Гибридная война: Toyota против General Motors

www.technologyreview.com

Все ведущие мировые автомобильные компании признают, что мир находится на пороге технологического прорыва в гибридных технологиях. Даже если традиционный двигатель внутреннего сгорания подвергнется глубокой модернизации и станет эффективнее на 20-30 процентов в сравнении с нынешним уровнем развития технологии, то это не отменит наступление эпохи гибридов. А наоборот, ускорит процесс.

Toyota против General Motors

Основные самостоятельные игроки на этом поле – два титана автобизнеса – японская Toyota и американский General Motors. Вот уже почти пять лет японцы доминируют на мировом рынке гибридов со своим недорогим и практичным хэтчбеком Prius. Кроме него у Toyota и Lexus есть еще несколько гибридных моделей, но все они относятся к классу премиум и, скорее, имиджевые, чем практичные.

Американцы только в 2007 году всерьез взялись за гибриды. Но их выход на рынок был тщательно просчитан и подготовлен. Мягкие гибридные силовые установки вместе со вспомогательными энергосберегающими системами типа старт-стоп, системы деактивации цилиндров и т.д. нашли применение в сегменте больших кроссоверов и пикапов. Отныне, каждые два месяца компания выводит на рынок очередную гибридную модификацию

Toyota: не очень дорого, не очень эффективно

+++

Концепция гибридов Toyota – основной бензиновый двигатель, малоёмкая никель-металл-гидридная батарея, вспомогательные электрические моторы и система регенерации энергии торможения. Большую часть времени автомобиль приводится в движение бензиновым мотором, а электрическая часть силовой установки работает лишь периодически.

Основной козырь Toyota – дешевизна. Минус – экономичность всего лишь на уровне среднего дизеля. Новейшие немецкие турбодизели с прямым впрыском топлива TDI выигрывают у японцев за явным преимуществом.

General Motors: радикальный подход

+++

Американцы сумели переосмыслить подход Toyota к гибридам. По их мнению, основным двигателем автомобиля должен быть не традиционный ДВС, а электромотор. Компактный, высокоэффективный бензиновый или дизельный двигатель объемом около 1 литра играет роль генератора для зарядки литий-ионной батареи и вообще не связан с трансмиссией.

Что это дает? Во-первых, ДВС будет всегда работать только в оптимальном режиме – средние обороты, малая нагрузка, низкий расход топлива. Во-вторых, когда батарея заряжена, то ДВС выключается и автомобиль становится абсолютно «чистым». В-третьих, ограниченная емкость даже самых лучших батарей не становится камнем преткновения по длине автономного пробега – если необходима зарядка – ДВС включится автоматически и зарядит батарею. В-четвертых, небольшой ДВС и свободная компоновка электрической силовой установки, отсутствие громоздкой трансмиссии, системы охлаждения, бензобака и т.д, дают возможность дизайнерам максимально использовать внутренний объем салона, сохраняя общую компактность автомобиля.

Именно таким образом сконструирован самый перспективный электрический гибридный проект современности – Chevrolet Volt. Основной козырь General Motors – низкий расход топлива ( вплоть до 1.5 литра на сто километров), экологичность и возможность неделями не заезжать на заправку. Минус – пока еще дорогая технология литий-ионных батарей.

Батарея: главный элемент успеха

+++

Но что касается батарей, то здесь у американцев есть свой джокер – технологическая компания А123 Systems. Мы уже неоднократно писали о ней на наших страницах. Не пропустите эти статьи – возможно, это самое интересное в автоиндустрии на сегодняшний день.

Вообще, литий-ионные технологии – это общее название целого букета различных подходов к конструкции элементов и материалов, применяемых для их создания. Все они имеют разную производительность, емкость и срок жизни. Общее у них – литиевая основа.

А123 Systems создала наиболее оптимальную методику, которая основана на применении материалов на основе нанофосфата для производства анода. Если обычная батарея для ноутбука «умирает» уже после 500 циклов полной зарядки-разрядки, то элементы А123 Systems живут не менее 15 лет при ежедневной зарядке! Кроме того, в отличие от самовозгорающихся батарей других производителей, элементы A123 функционируют при более низких температурах, а значит, объединение сотен отдельных батареек в автомобильные пакеты не представляет угрозы. 

Специально для проекта Chevrolet Volt компания создала не обычные цилиндрические, а плоские прямоугольные элементы. Эта форма наиболее подходит для «упаковки» в большие пакеты. Такой пакет для Volt представляет из себя большую букву «Т», перекладина которой расположена над задней подвеской автомобиля. Там он не вторгается в полезное пространство салона, не угрожает пассажирам при аварии и хорошо охлаждается.

Если в ходе испытаний батареи, а они уже начались, продукт подтвердит свою надежность и эффективность, то А123 Systems сможет рассчитывать на гигантский контракт с General Motors. А следовательно, сами батареи значительно подешевеют за счет объемов выпуска. Что бы ни произошло, в ноябре 2010 года модель Volt встанет на сборочный конвейер.