Автомобильный рынок серьезно «болеет» электромобилями. Альтернативы им в нашем с вами светлом будущем пока не просматривается. Но это в перспективе 20-30 лет, а экологические стандарты Евро 7 вступают в силу - по крайней мере, в Европейском союзе - уже через четыре с небольшим года. Как автопроизводителям избежать серьезного провала в продажах, когда автомобили с двигателями внутреннего сгорания продавать во многих странах будет уже нельзя, а объемы выпуска и предложение электромобилей еще не смогут удовлетворять спрос?
Для многих компаний решение видится в том, чтобы на время переходного периода от ДВС к электромобилям, продавать автомобили с гибридной силовой установкой, или, проще говоря, гибриды. Вообще, если бы не электромобилизация, то гибридные автомобили, скорее всего, ожидала бы сложная судьба, и у них вряд ли бы возник хотя бы шанс на успех и более-менее значимые объемы продаж.
Еще до своего появления в 1997 году первый гибридный «Приус» казался ответом на многие до сих пор насущные вопросы. С ним должна была появиться и возможность серьезно повысить экономичность, и снизить уровень вредных выбросов, и улучшить КПД бензинового двигателя, и рекуперировать электроэнергию во время торможения, направляя ее, в частности, на питание бортовой электросети машины…
Однако, стоило ему выйти на рынок, как стало понятно - ожидания не совсем оправдываются. Да - более экономичный, да - меньше вреда экологии, но в сопоставлении с ним по этим же показателям не так уж плохо смотрелись и обычные турбо- и просто дизельные малообъемные двигатели, в производстве которых преуспели именно европейские автокомпании. При этом машины с ними стоили намного дешевле. Поэтому все то время, пока «Тойота» разрабатывала и выводила на рынок свою первую гибридную модель, остальные автопроизводители не без любопытства наблюдали за тем, что получается у японцев и прикидывали, стоит ли и им вкладываться в это технологическое направление.
Когда стало очевидно, что потенциал совершенствования бензиновых и, особенно, важных для европейского рынка дизельных двигателей, с точки зрения соответствия будущим эко-нормам, практически исчерпан, многие автопроизводители стали достаточно быстро пополнять свои модельные линейки автомобилями с различными типами гибридных схем. Благо, что к этому моменту необходимые технологии уже почти четверть века совершенствовались и дорабатывались рядом компаний, которые когда-то сделали ставку именно на гибриды. Остальным оставалось брать и пользоваться.
И в итоге теперь в линейке практически у каждого автопроизводителя есть гибридные модели. Парадокс в том, что они пока, как бы, «застряли» между обычными машинами с ДВС и электромобилями. Первые во многих неевропейских странах будут продаваться еще десятилетиями и оставаться более предпочтительными по цене. Вторые, хоть и превосходят обычные по стоимости, становятся привлекательным приобретением для тех, кто стремится поддерживать имидж защитника экологии и уже полностью отказывается от грязного топлива, даже если речь идет о ДВС внутри гибрида.
Европейская статистика говорит о том, что на долю обычных (неподключаемых) гибридных автомобилей приходится порядка 3-4% всех продаж, в то время как объем проданных электромобилей и подключаемых гибридов составляет 1-2% от общего количества всех реализованных автомобилей.
Несмотря на возрождение интереса к гибридным машинам, они по-прежнему остаются лишь переходной технологической ступенью между ДВС и электромобилями. Очевидно, что с ростом производства и удешевлением автомобилей на электричестве и прекращением дальнейших разработок новых двигателей внутреннего сгорания, выпуск гибридов потеряет смысл. Появление новых сочетаний или схем силовых установок с использованием электромотора и ДВС тоже маловероятно. За последние два десятка лет автопроизводители пришли к нескольким, самым оптимальным конфигурациям и схемам гибридного привода. В своей основе они различаются по режиму использования двигателя внутреннего сгорания, а также возможностью подзарядки аккумуляторных батарей от внешнего источника и функциональной нагруженностью электромотора. Итак, какой набор вариантов у нас есть на время переходного периода?
При, так называемой, параллельной гибридной схеме ДВС, как и электромотор, механически соединен с трансмиссией и, соответственно, они оба задействованы в передаче крутящего момента на колеса. Электромотор в этом случае может располагаться, например, на коленчатом вале или быть связан с трансмиссией муфтой или сцеплением. Главную скрипку здесь играет именно ДВС, а электромотор может подключаться при определенных условиях или режимах работы. Параллельная схема традиционно используется, например, на модели Honda Insight, которая вышла на рынок в 1999 году, а вообще пользуется популярностью у многих автопроизводителей.
Это, кстати, единственная схема, при которой с формальной точки зрения показатели мощности ДВС и электромотора могут суммироваться и выдаваться в технических характеристиках автомобиля как общая цифра. Так как два агрегата работают параллельно. Хотя, если в этом техническом вопросе пытаться докопаться до истины, то выходит, что все сложнее. Некоторые специалисты утверждают, что у ДВС и электромотора разные моменты выхода на пик мощности, соответственно, максимальная мощность фиксируется при различном количестве оборотов. Что, с их точки зрения, делает некорректным простое сложение кВт или лошадиных сил двух агрегатов.
Вторым типом конструкции гибридного привода является последовательная схема. Автомобили с ней ближе к электрокарам. Ведь здесь ведущие колеса вращаются непосредственно электромотором, с ДВС они никак не связаны. Он же, в свою очередь, используется только для зарядки аккумуляторных батарей, обеспечивая работу генератора. Благодаря электроприводу «последовательный» гибрид более мощно и плавно разгоняется и также, как правило, передает минимальные вибрации, даже когда активируется ДВС. Однако такая активация может случаться в любой момент вне зависимости от того, как водитель нажимает на педаль газа («запрос» на запуск ДВС идет от электромотора). То есть, при движении в размеренном режиме можно вдруг услышать и ощутить нарастающие обороты двигателя, что вызывает дискомфорт. В отличие от параллельной схемы, еще одним недостатком этой конструкции можно считать то, что в любом режиме электромотор и двигатель работают по отдельности и их мощность не складывается. Ожидаемо, последовательная схема получила меньшее распространение и моделей, созданных на ее основе, значительно меньше.
Подключаемые - еще один тип гибридов - предлагают, как следует из названия, возможность подзарядки от внешнего источника. Вместе с батареей увеличенного размера это позволяет таким моделям проезжать только на электричестве, в среднем, до 70-80 км. Напоминает наличие дополнительного топливного бака. Если же электричество в «баке» заканчивается, то автомобиль в тот же момент «переходит» на уже упомянутые выше параллельную или последовательную схемы работы. Подключаемые гибриды получили широкое распространение и при публикации различных статистических данных их часто объединяют в одну категорию с электромобилями.
Инженеры уже настолько перепробовали все возможные комбинации, схемы работы и взаимодействия ДВС и электромоторов в гибридных автомобилях, что порой сложно отнести ту или иную модель к определенному типу. Их часто так и называют - гибриды смешанного типа. На некоторых из них двигатель внутреннего сгорания может большую часть времени крутить генератор, как в последовательной схеме, но, при определенных условиях, начинает отдавать крутящий момент на колеса, как в параллельной. Все больше применяются и трансмиссии, где колеса на передней оси имеют привод от ДВС, а задние - от электромотора или наоборот. Правда, в последнем случае невозможно подзаряжать аккумуляторные батареи от двигателя, для этого остается только зарядка от внешнего источника или рекуперация от торможения.
Второе рождение сейчас переживают и «мягкие» гибриды. Так называют автомобили, где электромотор используется как вспомогательный для других систем. В отличие от обычных гибридных моделей, он не может обеспечить движение машины только за счет электричества даже на минимальное расстояние. Зато, работая в связке с двигателем, помогает повысить экономичность или динамические характеристики. Применяется он и в работе системы «старт-стоп» в качестве стартера. «Мягкие» гибриды появились на рынке достаточно давно, но поначалу не были популярными. Улучшения в показателях экономичности и динамики, которые они демонстрировали не казались весомыми по сравнению с теми, которые достигались полноценными гибридами. Однако в последние годы, в свете ужесточения экологических требований, автопроизводители стали устанавливать практически на все новые модели 48-вольтовые системы, обычно включающие в себя стартер-генератор, аккумулятор, преобразователь напряжения постоянного тока и блок электромотор-генератор. Таким образом, мягкая гибридизация снова набирает обороты.
Можно сказать, что автопроизводители хорошо подготовились к переходному периоду от ДВС к электричеству, предлагая нам большой выбор компромиссных по своей сути гибридов. Однако сочетаемые в них источники энергии пока что воспринимаются одними как достоинства, а другими как недостатки. Получается, что это как посмотреть - с одной стороны, можно сказать, что гибридные автомобили взяли все самое хорошее от двух «миров» (ДВС и электричества), но с другой - ровно наоборот - гибриды совмещают в себе и «грязный» ДВС и не лишенные недостатков аккумуляторные батареи, которые надо будет утилизировать. При этом цена на гибридные автомобили получилась близкой к электромобилям, а не к бюджетным машинам с обычными силовыми установками. Поэтому, если нас и ждет гибридный переходный период, то вряд ли он будет долгим. Кроме того, мы не увидим триумфа гибридных автомобилей, которые по объемам продаж станут бить все рекорды. Как не увидели мы когда-то и победы спутникового телефона, хотя бы промежуточной, при переходе от стационарных телефонов к мобильным. А ведь технологии и тогда были готовы и отработаны. Только цена и недостатки спутниковых телефонов расставили все на свои места.
