Вход

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

0 продукта | 0 лв.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

auto motor und sport Bulgaria logo

За същността на хибрида: Renault E-TECH Част 2

09.11.2021 00:52

Една история за създаването на хибридната система на френската компания

Сравненията на модулните технологични решения с конструкции от Lego са често срещани, но едва ли ще откриете проект, който наистина се материализира първоначално като нещо  сглобено от елементи на Lego. Сега той е тук, пред нас за виртуалната ни среща със създателя на хибридната система E-TECH Никола Фремо.  

 

„Времето е подходящо за електрически автомобили – на практика времето е критично“ е един доста ясен израз за случващото се в момента. Принадлежи не на кого и да е а на самия Карлос Гон и датира отпреди 15 години. Още тогава новаторът чието име в момента Renault и Nissan деликатно отбягват упорито налагаше като кредо на големия концерн. 

Имах щастието да присъствам както на представянето на концепцията Megacity Vehicle на BMW, материализирала се по-късно като i3, така и на представянето на специално пригодената за електрическо задвижване платформа от тогавашния главен инженер на Tesla Питър Роулигсън в Детройт. Събитията се случваха някъде в миманса, а на щанда на NAIAS (Изложението в Детройт) на Tesla по време на презентацията на двайсетина квадратни метра присъствахме не повече от десетина души. 

В паметта ми обаче се е запечатал и друго събитие, случило се горе долу в същия времеви диапазон, между средата на 2010 и началото на 2011 година. Беше небрежно тестово шофиране на електрическия седан Renault Fluance в Париж, чийто неестествено издължен багажник (конструиран за да побере батерията с капацитет от 22 кВтч) беше неволен символ на неясната идентификация която по това време все още имаше електромобилът, въпреки огромното желание на Гон.     

През следващите години Renault и Nissan не се отказваха от идеята за развитието на електрическия автомобил, макар че в периода до 2015 година бъдещето му не изглеждаше чак толкова близко и обещаващо. Но по това време и Tesla се луташе в търсенето на инвеститори и постоянно пропадаше във финансови дупки. Авангардният автомобил на BMW пък се оказа изключително скъп за производство и си остава такъв и до днес.

Електрически автомобили Renault 2.0 

Десет години след гореописаните събития Renault представи своя план за масирано настъпление в областта на електрическото задвижване наречен Renaulution, включващ обезпечаване на цялата литиево-йонна верига и строителство на нов завод за батерии във Франция. Електрическият свят на Renault вече има нови измерения с които пионерът в електрическото задвижване има намерение да остане на върха и в новата вълна наред с компании като Hyundai, VW, GM, Stellantis, Tesla и т.н.. Към 2025 година всички модели на компанията Renault ще използват три платформи и четири фамилии задвижвания, а  електрификацията ще е ядрото на този процес. Поне десет от планираните за представяне модели до 2025 година ще бъдат изцяло електрически. Едросерийните електрически автомобили на Renault ще използват една от две платформи – моделите от C- и D-сегментите ще бъдат базирани на архитектурата CMF-EV, разработена съвместно с Nissan за изцяло електрически автомобили, а първият им представител ще бъде серийният Megane E-TECH Electric. По-малките и по-чувствителни към цената модели, включително и обещаващият Renault 5 ще използват адаптирана версия на конвенционалната CMF-B със силно модифицирана подова конструкция приближаваща я до решенията при проектираните за чисто електрическо задвижване модели. Компанията ще използва унифицирани литиево-йонни NMC клетки, но не се изключва и интегрирането на по-евтините литиево-желязо-фосфатни (LFP). 

Добрият стар двигател с вътрешно горене 

И все пак когато през 2026 година в сила влезе Euro 7 от Renault смятат че все още ще продават около 50 процента автомобили включващи бензинов агрегат в задвижването си. Тъй като ефективността на тези машини силно варира в зависимост от режима на работа на помощ ще дойде или по-евтината 48 волтова система, която ще подпомага очаквания нов трицилиндров агрегат на компанията или пълнохибридното решение E-TECH за чиято работа вече ви разказахме подробно в първата част на тази поредица. 

Историята на създаването на хибридното задвижване E-TECH има уникален характер, а срещата с основния „двигател“ Никола Фремо при нейното проектиране и въвеждане е едно от онези невероятни преживявания, споменът за които остава винаги стаен в теб, ако си човек обичащ техниката. 

Събитията започват горе долу по същото време за което стана дума в началото на тази статия. През 2010 година за Renault е повече от ясно че електричеството ще става все по-важен компонент в задвижването на автомобила. Ясна е посоката към която се движи Formula 1, с която Renault е силно ангажиран. По това време системата на Toyota вече има зад гърба си над 15-годишен опит с хибридните технологии, които демонстрират изключителна надеждност и икономичност в различни класове. Mercedes, BMW и GM предлагат на пазара изключително сложната двурежимна система, Honda е процес на разработка на новите си поколения хибридни системи, а VW се насочва към паралелната архитектура. Инженерите на Renault добре познават всички тези технологии, но решението което компанията ще въведе се оказва невероятно елегантно в своята техническо изпълнение, съчетавайки едновременно положителните качества на серийния и на паралелния хибрид, както и възможността за използване на директни предавки, включително и две степени за чисто електрическото задвижване. 

Като машинен инженер и специалист по хибридни технологии инженерът от Renault Никола Фремо непрестанно размишлява какво точно архитектура да избере за трансмисията обединяваща електрическата машина и двигателя с вътрешно горене. В процеса на творческите си търсения той мисли за радикалния вариант за проста механична трансмисия без съединител и дори без синхронизатори, която може да компенсира липсата им с прецизно контролирани импулси подавани от електрическия мотор.

На помощ идва Lego 

Само че идеите на Фремо не се реализират по конвенционалния начин на „чертожната дъска“, а започват по един доста любопитен начин. Забелязвайки игрите за сина му с компоненти от конструкторите Lego, той решава че може да създаде действащ прототип по този начин. 

Речено, сторено…Фремо си набавя необходимите части, понеже изборът от различни механизми и компоненти при Lego е необозрим, и започва работа. По време на коледните празници ентусиазираният конструктор сглобява конструкция с тристепенна трансмисия, която все пак е скицирал първоначално. Идеята е му е напълно ясна и след около 20 часа работа „под строгия надзор“ на сина му, прототипът е готов. За целта не е достатъчно просто да сглобява отделните „тухлички“. Никола трябва да съчетае и свърже различни оси и трансмисионни рингове, да залепва и реже, да ги напасва в различни гнезда, да задвижи цялата тази механика със съответните електромотори и батерии. 

Именно прототипът му помага да тества и въвежда нови компоненти, които не са фигурирали в първоначалната концепция. „Това вероятно е най-евтиният прототип в развойната история на Renault“, отбелязва с усмивка Никола Фремо, нещо изключително изненадващо на фона на изключителната му полезност. 

След като създава въпросното домашно изделие Фремо го представя на мениджъра по проектите на Renault Жеар Детурбе и директора на изследователската дейност Реми Бастиен. Разглеждайки прототипа Жерар Детурбе отбелязва категорично: „Щом можем да го направим от Lego, значи ще работи!“. 

Едва ли Фремо обаче е подозирал какъв „автогол си е вкарал“, защото в този момент му се налага, заедно със своя екип да поеме ангажимента че проектът за хибридна технология ще се материализира като реален прототип за едва 18 месеца. „Това бе предизвикателство за целия отдел по развойна дейност, изискващ мобилизацията и уменията на хора от отделите по контрол, механични конструкции и т.н.“, спомня си инженерът. Оказва се че за екипа от амбицирани конструктори трудностите тепърва започват. 

С отминаването на първоначалния ентусиазъм идват и трудностите. За да може да превърне идеите си за трансмисия без съединител и синхронизатори в реалност Фремо се нуждае от помощта на висококвалифицирани специалисти. Един от тях е Ахмед Кети Шериф, специалист по контрола на процесите, който се нагърбва със задачата да анализира възможностите за управление на преходите между различните работни режими (по това време „градски“, „шосеен“ и „магистрален“). Във фокуса на „занятието“ са така наречените dog clutches – механични компоненти за зацепване с прави зъби, които по принцип се използват при свързване на първоначално стационарни валове. Въпросните механизми се използват в моторните спортове където са ценени заради малкия брой части (с което се намалява триенето) и където плавността на превключване не е от особено значение. Прилагането на тази проста схема в сериен автомобил, който трябва да превключва незабележимо е сериозно предизвикателство. 

Още електричество 

Това е моментът в който на Фремо и Шериф им хрумва идеята да добавят втори електрически мотор в уравнението. Неговата роля е да помогне за замяната на синхронизаторите и съединителя от конвенционалната механична трансмисия. При работата му в съчетание с основния тягов мотор, той може да осигури „синхронизацията“ на скоростите на валовете, създаване на нулева относителна скорост между тях и в резултат от това плавно превключване. 

Самият прототип на Lego се сдобива с въпросния втори мотор, започват и стендовите и практичните тестове. В техния ход инженерите установяват че втората електрическа машина наречена HSG (High Voltage Motor Generator) може да донесе и други ползи за системата. Въртящият момент на втората машина може да компенсира падовете на тяга при превключване на предавките и – изключително важно – позволява режими на работа на системата като сериен хибрид при по-ниска скорост и натоварване. Това значително може да подобри комфорта и да осигури на двигателя с вътрешно горене работа без връзка с трансмисията в ефективни режими. 

След множество експерименти идеите се отплащат и системата наистина се оказва изключително ефективна при ниски скорости на движение. Остава въпросът как хибридната технология на Renault да избегне проблемите с този вид технологии при скорости на движение като магистралните. 

Поставеният от Жерар Детурбе срок от 18 месеца след създаването на първите прототипи изтича и конструкторите трябва да представят реален автомобил. За подобно „муле“ е избрана  Dacia Sandero, кято прави „полупублчен“ дебют като първата версия на E-TECH на събитието наречено Innov'Days през 2012 година, насочено към служителите на компанията и служещо за представяне на най-новите технологични решения и разработки. 

Renault съчетава работата по проекта с друго предизвикателство, поставено от френското правителство – създаване на автомобил, който може да изразходва средно 2 л/100 км гориво. Ролята му се поема от прототипа EOLAB. Проектът ръководен от Лорен Топин включва инженери от различни отдели, дизайнери, експерти по аеродинамика, а фокусите му освен  задвижването, включват олекотяване на конвенционалната каросерия и постигането на максимална обтекаемост. В този момент срещата с проектантите на E-TECH става неизбежна. 

EOLAB е представен на Автомобилното изложение в Париж през 2014 година, а на пистата Монтефонтен е организирано тестово шофиране за журналисти. Реалното шофиране на EOLAB надминава очакванията, а разходът на гориво е едва 1 л/100 км. Екипът на Никола Фремо обаче смята че все още нещо липсва за да бъде картината пълна. Решението касае движението с висока скорост при което хибридната система започва да става по-неефективна и включва добавянето на четвърта предавка, която директно механично свързва двигателя с вътрешно горене с колелата. Това осигурява по-нисък разход на гориво и комфорт за пътниците. Така от механична гледна точка заданието вече изглежда изпълнено. 

„Свалям ви шапка“

Развитието продължава с прецизирането на работата на системата и в него се включват специалисти от екипите на Renault Sport Racing. По това време от оборудвани с KERS системи атмосферни двигатели на болидите вече са заменени със задвижване от сложни системи включващи ДВГ и две системи за регенериране на енергия, а цялостния и мениджмънт е важно звено в цялото уравнение. Ролята на топлинна машина е поет от усъвършенстван вариант на мотора на Nissan с атмосферно пълнене HR16DE, който е оборудван с два инжектора в името на по-доброто смесообразуване и е адаптиран за работа в цикъл на Аткинсън. Истински къртова работа е свършена и от специалистите по електроника, които трябва да създадат хард и софтуерни решения за синхронизация на работата на толкова агрегати – опростяването на механиката при трансмисията на практика е изисквало много труд при електрониката. В  създаването на електрическите силови компоненти вече са ангажирани и конструкторите от Nissan. 

След още няколко години работа трудът на екипа става реалност под формата на хибридните  модели Clio, Captur и Arkana и plug-in хибридите Captur и Megane. Шофирането на тези модели придобива нов смисъл след виртуалната среща с Никола Фремо, чиято чиста инженерна отдаденост на технологиите буди особено очарование. В реалният живот тази система наистина работи удивително добре, плавно и комфортно, осигурява динамика на далеч по-мощни модели с турбо мотори и е напълно на нивото на вече утвърдени конструктивни решения използващи планетарни механизми. Това съчетано с познанието за пътя изминат  при създаването и е в основата на онези размисли предизвикващи произнасянето на френския израз “chapeau”. Защото превръщането на една идея в реално работещ прототип с всичките изисквания за намаляване на разходите по производство наистина изисква много страст, знания и лишения. И може би синът на Никола Фремо с когото започва всичко това знае най-добре това.

Текст: Георги Колев

Снимки: Любомир Асенов, Renault  

 

 

 

Коментари
comments powered by Disqus