Популярность подключаемых гибридов неуклонно растет, поскольку они объединяют в себе все лучшее ‒ увеличенный запас хода на двигателе внутреннего сгорания и высокую экологичность электродвигателя.
В гибридных транспортных средствах двигатель внутреннего сгорания соседствует с электродвигателем, не оказывающим вредного воздействия на окружающую среду. Однако во многих полногибридных автомобилях эти два компонента задействованы далеко не в равной степени. Так, запас хода существующих полногибридных автомобилей при работе на электродвигателе составляет не более трех километров, а скорость их движения не превышает при этом 50 км/ч. Поэтому большую часть времени такие гибридные автомобили работают на ДВС, а их небольшая батарея заряжается только во время поездки – как правило, за счет преобразования кинетической энергии в электрическую при торможении. Такой процесс называется "рекуперацией".
Электрическая розетка улучшает производительность
Ближайшее будущее сулит значительные перемены: для гибридов нового поколения станут использоваться более мощные аккумуляторы, заряжаемые и от внешней электросети. ZF вносит свою лепту в развитие технологии подключаемых гибридов, предлагая гибридные трансмиссии, которые позволяют автомобилям эффективно работать в режиме электромобилей. Запас хода на электротяге в пределах 50-ти км (при полностью заряженном аккумуляторе) позволяет удовлетворить ежедневные потребности в мобильности большинства людей, ездящих на работу на личном транспорте. Кроме того, электрический привод в состоянии справиться и с короткими "спринтами" по главным улицам и автомагистралям на скорости до 120 км/ч (ДВС задействуется только на более высоких скоростях). Наличие двигателя внутреннего сгорания помогает решить проблему с небольшим запасом хода, с которой всё еще неизбежно сталкиваются все полностью электрифицированные транспортные средства.
Новые системы подключаемых гибридов ZF ‒ это еще один уверенный шаг в сфере гибридных приводов, которые компания начала выпускать с 2008 года. "Благодаря многочисленным инновациям и новым разработкам сегодня мы можем предложить автопроизводителям абсолютно новую универсальную систему, которая позволит им электрифицировать большую часть своих модельных рядов", ‒ рассказывает д-р Ральф Кубалчик, руководитель Департамента разработки гибридных коробок передач ZF, ответственный за интеграцию систем "все в одном". Решающую роль в концепции новинки играет электродвигатель повышенной мощности. Совсем скоро ZF начнет производство электродвигателей для подключаемых гибридов мощностью 90 кВт.
Две концепции
Руководитель бизнес-подразделения электрических приводов ZF Александр Геринг и его команда работают над двумя различными концепциями. Одна из них предполагает разработку гибридного модуля, который может быть интегрирован в собственные коробки передач ZF. Для этого именно под эту концепцию были заново спроектированы электродвигатель, сцепление для отключения ДВС от электромотора и механизм гашения крутильных колебаний (торсионный демпфер) и установлены одним модулем в монтажном пространстве картера сцепления. Другой проект ставит своей целью разработать модули, совместимые с коробками передач других производителей, чтобы автопроизводителям было удобно работать с привычными для них компонентами трансмиссии. Стоит добавить, что кое-какие изменения претерпела и сама коробка передач, в основу которой легла успешная 8-ступенчатая АКПП 8HP. Специалисты из команды Кубалчика адаптировали ее, чтобы создать интегрированную подключаемую систему.
Третьим ключевым компонентом, играющим существенную роль в системе управления расходом энергии подключаемого гибрида, является силовая электроника. Ее задача — преобразовать напряжение от батареи постоянного тока в высокое напряжение переменного тока, необходимое для работы электродвигателя. Кроме того, силовая электроника выравнивает напряжения, иначе при ускорении водитель испытывал бы внезапные скачки мощности. Примечательно, что ZF предлагает своим клиентам не только системы подключаемого гибрида в сборе, но и все компоненты модульного гибрида по отдельности.