Сочетание бензиного двигателя и электромотора

26 марта 2012

 

Инновационную гибридную модель с бензиновым двигателем и аккумуляторами, заряжаемыми от обычной электросети представила в январе 2012 года, на Международном североамериканском автосалоне в Детройте, Volvo Car Corporation.

“В XC60 Plug-in Hybrid Concept реализованы инновационные, действительно уникальные технологии, – отметил Стефан Джейкоби (Stefan Jacoby), президент и главный управляющий Volvo Car Corporation. – Вы получаете возможность ехать в экологически чистом автомобиле и при этом наслаждаться настоящим комфортом автомобиля класса “люкс”. Ни один другой авто производитель не может предложить подобный уровень экономии топлива и настолько большой запас хода на электротяге. При этом автомобиль обладает совокупной мощностью в 350 лошадиных сил”.

“Эта гибридная технология мирового класса с четырехцилиндровым бензиновым двигателем, построенным на новой архитектуре экологически чистых двигателей Volvo (VEA), будет доступна нашим дилерам в Америке уже в ближайшие годы. Однако в данный момент еще слишком рано говорить о том, какая именно модель первой получит это уникальное решение”, – сказал Стефан Джейкоби.

Три гибридных режима движения

Для выбора требуемого режима движения водителю предлагаются три кнопки – Pure, Hybrid и Power, при чем каждый режим имеет свои отличительные особенности.

  • В режиме “Pure” автомобиль максимально использует возможности электромотора. Запас хода составит до 35 миль (запас хода на заряде аккумуляторной батареи по нормам США), при этом в процессе движения по городу выбросы вредных веществ будут равны нулю. Согласно нормам Нового европейского цикла движения NEDC запас хода составит 45 км.
  • “Hybrid” – это стандартный режим. Бензиновый двигатель и электромотор взаимодействуют, обеспечивая оптимальный баланс превосходных ездовых качеств и минимальных выбросов вредных веществ. Выбросы CO2 (по нормам Нового европейского цикла движения) не превышают 53 г/км (2.3 л/100 км). В таком режиме автомобиль будет проезжать 100 миль менее чем на одном галлоне топлива. По стандартам сертификации США, которые учитывают вредные выбросы в процессе производства электроэнергии, общая топливная экономичность беспрерывной езды составит 50 миль/галлон. В результате общий запас хода автомобиля будет более 600 миль (960 км).
  • В режиме “Power” автомобиль максимально использует все свои ресурсы мощности. Бензиновый двигатель обладает мощностью 280 л.с. и 380 Нм крутящего момента (280 фунтов/фут), электромотор – 70 л.с. и 200 Нм (148 фунтов/фут). Благодаря моментальному отклику электромотора автомобиль способен разгоняться с места до 60 миль/ч всего за 5.8 секунды (6.1 секунды для разгона с 0 до 100 км/ч).

Четырехцилиндровые двигатели такой же мощности, как и шестицилиндровые

Передние колеса XC60 Plug-in Hybrid Concept приводятся в движение четырехцилиндровым бензиновым двигателем с турбо нагнетателем – это двигатель, построенный на передовой платформе VEA (Volvo Environmental Architecture). Двигатель обладает мощностью 280 лошадиных сил и максимальным крутящим моментом 380 Нм (280 фунтов/фут). Крутящий момент двигателя передается на колеса через новую восьмискоростную автоматическую трансмиссию.

“На примере концептуальной модели XC60 Plug-in Hybrid Concept мы показываем, что наши будущие четырехцилиндровые двигатели предлагают такую же высокую мощность, как и современные шестицилиндровые двигатели. В то же время, расход топлива новых двигателей будет меньше по сравнению с современными моделями четырехцилиндровых двигателей”, – заявил Петер Мертенс (Peter Mertens), старший вице-президент по исследованиям и разработкам Volvo Car Corporation.

На концептуальном автомобиле стоит эмблема “T8”, которая подчеркивает, что этот автомобиль обладает совокупной мощностью 350 лошадиных сил благодаря четырехцилиндровому бензиновому двигателю и электромотору. В результате этот автомобиль выходит в сегмент, в котором ранее были представлены лишь модели с восьмицилиндровыми двигателями.

“Настало время, когда автомобильная отрасль должна перестать считать цилиндры. Четырехцилиндровые двигатели – это наиболее эффективное решение для снижения выбросов CO2 и сокращения расхода топлива, не ухудшая ездовые качества или параметры мощности автомобиля”, – добавил Петер Мертенс.

Снижение количества комплектующих, веса и расхода топлива

Архитектура VEA представлена модульными дизельными и бензиновыми двигателями. Бензиновые двигатели включают систему прямого впрыска топлива, уравновешивающие валы и отличаются минимальными параметрами внутреннего трения.

Выбор нескольких вариантов турбо нагнетателей предлагает гибкость в обеспечении высокой мощности, крутящего момента или уникально низкого расхода топлива. Чтобы удовлетворить требования самых разных клиентов некоторые модели двигателей будут сочетаться с гибридными системами или другими передовыми технологиями.

Двигатели построены по модульной схеме, включающей стандартные цилиндры объемом 500 кубических сантиметров (30 кубических дюймов), за счет чего достигаются оптимальные параметры термодинамики. Более того, эта технология подразумевает создание и трехцилиндровых моделей двигателей. Архитектура VEA предлагает ряд важных преимуществ:

  • Сократилось количество индивидуальных для каждого двигателя комплектующих. Это способствует повышению эффективности производства, качества и эффективности новых проектов по разработке двигателей.
  • Новые двигатели заметно легче по сравнению с существующими двигателями такой же мощности.
  • Экономия топлива улучшилась на 35 процентов по сравнению с существующими двигателями такой же мощности.

Модульная структура и компактные размеры поперечно устанавливаемых двигателей делают их идеальным выбором для будущих электромобилей.

Интегрированный стартер-генератор

Конструкция двигателя XC60 Plug-in Hybrid Concept не предусматривает традиционный электромотор стартера или генератор. Вместо этого здесь используется Интегрированный электромотор стартера и генератор (Integrated Starter motor and Generator), который размещается на коленчатом валу между двигателем и трансмиссией. Этот электромотор добавляет 34 кВт (45 л.с.) во время разгона, а в процессе торможения он заряжает аккумуляторные батареи.

Зарядка аккумуляторных батарей дома

Ведущие колеса заднего моста XC60 Plug-in Hybrid Concept приводятся в движение электромотором мощностью 70 л.с. Электромотор получает энергию от литий-ионных батарей 12 кВтч., которые установлены под полом багажного отделения.

Батареи заряжаются от обычной электросети дома или на парковке. Время зарядки батарей зависит от силы тока. При напряжении 220В и силе тока 12А на полную зарядку потребуется 3.5 часа. При напряжении 110В/12А на зарядку уйдет 7.5 часов.

Во время зарядки аккумуляторов можно прогреть или охладить пассажирский салон, что позволит подготовить автомобиль для комфортной поездки. Кроме этого, аккумуляторные батареи сохранят максимум энергии, необходимой для движения автомобиля.

Постоянный контакт с автомобилем

Система информации Volvo Sensus, устанавливаемая в XC60 Plug-in Hybrid Concept, обеспечивает всю необходимую водителю информацию в пути, облегчая и улучшая процесс управления автомобилем. Вот лишь несколько примеров информации, которую система предлагает водителю:

  • Расчет оптимального маршрута до места назначения в зависимости от того, предпочитает водитель минимальный расход энергии, самый короткий или самый быстрый путь.
  • Данные о зонах, где требуется минимальный уровень выброса вредных веществ при движении только на электротяге.
  • Станции зарядки электроэнергией, производимой с использованием возобновляемых источников энергии.
  • Станции для быстрой подзарядки аккумуляторных батарей по маршруту движения.

Мобильное приложение

Водитель может поддерживать связь с автомобилем, используя приложение в мобильном телефоне. Это приложение предоставляет удобный доступ к широкому спектру данных, например, уровень заряда аккумуляторной батареи, оставшийся запас хода, место расположения и параметры электроэнергии в ближайшей станции для зарядки аккумуляторов. Через мобильное приложение можно проверить, подключен ли кабель для зарядки аккумуляторов. Приложение также позволяет запрограммировать поддержание требуемого климата в салоне автомобиля.

“Создание интуитивно-понятной среды для водителя, когда водитель может немедленно получить всю необходимую информацию, представляет собой очень важный аспект в процессе разработки автомобиля. Водитель всегда должен обладать полной информацией об автомобиле независимо от того, находится он за рулем автомобиля, или автомобиль в данный момент стоит на парковке”, – добавил Стефан Джейкоби.

Управляемая электроникой система полного привода

Чтобы активировать систему полного привода в XC60 Plug-in Hybrid Concept, водителю достаточно нажать на кнопку AWD (All Wheel Drive). Вместо обычной механической системы полного привода электронный модуль контролирует крутящий момент бензинового двигателя, приводящего в движение передние колеса, и электромотор с приводом на задний мост.

Электронная система управления полным приводом обеспечивает наилучшее сцепление колес с дорожным покрытием, что наиболее актуально при движении или трогании с места на скользкой трассе, например, на заснеженной или покрытой грязью дороге.

Экономия заряда аккумуляторов

Гибридный автомобиль предоставляет водителю возможность экономить заряд аккумуляторов, чтобы позднее ехать на электроэнергии, например, по городу, где требуется соблюдение режима малых выбросов вредных веществ. Когда водитель активирует функцию экономии заряда батареи, генератор заряжает аккумуляторы, чтобы обеспечить резерв энергии для очередного экологически чистого этапа маршрута. Цель функции экономии заряда батареи – обеспечить такой заряд аккумуляторных батарей, чтобы автомобиль смог только на электротяге проехать около 12.5 миль (20 км).

Публикации