Логотип Volvo

Грузовики

inside-volvo-the-hybrid-revolution
R&D

Гибридная революция: годы исследований и разработок

2013-06-28
Текст: Ник Таунсенд Фото: Оскар Маттссон
В июне 2011 года компания Volvo Trucks передала клиенту свой первый гибридный грузовой автомобиль. А сейчас в эксплуатации находятся более 50 гибридных автомобилей Volvo FE. За созданием этих автомобилей кроются годы научно-исследовательской деятельности, и гибридные технологии Volvo Trucks демонстрируют впечатляющие перспективы.
Гибридная силовая установка Volvo Trucks.
Впервые Volvo Group начала исследования, посвященные гибридным силовым установкам, еще в 1985 году, но по-настоящему крупный масштаб они приняли лишь в 2005 году.

Чтобы в полной мере оценить значение гибридного автомобиля Volvo FE Hybrid, необходимо понять, на каком уровне велись исследования в рамках этого проекта. Вопреки всеобщему мнению эксплуатация электромобилей — идея отнюдь не новая. Впервые Volvo Group начала разработки гибридного привода еще в 1985 году. Однако подобные проекты никогда не двигались дальше конструкций прототипов и демонстрационных моделей.

Андерс Крун, Vice President Energy Efficiency & Environment, Volvo Trucks.

«В то время подобные исследования рассматривались как запасной вариант — они пригодились бы, если бы мы не смогли разработать автомобили, отвечающие законодательным требованиям по токсичности выхлопных газов, — объясняет Андерс Крун, вице-президент по энергоэффективности и экологии компании Volvo Trucks, участвовавший в работе над проектом гибридных автомобилей в течение более чем десяти лет. — О финансовом аспекте при их проектировании никто и не задумывался — мы и не рассчитывали сделать коммерчески успешный продукт». 

Все изменилось в 2011 г., когда Крун провел исследование перспективных типов топлива, результаты были просто ошеломляющими.

«Стало очевидно, что эра легкодобываемого топлива очень скоро завершится», — вспоминает он. «Мы вдруг осознали, что потребуется альтернатива ископаемым энергоносителям, и если мы хотим быть готовыми к этому, то действовать нужно уже сейчас». 

Решив, что электричество является наиболее рентабельным альтернативным источником электроэнергии из-за высокой эффективности его преобразования в механическую энергию, Андерс Крун и его коллеги с 2002 года начали испытывать различные модели устройств, работающих по принципу сгорания, и параллельно разработали гибридные двигатели. При финансовой поддержке шведского правительства и Министерства обороны США, а также благодаря средствам, выделяемым Volvo Group, команда разработчиков смогла к концу 2005 года сконструировать демонстрационный образец параллельной гибридной системы. 

В принципе, технология у нас уже создана — сейчас мы лишь совершенствуем ее.

После этого наступил переломный момент. Увидев гибридный двигатель на внутренней презентации компании, Лиф Йоханссон, на тот момент генеральный директор Группы компаний Volvo, сделал публичное заявление, пообещав, что Группа компаний Volvo запустит в производство гибридную трансмиссию в течение следующих трех лет.

Мигель Халльгрен, Product Requirement Manager, Volvo Trucks.

«На тот момент нашему проекту было всего три года, и мы не имели официальной организационной структуры», — рассказывает Крун. – «Мы очень торопились, хотели поскорее добиться результата. И через два с половиной года смогли выдать готовую к производству трансмиссию».

Итогом этих разработок стал гибридный грузовик Volvo FE Hybrid, официально представленный в 2009 году. К июню 2011 года на рынок уже вышли первые автомобили, а на момент написания данной статьи свыше 50 гибридных грузовиков уже находятся в эксплуатации. 

«Это крупнейший гибридный грузовик серийного производства, выведенный на рынок, — говорит Мигель Халльгрен, менеджер по требованиям к продукции компании Volvo Trucks. — До Volvo Trucks ни один автопроизводитель в мире не конструировал 26-тонный грузовик с гибридной трансмиссией».

Грузовик Volvo FE Hybrid перемещается бесшумно, работая только на собственном электродвигателе. Как только скорость автомобиля переваливает за 20 км/ч, подключается дизельный двигатель, а автоматизированная коробка передач обеспечивает оптимальный баланс между двумя двигателями и тем самым выстраивает эффективную работу автомобиля. Аккумулятор заряжается за счет восстановленной энергии, вырабатываемой во время торможения.

В связи с тем, что при движении на низких скоростях топливо не расходуется и принцип действия основан на восстановленной энергии торможения, Volvo FE Hybrid лучше всего подходит для эксплуатации при движении с частыми остановками. И действительно — наибольшей экономии за счет сокращения расхода топлива на 20% достигли мусоровозы. Если же уплотнитель мусора подключить к электроприводу, то уровень экономии для автомобиля вырастает даже до 30%. Экономия на грузовых автомобилях, доставляющих товары по городу, также может достигать 15%.

До Volvo Trucks ни один автопроизводитель в мире не конструировал 26-тонный грузовой автомобиль с гибридной трансмиссией.

Таким образом, Volvo FE Hybrid получил самые положительные отзывы клиентов. Этот грузовик не только экономит топливо и работает почти бесшумно, но и очень надежен и высокопроизводителен.

«В отличие от других гибридных грузовых автомобилей, Volvo FE Hybrid является оптимизированной системой Volvo, — поясняет Халльгрен. — Мы разработали всю систему с нуля и оптимизировали все компоненты таким образом, чтобы они функционировали как единое целое, обеспечивали высокий уровень качества и обладали лучшими характеристиками».

Матс Алакюла, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks.

Даже команда разработчиков удивлена теми показателями, которые демонстрирует Volvo FE Hybrid.

«В результате мы получили сверхнадежный автомобиль, — говорит Матс Алакюла, представитель службы перспективного проектирования компании Volvo Trucks. — Лондонские автобусы, на которых мы также опробовали гибридные двигатели, работали эффективнее и дольше, чем те же машины, но негибридной комплектации. Мне кажется, это поразительный факт, Это подтверждает качество проделанной работы». 

«Проектирование как легкая атлетика: если ты пришел первым, о тебе услышали и тебя заметили, — добавляет Андерс Крун. — Уверен, что через два-три года на рынке появятся копии тех моделей, которые у нас есть уже сейчас».

Итак, что же дальше? Volvo FE Hybrid — это конечный результат или только начало значительного проекта? «Разработка гибридных моделей — это первый шаг, который позволит сократить уровень расхода топлива. Тем не менее, мы все еще продолжаем использовать топливо, поэтому решение всех проблем пока только в будущем, — говорит Алакюла. — Следующим нашим этапом станет переход от дизельного топлива к альтернативным источникам энергии, в данном случае — электричеству».

В ближайшей перспективе мы сосредоточимся на усовершенствовании гибридного двигателя за счет повышения емкости аккумулятора. Мы хотим использовать гибридную трансмиссию и для других моделей грузовых автомобилей. Однако восстановление энергии при торможении на этом остановится. Чтобы перейти к полному режиму работы от электричества, необходимо будет разработать систему зарядки от электросети. Следовательно, в будущем мы в первую очередь будем искать возможные решения для подключения автомобиля к электросети без ущерба для его режима работы — например, в то время, когда машина находится на стоянке. Если мы сможем найти быстрый и эффективный способ подзарядки, в первую очередь это будет выгодно автобусам, выполняющим регулярные, запланированные остановки в определенных местах. Впрочем, в любом случае эти системы можно будет применять к любым грузовым автомобилям для внутригородских перевозок.

В принципе, технология у нас уже создана — сейчас мы лишь совершенствуем ее.

«Допустим, грузовик совершает десять остановок в день примерно по 5-10 минут — за это время он сможет подключаться к мощной электророзетке, — поясняет Алакюла. — Такие автомобили будут большую часть ежедневных разъездов совершать с помощью электродвигателя, это принесет пользу и окружающей среде и экономике. В принципе, технология у нас уже найдена, сейчас мы только совершенствуем ее».

Но как бы мы ни хвалили этот двигатель, все же у него есть свои ограничения: он эффективен только при том условии, что автомобиль будет часто останавливаться, а это абсолютно непригодно для магистральных перевозок. А что, если можно было бы заряжать аккумулятор в процессе вождения? Концепция электродорог, на которых автомобили постоянно подключены к электросети, звучит невероятно, однако и она серьезно прорабатывается. «Например, сейчас строятся испытательные полигоны в США, Азии и Европе», — говорит Андерс Крун. 

«Зарядка — вот ключ к решению проблемы, — резюмирует Матс Алакюла. — Если бы мы смогли обеспечить автомобиль дешевой электроэнергией, поставляемой надежным, безопасным и удобным способом, все бы полностью изменилось. Если мы справимся с этой задачей, наши возможности станут безграничны».
 

О надежности гибридной силовой установки Volvo наглядно говорит тот факт, что в Лондоне гибридные версии автобусов Volvo продемонстрировали более безотказную работу, чем аналогичные автобусы с традиционными двигателями.

Больше на эту тему

НОВОСТИ

Latest Press Release