За последнее время в Украине появилось три кроссовера. Все они японские, похожи по размеру/классу, а еще – все они гибридные. Но ведь гибриды бывают разные! Я говорю не о разнице между классическими HEV-гибридами, простыми «мягкими» MHEV-гибридами или сложными и мощными PHEV-гибридами с возможностью подзарядки. Я о разнице даже в пределах сегмента традиционных HEV-гибридов. Предлагаю рассмотреть три современных модели: Toyota Corolla Cross, Nissan Qashqai e-POWER, Honda HR-V e:HEV. На их примере есть отличная возможность сравнить различные конструкции гибридов, чтобы четко проследить преимущества и недостатки каждой из них.
Содержание
Если мы произносим слово «гибрид», то сразу вспоминаем Toyota: именно эта компания активно занималась разработкой гибридных технологий в 1990-х годах и выпустила первый серийный гибрид. Сегодня гибридные версии представлены для большинства моделей Toyota, компания говорит о внедрении гибридов уже пятого поколения: в каждом последующем случае улучшались технологии – эффективность ДВС, мощность электромотора, тип аккумулятора.
Вот кроссовер Toyota Corolla Cross: основу его гибридной конструкции составляет бензиновый 2-литровый атмосферный двигатель и электромотор, соединенные между собой бесступенчатой электромеханической трансмиссией e-CVT (планетарная передача). В зависимости от условий работы передние колеса вращаются либо благодаря приводу от электродвигателя, либо благодаря ДВС, либо благодаря двум моторам и сочетанию их мощностей в этой же трансмиссии. Такая конструкция называется «параллельным гибридом»: то есть, два двигателя могут работать параллельно для вращения колес. Причем в этой паре обычно бензиновый двигатель мощнее, чем электромотор.
Принцип такой конструкции для Toyota оставался неизменным с момента появления первых гибридов еще в конце 90-х годов. Изменялись ДВС, электромоторы, аккумуляторы – но принцип построения конструкции остается тот же: параллельный гибрид с бензиновым двигателем, который мощнее электромотора.
Рассмотрим пример Toyota Corolla Cross Hybrid: общая мощность 197 л.с., среднее потребление по городу на уровне 5,5 л на 100 км, ускорение до «сотни» за 8,1-8,2 секунды. Плюс еще отметим Toyota RAV4: такой гибридный кроссовер имеет 2,5-литровый двигатель и один (передний привод) или даже два электродвигателя (полный привод) – обратите внимание на реализацию полного привода благодаря наличию электромотора для привода задних колес. Кстати, результаты «старшего брата»: потребление по городу 7,5-8 л на 100 км, ускорение до «сотни» за 8,4 секунды. Обычно гибриды Toyota могут преодолеть только на электроприводе 1-2 км, в зависимости от условий движения.
С появлением технологии e-POWER, компания Nissan предлагает собственное видение гибрида – и это «последовательный гибрид». То есть, все ключевые компоненты системы соединены между собой последовательно в одну силовую линию: «колеса-электромотор-аккумулятор-генератор». В этом случае ДВС используется только для вращения генератора и выработки электроэнергии, у нас вообще нет прямой механической связи между колесами и ДВС.
Преимущества такой конструкции состоят в возможности достичь максимальной эффективности: отдельно работает электромотор для вращения колес; отдельно работает ДВС по собственной программе без зависимости от скорости движения автомобиля, его ускорений или замедления. Еще одним преимуществом является управление и поведение автомобиля в стиле электромобиля: получаем мгновенные реакции на нажатие педали акселератора, широкие возможности по реализации более интенсивной рекуперации, даже можно сделать «управление в одну педаль».
В таком типе гибрида мы должны учитывать именно мощность и крутящий момент электромотора: вот все что есть – все это и поступает на колеса. В то же время, мы можем не считаться с мощностью ДВС, ведь это важно только для зарядки аккумулятора, прямой взаимосвязи с колесами нет. Потому и нет необходимости в суммировании мощностей/момента двух электромоторов. Кроме того, обычно в гибридах последовательного типа используется больший аккумулятор; а это позволяет преодолеть большее расстояние только на электроприводе.
Первое знакомство с интересной технологией – на примере Nissan Qashqai e-POWER: мощность 190 л.с., среднее потребление по городу на уровне 5,5 л на 100 км, ускорение до «сотни» за 8,4 секунды. Только на электроприводе такой кроссовер способен преодолеть 4-5 км, что оказало большое влияние на потребление горючего: некоторые городские поездки удавались с результатом 3,2-3,4 на 100 км пути. Но есть и другая сторона медали – похоже, бензиновый 1,5-литровый 3-цилиндровый турбодвигатель иногда слишком «напрягался», стараясь как можно быстрее зарядить аккумулятор: бывало, что потребление топлива поднималось до уровня 6,5 л на 100 км пути. Словом, имея в общем схожий показатель по городу «5,5 л на 100 км», диапазон уровня потребления топлива (3,2-6,5 л на 100 км) в случае Nissan был больше, чем у Toyota (4,5-6 л на 100 км). Кстати, в Украине уже стартуют продажи кроссовера Nissan X-Trail, имеющего аналогичную гибридную технологию и передний или полный привод – последний будет реализован за счет дополнительного электродвигателя в приводе задних колес. Интересно будет увидеть, что продемонстрирует этот кроссовер.
И несколько слов о гибриде Honda e:HEV, который отличается от двух вышеупомянутых примеров. Хотя сначала кажется, что все просто и гибрид Honda построен по последовательной схеме: колеса вращаются только за счет электромотора, он получает энергию от аккумулятора, тот заряжается благодаря генератору и ДВС – все компоненты системы выстроены в одну последовательную силовую линию.
Но отличие гибрида Honda заключается в наличии сцепления, подключающего ДВС непосредственно к передним колесам при движении с высокой скоростью (80-120 км/ч) – то есть, во время путешествий на трассе. Компания заявляет, что это более эффективный режим, чем, если производить электроэнергию и дальше подавать ее на электромотор.
Правда, трассовые показатели уровня потребления горючего у этих трех гибридов примерно схожи – в диапазоне 80-120 км/ч имеем потребление 4,5-6 л на 100 км пути. То есть, при условии движения на высокой скорости большее значение имеет аэродинамика кузова, сопротивление качению шин и пр.; чем нюансы конструкции гибридной системы и ее работы.
Но ведь в городе Honda HR-V e:HEV приятно удивляет: имеем не очень высокую мощность в 130 л.с., но имеем также невысокий уровень потребления горючего около 4,5 л на 100 км (диапазон 4,3-5,1 л); ускорение до «сотни» длится 10,1-10,2 секунды. Конечно, кто-то заметит «этот кроссовер меньше по отношению к своим конкурентам». Тогда предлагаю посмотреть на автомобиль Honda CR-V Hybrid, на примере которого впервые изучали гибридную систему, а также упомянуть Honda CR-V e:HEV 4WD с полным приводом: мощность 184 л.с., потребление топлива в городе на уровне 6-6,5-7 л на 100 км, ускорение до сотни за 8,2-8,7 секунды. И все это достигается с использованием обычных 1,5- или 2-литровых атмосферных моторов – это положительно сказывается на упрощении конструкции двигателя и, соответственно, на его надежности, выносливости, простоты ремонта в будущем. Обратите внимание, что механическая связь используется не только в гибридной системе и приводе передних колес, но также при необходимости реализации полного привода – здесь есть обычный карданный вал. Гибриды Honda могут преодолеть на электроприводе 2,5-3 км пути.
На мой взгляд – лучше гибрид «последовательного типа», который используют Nissan и Honda. Ведь такой тип гибрида позволяет максимально гибко использовать электромотор, имеющий лучшую эффективность (КПД) в работе. В этом случае бензиновый двигатель обычно выступает только в качестве привода генератора для выработки электроэнергии: то есть его роль уменьшается. Следовательно – хватит обычного небольшого атмосферного мотора с циклом Аткинсона/Миллера и настройками работы на средние обороты, как это сделано у Honda.
Плюс возможность механического подключения к колесам предоставляет еще один вариант работы гибридной системы, что более эффективно при движении на высокой скорости. Поэтому в этой паре наиболее интересным вариантом выглядит Honda.
Значит ли это, что прямо сейчас Toyota должна оставить свои разработки и начать разрабатывать гибрид заново? Конечно, «нет». Во-первых: думаю, у компании есть еще достаточно идей для улучшения уже существующей гибридной системы. Во-вторых, максимальные усилия «на будущее» уже нужно уделять электромобилям.
Кроме того, есть еще третье: гибриды Toyota прекрасно известны и имеют хорошую репутацию, а гибридные версии представлены почти для всех ключевых моделей компании. Пусть так будет и дальше – ждем новых гибридов, хороших и разных!