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 I

01.11.2021 21:08

Френската компания се появи на пазара на хибридни модели много по-късно от утвърден играч като Toyota, но нейната система има уникален по своята същност характер

Renault навлезе в хибридната вселена със свое автентично, невероятно изчистено и технократско решение за пълнохибридна система. Поела като на шега от прототип с части на Lego, тази технология вече е серийна. Ще хвърлим поглед отблизо в нейните дебри – благодарение на компетентните специалисти от Renault-Nissan България и новите хибридни Clio и Captur. 

Преди 10 години мнозина твърдяха, че манията на Renault по електрическата мобилност ще е пагубна за фирмата. Пътят през все още мътните води, в които навлизаше с модели като Fluance Z.E., беше абсолютно непредвидим. От Renault обаче не спряха да лансират изцяло електрически модели като Zoe, Twizzy, Twingo или Kangoo Z.E. Сега всички автомобилни компании, които проектират и произвеждат електрически автомобили, могат да разчитат на изключително интензивната развойна дейност в областта на литиево-йонните клетки. Когато Renault и неговият побратим Nissan представяха първите си автомобили с батерии от всичко на всичко 22 кВтч, търсенето на доверен производител на литиево-йонни клетки, подходящи за работа в електромобили, беше трудна работа в неблагоприятна среда. В случая най-добри се оказаха контактите на Nissan с японската компания NEC и топлата връзка на автомобилната компания Samsung (откъдето произхождаше моделът Fluance) с LG Chem. 

Както при по-голямата част от производителите хибридните технологии не бяха сред най-важните приоритети на френско-японската компания, но за това ще стане дума във втората част на този материал. Не е нужно да повтаряме отново, че дизеловите двигатели на Renault вършеха (и продължават да вършат) страхотна работа, когато става дума за задвижване с ефективни машини, и това едва ли щеше да се промени особено, ако събитията, свързани с дизеловия скандал, не бяха наложили нови посоки в развитието и на тази компания. 

Безспорен факт е, че днес делът на дизеловите автомобили значително намаля. Същевременно изискванията към емисиите на въглероден двуокис стават все по-драстични и в краткосрочен план решението, разбира се, е в увеличаване на дела на електрическите и хибридните модели. Заради естеството си на работа с ниска ефективност при частично натоварване от хибридна система се нуждае именно бензиновият мотор. Модерните бензинови агрегати могат да достигнат коефициент на полезно действие от 41 процента, с което се доближават значително до дизеловите, но, за съжаление, при частично натоварване, като например при движение в града, средният им коефициент на полезно действие може да се понижи до под 10 процента. Именно резките флуктуации в ефективността на бензиновия мотор в голяма степен се компенсират от хибридното задвижване и това е валидно най-вече за пълните хибриди. Типични примери за подобна архитектура са системата i-MMD на Honda, която на практика е последователна (серийна) и HSD на Toyota, която е паралелно-последователна – и двете с две електрически машини, всяка от които в ролята съответно на мотор и генератор. В същността и на двете системи се крие фактът, че благодарение на буферната роля на хибридната система (в това число на акумулаторната батерия) двигателят с вътрешно горене получава значителна степен на независимост в работата си и възможност за функциониране в зони с висока ефективност – в средни оборотни диапазони и почти максимално натоварване (с широко отворена дроселова клапа), близо до нивото на максималния въртящ момент. Проблем на този вид системи е значителното намаляване на ефективността при увеличаване на скоростта на автомобила, поради което от Honda прибягват към допълнителна директна механична връзка на ДВГ с трансмисията, а в Toyota добавят механизми за ограничаване на тези ефекти. Mercedes и BMW имаха кратка авантюра със сложната Two Mode хибридна система, от която се отказаха в полза на паралелни хибридна технология, която след няколко стъпки на развитие в момента се реализира само в plug-in версии. За по-голямата част от германските производители, включително VW и Porsche, това е окончателното хибридно решение. Тези системи позволяват изминаване на пробег от около 50-60 км само на електричество, а значителната електрическа компонента компенсира факта, че единствената електрическа машина работи само като мотор или генератор, в резултат от което споменатият ефект за постигане на максимално ефективна работа не е толкова изразен. Разбира се, и в двата случая съществува възможността за изключване на двигателя при престой и за рекуперация на енергия – фактори от особена важност за икономията на гориво. Американският производител GM разчита на свои собствени разработки, част от които базирани на архитектурата на Two Mode; Ford използва технологията на Toyota, корейските производители предлагат паралелни хибридни системи в стандартна и plug-in версия, а plug-in хибридните решения на PSA, включително и на Opel, са от т.нар. split-axle система, която на практика е паралелна с допълнителен електрически мотор на задния мост. Дори колегите на Renault от Infiniti използваха система с паралелна архитектура и допълнителен съединител зад трансмисията. 

Автентичната система на Renault 

И ето че на фона на тази вече добре очертана картина Renault атакува пазара със своя напълно автентична система, което няма нищо общо с нито едно от споменатите решения. Във версията за Clio и Arkana тя е хибридна, а в тази на Captur и Megane – plug-in хибридна. Наречена от маркетинга на компанията E-TECH, тя успява да комбинира най-добрите качества от двата свята, при това с изключително интелигентно решение без сложни и тежки механизми. Както при пълнохибридните системи на Toyota и Honda, хибридната архитектура E-TECH включва две електрически машини. Към тях се добавя класическа механична трансмисия, която функционира по подобие на автоматизирана предавателна кутия. За разлика от нея обаче зацепването на зъбните колела към валовете не става със синхронизатори, а с помощта на прости зацепващи зъбни механизми, известни като “dog claw” или “dog clutch”, каквито обикновено се използват при зацепване на първоначално стационарни валове. Активирането на предавките става с помощта на електрически активиращи механизми и прецизно синхронизиране на оборотите на валовете чрез намеса на електрическите машини, поради което отпада и нуждата от съединител. Мощният тягов двигател е разположен в края на механичната трансмисия и е директно свързан със силовия тракт, а към двигателя с вътрешно горене е зацепен със зъбна предавка генераторът. За хибридната и plug-in хибридната версия на системата се използват едни и същи електрически агрегати с мощност съответно 36 кВт/49 кВт за тяговия мотор и 15 кВт/25 кВт за генератора. Разликата в мощността между двете версии произтича от факта, че съответните компановки използват батерии с различен капацитет и различно изходно напрежение (съответно 285 и 400 волта). Причината за последното пък е, че се използват различен брой еднакви литиево-йонни клетки (съответно 68 и 96), обединени в два или осем модула. При версията с хибридно задвижване батерията се охлажда въздушно, а голямата батерия на plug-in хибрида с капацитет 9,8 кВтч се охлажда с допълнителен нискотемпературен кръг с топлообменник, интегриран с общия пакет радиатори пред двигателя. 

Изключително леки компоненти 

В общия алуминиев корпус на изключително леката трансмисия са комбинирани четирите механични предавки, свързани с двигателя с вътрешно горене, и две отделни за електродвигателя, което също е предимство пред останалите решения. Така електрическият агрегат може да работи в по-ефективни режими. Благодарение на гореописаната компановка системата може да функционира в различни режими – в чисто електрически, в режим на последователен хибрид, на паралелен хибрид, на паралелно-последователен или със задвижване само от мотора с вътрешно горене. Последният е разновидност на агрегата HR16DE, изпълнява стандарта за емисии Euro 6d и работи с два инжектора за впръскване във всмукателните колектори, благодарение на което може да се захранва с частично бедни смеси и е настроен за работа в цикъл на Аткинсън. Вътрешното му триене е намалено с помощта на диамантеноподобно покритие и т.нар. Bore Spray Coating на различни триещи се компоненти. Всеки един от електрическите агрегати пък има собствен конвертор, налице е и един общ за трансформиране DC/DC. 

Автомобилът потегля само с помощта на електрическия тягов мотор, използвайки първа предавка EV1 на електромотора. В хибриден режим в зависимост от желанията на водача, респективно натискането на педала за газта, управляващата електроника изчислява необходимата мощност и според параметрите на движение и състоянието на батерията включва съответната предавка на механичната трансмисия – на базата на логиката, по която се превключват предавките в конвенционален автомобил и в зависимост от скоростта и възможността за подпомагане от електромотора. Предавателното число на четвърта е приблизително като нормална шеста предавка. Същевременно електрониката решава и коя от двете предавки на електрическия мотор да активира. 

В чисто електрически режим скоростта на движение е до 30 км/ч (с изключение на изцяло електрическия режим на plug-in хибрида, когато е заредена батерията). В режим на сериен хибрид задвижването става от електромотора, а ДВГ не предава въртящ момент към колелата, но работи, за да зарежда батерията, и на практика по този начин заедно с нея също осигурява електричество за задвижването. В този режим топлинната машина функционира в максимално ефективни зони – в оборотен диапазон от 1200 до 2000 об./мин. Тъй като на практика това е електрически режим, той може да се активира още от скорост 0 км/ч. Все пак трябва да се има предвид, че максималната мощност на стартер-генератора (който стартира и ДВГ) e 15 кВт при E-Tech Hybrid и 25 кВт при E-TECH Plug-in Hybrid. 

При по-високи скорости на движение автомобилът преминава в режим на паралелен хибрид с почти всички възможни комбинации от предавки на електромотора EV1 и EV2 и на двигателя (ICE1-4). Освен всичко това съществува и режим на паралелно-последователен хибрид – той е подобен на паралелния, но са активирани ДВГ и генераторът, който зарежда батерията. При движение с по-висока скорост електрическият тягов двигател се изключва, а задвижването се поверява само на двигателя с вътрешно горене и механичната трансмисия поради по-високата ефективност на тази комбинация в сравнение с електрическата. В режим на рекуперация тяговият електромотор се превръща в генератор, а при нужда от още по-голямо ниво на регенеративна енергия (например когато е активиран режим B) в добиването й се включва и генераторът, свързан с двигателя с вътрешно горене.

Какво се случва на практика? 

Удивителното в цялата тази компановка е хармонията, с която агрегатите работят. Една от причините Toyota да избере система с обединяващ планетарен механизъм за своя HSD, когато започва разработките на хибриди, са плавните преходи между отделните режими на работа. Системата на Renault използва механична трансмисия, но модерните устройства за електронен контрол позволяват прецизното превключване на предавки с използване на синхронизация от електрическите машини. Водачът регистрира преминаването от една на друга предавка, но това става плавно и без тласъци. В условия на слабо натоварване работата като последователен хибрид се разпознава  по нехарактерно равномерния режим на работа на двигателя с вътрешно горене. При ускоряване от различни скорости или равномерно движение електрониката анализира нуждите от въртящ момент и взима решение за натоварването на агрегатите и пропорцията, а със своите 205 Нм електрическият мотор в голяма степен компенсира дефицита на въртящ момент (144 Нм) на бензиновия двигател. Вероятно изборът на атмосферен агрегат от арсенала на Renault е продиктуван както от възможността за използване на цикъл на Аткинсън, така и от ценови съображения и за по-добра хармонизация на преходите. Все пак нито една пълнохибридна система не използва бензинов турбомотор. 

Както хибридното Clio, така и plug-in хибридният Captur предлагат балансирано задвижване с комфортно действаща система, която не натоварва водача дори когато от нея бъде поискана повече мощност (максимум 140 и 158 к.с.). В комбиниран цикъл разходът на гориво по WLTP се приближава до този на дизеловите модели и е около 4,3-4,5 л/100 км (1,4 л при plug-in хибридните версии на Captur и новия Megane). 

Текст: Георги Колев

 

 

 

Коментари
comments powered by Disqus