихие: не видно, не слышно, но вдруг смотришь – а они уже изменили мир. Вспомним такие модели, как Mitsubishi Outlander PHEV, Volvo V60 Plug In Hybrid, Volkswagen Golf GTE – эти три автомобиля фактически являются воплощением тихого революционера. Революционера по имени «подзаряжаемый гибрид», который уже перевернул автомобильный мир.

фото 1

Идеальный семейный автомобиль: просторный дизельный гибридный универсал Volvo V60 Plug In Hybrid с полным приводом и возможностью проехать до 30 км только на электричестве. Весь секрет его успеха – а тираж уже составляет около 5 000 экземпляров – в том, что этот автомобиль не заставляет жертвовать чем-то ради эко-темы, как это происходит в случае с электромобилями.

Подзаряжаемый гибрид – это автомобиль, который имеет двигатель внутреннего сгорания, электромотор, гибридный модуль (управление двумя моторами), аккумуляторную батарею с возможностью ее подзарядки от розетки (как в электромобиле). Его главная особенность в том, что аккумулятор здесь средних размеров: меньше, чем в электромобиле, и больше, чем у обычного гибрида. К примеру, в трех перечисленных автомобилях аккумулятор имеет емкость 9-11 кВт против 24 кВт у Nissan Leaf и 60-85 кВт у Tesla Model S. И это решает все!

Во-первых, такой аккумулятор значительно компактнее и легче, чем у привычного электромобиля. Во-вторых, он и значительно дешевле, что непосредственно сказывается на цене автомобиля. Третье – зарядить небольшой аккумулятор получается заметно быстрее: для этих трех моделей время заряда АКБ составляет 3-5 часов против 8-15 часов для электромобиля (сейчас мы говорим о зарядке от обычной сети, без использования специальных «ускоренных» зарядных станций с повышенным напряжением и/или силой тока). Конечно, и пробег на чистом электричестве будет значительно меньше – примерно 30 реальных км, и до 50 км в идеальных тестовых условиях. Однако 30-40 км – это именно то расстояние, которое многие проезжают ежедневного по дороге на работу и обратно. И даже если закончится электричество в АКБ, то не наступит «конец света»: автомобиль просто запустит ДВС и поедет дальше, что особенно актуально при длительных путешествиях на несколько сотен километров и чего сегодня боятся большинство электромобилей.

Интересно, что конструкция всех трех вышеназванных автомобилей кардинально разная. К примеру, кроссовер Mitsubishi Outlander PHEV является больше электромобилем с электромоторами на обеих осях, в то время, как бензиновый ДВС подключается только к передним колесам и через редуктор с передаточным числом 0,95 (традиционной КПП нет, фактически ДВС может работать только при «трассовых» скоростях от 70-80 км/ч и выше). Универсал Volvo оснащен привычным дизелем и «автоматом», которые приводят передние колеса, а электромотор установлен на задней оси. В зависимости от выбранного режима, «швед» может быть с передним, задним, полным приводом. Ну а компактный VW Golf GTE построен по принципу привычного гибрида: бензиновый турбо-мотор TSI, робот-автомат DSG, электромотор между ними, аккумуляторная батарея в задней части автомобиля. Привод – традиционно передний.

Их много и они уже здесь

На самом деле автомобилей, которые построены по принципу подзаряжаемого гибрида достаточно много. Причем многие из них уже не просто добрались до конвейера, а и успели стать хитами продаж. На фоне чего некоторые ключевые авто-производители, к примеру, Mercedes, даже заявили, что будут делать особую ставку на подобный тип машин. Та же компания Mercedes даже инвестирует в строительство собственной фабрики аккумуляторных батарей.

2011 Chevrolet Volt Production Show Car

Chevrolet Volt: один из первых знаковых подзаряжаемых гибридов. Наработки начались еще в 2005-2006 году, в 2007-м были показаны первые концепты, а в 2010 стартовало серийное производство. В какой-то момент GM пришлось остановить производство Volt по причине низкого спроса, но уже тогда счет шел на 7-10 тыс. автомобилей. Однако в результате автомобиль себя оправдал – иначе сегодня мы бы не ждали уже второе поколения Volt-а.

Одним из первенцев данного класса стала парочка Chevrolet Volt и Opel Ampera. Причем еще в далеком 2010 году. Затем были наработки от японцев – рассмотренный выше Mitsubishi Outlander PHEV и Toyota Prius Plug-in. Добавьте к этому гибрид Volvo V60, целое семейство автомобилей от VW Group, построенных на схожей технике (Golf GTE, Audi A3 e-tron, VW Passat GTE, Skoda обещает гибрид с аналогичной техникой на базе нового Superb). Плюс «инновационный революционер» BMW i3, которые предлагается в варианте с «удлинителем хода» в виде небольшого бензинового мотора: так автономный пробег увеличивается с чисто «электрических» 120-140 км до 300 км. Наконец, в этом классе уже даже существуют свои суперкары – BMW i8 и Porsche 918 Spyder: впечатляющая динамика и смешной расход. Словом, счет уже серийных и вполне реальных автомобилей пошел на десятки. Даже без учета всех концептов, наработок, мелких серий и т.д. Причем прямо сегодня уже готовится второе поколение Chevrolet Volt, а за ним обещают и второе поколения Opel Ampera.

Причем цена этих решений не так уж и велика. К примеру, VW Golf GTE в Европе будет стоить около 36 тыс. евро, Audi e-tron обойдется в 38 тыс. евро. В схожую сумму оценен и BMW i3 – около 35 тыс. евро чисто электрическая версия и менее 40 тыс. евро гибридная версия с «удлинителем хода». Модель Mitsubishi Outlander PHEV в Европе стоит около 49 тыс. евро, а странах СНГ стоит порядка 50-60 тыс. долларов. Универсал Volvo V60 Plug In Hybrid в Европе оценен в 57 тыс. евро, а в странах СНГ – 80 тыс. долларов. Дорого? Но не забывайте, что такие автомобили обычно предлагаются в хороших версиях с массой дополнительного оборудования и не базовым мотором.

К примеру, компания VW ставит модель Golf GTE в один ряд с версиями GTI да GTD. И пусть «горячий» бензиновый Golf GTI оказывается и быстрее, и дешевле (но прожорливее), однако с «подогретой» дизельной версией GTD бензиново-гибридный GTE уже сравним и по цене, и по расходу, но выигрывает в инновациях и стоимости 1 км пробега.

Кстати, а каков какой расход топлива у подобных гибридов? Паспортные данные большинства подобных автомобилей дают нам цифру около 1,5-3 л/100 км.

фото 3

Гениальный в своей конструкции Porsche 918: 887 л.с., 652 кВт, 2,6 с до 100 км/ч, 345 км/ч. И смешной заявленный расход в 3,1 л/100 км. Гибрид – это уныло? Ну-ну…

Однако это не столько достижение подзаряжаемого гибрида, сколько хитрости в методике расчета расхода топлива. К примеру, уже выработана новая методика расчета расхода NEFZ, где принято, что гибрид проходит 2/3 дистанции из условных 100 км на электротяге и лишь 1/3 дистанции – при работающем ДВС. Таким образом, если реальный расход топлива при работе ДВС составляет 6л/100 км, то по циклу NEFZ он может вполне быть отмечен на уровне 2л/100 км. Еще один циклы для измерения расхода топлива – NEDC – вообще предусматривает тестовый пробег в 11 км, который подобные гибриды могут покрыть и без капли топлива. Сегодня появился и «глобальный цикл» замеров расхода – WLTP – где будут учитываться сразу два расхода топлива: с полностью заряженной и с полностью пустой батареей.

Именно поэтому, когда мы говорим о расходе топлива подзаряжаемого гибрида, следует уточнять в каком именно режиме. Если при пробеге в городе, на дистанции 30-40 км, то можно говорить о нулевом расходе топлива, и потреблении только электричества. Тогда зарядка аккумулятора на 10 кВт/ч (около 30 км пробега) будет стоить от 2,37 грн. до 13,4 грн. (в зависимости от тарифа на электроэнергию), т.е. 100 км пробега обойдется в 7-40 грн. К примеру, 100 км пробега дизельного VW Golf GTD (двигатель 2,0 TDI с расходом в городе 5-5,5 л/100 км) обойдутся в 85-90 грн. Но когда мы говорим о дальней поездке по трассе, то в игру вступает традиционный ДВС (бензин, дизель), и расход гибрида становится равным расходу обычной версии этой модели с традиционным мотором. К примеру, условный расход топлива для того же Golf GTE составляет 4,5 л бензина 100 км, в тоже время, когда Golf GTD потребует 4 л дизельного топлива. При условном равенстве цен между двумя видами топлива (95+ и ДТ-евро), экономия гибрида на трассе равна нулю. Таким образом, современный подзаряжаемый гибрид великолепно оправдывает себя при частных поездках в городе, но не может предложить ни одного значимого преимущества, если речь идет о частых трассовых поездках на дальнее расстояние.

Конечно, еще есть вопрос стоимости и срока службы аккумуляторной батареи, однако этот вопрос актуален и для электромобилей, причем он там даже более важен. Коротко можно сказать, что батарея в подзаряжаемом гибриде будет стоить меньше ввиду более компактного размера, и должна служить дольше, ведь ей будет помогать обычный ДВС. В тоже время батарея гибрида будет модернизироваться одновременно с модернизацией батарей электрокаров: увеличение емкости, снижение цены, больше срок службы, быстрее заряд. И если, к примеру, электромобили будут полностью заряжаться за 3 часа, а их батарея будет стоить 1 тыс. долларов, то подзаряжаемый гибрид на этом этапе развития будет, к примеру, заряжаться за 1 час, а его батарея будет стоить 500 долларов. Важно понимать – эволюционное развитие аккумуляторов электромобилей и подзаряжаемых гибридов будет идти параллельно, и электромобили не смогут выиграть войну с гибридами до тех пор, пока не появится революционное решение в области батарей и/или способа поставки электроэнергии: быстрая зарядка, пробег до 400-500 км, низкая цена и т.д.

Однако у подзаряжаемых гибридов есть и другой важный вопрос – где размещать батарею? Ведь нужно найти место и для топливного бака. К примеру, для внедорожника актуально размещение батареи вдоль всего днища – клиренс позволяет. Но высокий кузов внедорожника плохо сказывается на аэродинамике, что влияет на расход топлива – и зачем тогда гибрид? В легковых гибридах батарею размещают, как правило, в задней части автомобиля, под сиденьем второго ряда. Но тогда батарея или заставляет уменьшать топливный бак (до 20-25 литров) и/или выдавливает его в область задней подвески и заднего свеса. А там уже может покоиться запасное колесо или «докатка» – приходится их убирать или менять форму багажника. Еще один вариант – топливный бак оставляют на месте, под сиденьем второго ряда, а саму батарею укладывают в багажник (без запасного колеса или «докатки»). В обоих случаях мы получаем уменьшение объема багажного отсека. Словом, этот вопрос компоновки еще требует решения.

Альтернативные гибриды

Класс подзаряжаемых гибридов вырос на стыке традиционных гибридов и электромобилей. В итоге он сейчас угрожают своим обоим прародителям. И появление подзаряжаемой версии для Toyota Prius явно показывает подобный вектор развития. Но и в самих гибридах еще не все ясно.

К примеру, почему вместо более экономичного дизеля гибриды обычно строятся на базе бензинового мотора? Потому, что бензиновый ДВС дешевле, он будет работать только в трассовых экономичных режимах, потому, что механически сложно объединить высокий крутящий момент дизеля с электромотором. Кстати, именно из-за последней причины редкие дизельные гибриды Citroen DS5 Hybrid 4, Peugeot 508 RXH, Volvo V60 Plug In Hybrid, имеют электрический модуль на задней оси и превращаются в полноприводные модели. При этом механической связи между передними колесами с дизельным ДВС и задними колесами с электромотором фактически и нет, если не считать дороги.

Еще вопрос: другие гибридные системы, без электрической батарей. Встречались наработки с конденсаторами и маховиками, но они не доказали свою эффективность. Наиболее интересным в плане «альтернативных гибридов» сегодня выглядит технология Hybrid Air от французов PSA Peugeot Citroen: здесь использована связка гидромотора, гидроцилиндра, пневматического насоса и баллона. Для запасания энергии используется обычный воздух, который сжимается в баллоне при торможении. А при разгоне этот воздух выходит, проталкивает жидкость, она вращает гидромотор, который, в свою очередь, и снимает нагрузку с основного ДВС – вот и экономия топлива.

Citroen C4 Cactus AIRFLOW 2L Concept

Citroen C4 Cactus Airflow 2L: пример, как современными, но реальными технологиями (Hybrid Air, малообъемный бензиновый мотор VTi, тщательная работа с аэродинамикой, эко-шины) можно добиться расхода топлива в 2л/100км.

В плюсах у подобного решения – низкая цена ввиду отсутствия АКБ, длительный срок эксплуатации (нет необходимости менять АКБ), небольшая прибавка в весе (максимум +100 кг всей системы). Но в минусе – невозможность подзарядки, сложность конструкции, необходимость доводки системы до серийного варианта, который обещают в 2015-2016 году.

Выводы: что нас ждет в ближайшем будущем?

В ближайшие 5-10 лет мы увидим засилье автомобилей, построенных по принципу подзаряжаемого гибрида: их цена уже сейчас не слишком велика, они обещают чистые и дешевые поездки по городу (30-50 км), не боятся длительных поездок. Надеюсь, мы увидим и недорогие альтернативные гибридные системы для компактных автомобилей, наподобие Hybrid Air. Одновременно с этим будет продолжаться и развитие электромобилей. За ними – далекое будущее. А до тех пор – копите деньги на подзаряжаемый гибрид.

PS: В следующей статье мы детально расскажем об электромобилях, и о том, почему электромобиль – это транспорт будущего, но далекого будущего. Самые актуальные вопросы: цена электромобилей; автономный пробег; срок службы и стоимость аккумуляторов; время зарядки электромобиля; альтернатива зарядке в частности и электромобилям в целом. Ждите – будет интересно!


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: