Одним из путей экономии является производство автомобилей с гибридными силовыми установками, главной задачей которых, во всяком случае, на сегодняшний день, является утилизация энергии торможения и её последующее использование для разгона. И если автобусы, работающие по такой схеме, уже выпускаются серийно, то с грузовиками подобная работа только начинается.
Одним из первых развозной 12-тонный грузовик, работающий по этой схеме, представил в минувшем году MAN.
Под кабиной MAN TGL 12.220 Hybrid установлен 220-сильный дизельный двигатель в исполнении EEV, работающий в паре с автоматической 6-ступенчатой коробкой передач. Между двигателем и АКПП в силовой агрегат встроен 60-киловаттный синхронный электромотор на постоянных магнитах, объединяющий в себе тяговый электродвигатель, стартер и генератор. При этом ДВС соединяется при помощи сцепления не с коробкой передач, а с электродвигателем, который, в свою очередь, напрямую связан с первичным валом КПП. И сцепление здесь служит не для переключения передач, а для подключения дизеля к трансмиссии. Передачи же переключает обычная автоматическая гидромеханическая КПП, которой сцепление не требуется.
Двигатель, который не заводится
Попытка запустить двигатель здесь обречена на провал: «гибрид» оснащён автоматической системой «старт-стоп», которая не позволяет дизелю работать на стоящем автомобиле. Трогание с места и разгон осуществляются при помощи электродвигателя, за счет электроэнергии, хранящейся в компактной высоковольтной (370 В) тяговой литий-ионной батарее. А поскольку наиболее эффективными являются двигатели переменного тока, постоянное напряжение преобразуется в переменное при помощи инвертора.
Во время движения на электротяге сцепление выключается, а дизельный двигатель подключается только с третьей передачи. Конечно, при необходимости интенсивного разгона, о чём «электронные мозги» узнают по интенсивности нажатия на педаль газа, дизель может подключиться к работе и раньше, но при плавном трогании машину приводит в движение только электродвигатель.
Правда, в реальной жизни дизельный двигатель запускается при малейшем нажатии на педаль газа, но это издержки: подобный алгоритм задуман разработчиками «гибрида», чтобы обеспечить энергией гидроусилитель руля, компрессор и кондиционер.
При нажатии на педаль тормоза сцепление выключается, отсоединяя дизельный двигатель от электродвигателя, который переходит в режим генератора и преобразует энергию торможения в электроэнергию, аккумулируемую в литий-ионной батарее. Правда, подобный расклад действует только при плавном торможении, ибо если тормозить резко, в действие будут приведены и штатные тормоза, и большая часть энергии торможения превратится не в электричество, а в бесполезное тепло. Что же касается столь высокого напряжения силовой батареи, то оно обусловлено большой мощностью, которую батарея должна накапливать и отдавать за короткий промежуток времени. Увеличение же напряжения позволяет снизить ток и, в свою очередь, тепловые потери в цепи. Тем не менее мощная энергетическая установка «гибрида» всё равно выделяет немало тепла, поэтому на машине имеется дополнительная система охлаждения электромотора, силовой электроники и тяговой батареи.
При этом последняя не подзаряжается от генератора во время работы двигателя, а лишь запасает энергию торможения, когда электродвигатель работает в качестве генератора, и отдаёт её при разгоне. Ведь полностью заряженная батарея в принципе не сможет рекуперировать энергию торможения. А значит, потеряется весь смысл, заложенный в данную систему.
«Гибрид» может трогаться и с полностью разряженной батареей. При этом его силовая установка будет работать точно так же, как у обычного грузовика – и разгон, и движение обеспечит дизельный двигатель, запущенный от штатного 24-вольтного аккумулятора. Но при первом же торможении тяговая батарея подключится к работе и начнёт накапливать заряд, подзаряжаясь за счёт рекуперации энергии торможения.
Естественно, этот грузовик - только прототип, хоть и действующий. Его главным недостаток - постоянная работа двигателя во время движения, что, конечно же, обеспечивает меньшую экономию топлива, чем это могло бы быть.
Поэтому MAN TGL 12.220 Hybrid предполагается усовершенствовать, «развязав» его двигатель со вспомогательными устройствами, которые получат электрический привод. Это даст двойную экономию, поскольку не будет необходимости в постоянной работе ни усилителя руля, ни пневмокомпрессора, ни компрессора кондиционера.
Естественно, подобные изменения повлекут большее энергопотребление. Но это будет компенсировано более мощной литий-ионной батареей, ёмкостью 10-15 кВт/ч, которая обеспечит «гибриду» определённый пробег только на электротяге, без запуска двигателя внутреннего сгорания. А так как стоимость подобных батарей пока всё ещё очень высока, на грузовике появится зарядное устройство, подключаемое к внешнему источнику энергии (для увеличения радиуса действия в «чистой» зоне). Ведь даже на батарее ёмкостью 15 кВт/ч, 12-тонный грузовик сможет проехать с помощью электродвигателя всего порядка пяти км., после чего потребуется либо подзарядить аккумулятор, либо запустить дизель.
При этом тяговый двигатель мощностью 60 кВт, обеспеченный дополнительным запасом электроэнергии, позволит устанавливать менее мощный дизельный двигатель, поскольку сможет полноценно помогать ему при разгоне. (Так работают параллельные «гибриды», обеспечивающие совместную работу обеих силовых установок.)
В движении
Во время движения никаких отличий MAN TGL 12.220 Hybrid от аналогичного грузовика с обычным двигателем нет. Во всяком случае я их не обнаружил. Машина точно так же разгоняется и тормозит. Совершенно незаметно подключается к силовой линии дизельный двигатель. Говорят, это происходит на третьей передаче, но какие-либо изменения в работе силовой установки или в динамике автомобиля также совершенно незаметны.
Правда, при остановке двигатель сразу же глохнет, а при нажатии на педаль газа – оживает (срабатывает система «старт-стоп»), но это происходит уже не в движении.Да и в кабине можно обнаружить только одно отличие – небольшой дисплей, установленный на панели приборов справа от водителя. Сюда постоянно выводится информация о мощности, развиваемой в данный момент каждым из двигателей (дизельным и электрическим), а также процент заряда литий-ионной батареи, запасающей энергию торможения.
Экономика
Ёмкость в 2 кВт/ч, которую имеет литий-ионная батарея, установленная на «гибриде», примерно соответствует запасу энергии обычной 12-вольтной батареи ёмкостью 180 А/ч либо 24-вольтной батареи, ёмкостью 90 А/ч. А так как расчётный ресурс литий-ионной батареи, установленной на данном «гибриде», составляет шесть лет, то несмотря на свою сравнительно небольшую ёмкость, стоит она в настоящее время очень дорого, поскольку серийно не выпускается и изготовлена исключительно для данного прототипа.
О начале производства «гибрида», его цене и сроке окупаемости говорить пока не приходится. Ведь производители называют этот грузовик «политическим гибридом», поскольку он будет востребован на рынке только в том случае, если в центры городов по политическим соображениям запретят въезд «грязным» машинам. И только тогда появится смысл выпускать подобные машины серийно, обеспечив возможность их достаточно длительного пробега только на электротяге.
Сегодня подобный «гибрид» никто не купит, поскольку та экономия, которую он сулит, имеет слишком низкую рентабельность. С момента же, когда производство таких машин будет признано политически необходимым и экономически оправданным, их серийное производство может быть налажено за два года. Но когда именно такая машина может быть поставлена на производство, сейчас можно только гадать.
Что касается стоимости подобного «гибрида», то по самым осторожным оценкам она может составить около 25 тыс. евро сверх стоимости соответствующего базового автомобиля.
Владимир ШЛЯХОВОЙ autoprofi.ua
Краткая техническая характеристика грузовика MAN TGL 12.220 Hybrid
Дизельный двигатель D08
– количество цилиндров 4
– мощность, кВт (л.с.) 164 (220)
– экологический уровень Евро5 / EEV
Электродвигатель синхронный, на постоянных магнитах
– номинальное напряжение, В 340
– мощность, кВт (л.с.) 60 (80)
– крутящий момент, Нм 425
Тяговая батарея литий-ионная
– приблизительная ёмкость, кВт*ч 2
опубликовано: blog.auto-sklad.com
0 комментариев:
Отправить комментарий
Спасибо за оставленный комментарий!