Наведені вище цифри — це інформація від концерну Bosch, який пропонує свої енергорішення для разних промислових напрямків. Таким чином, ми маємо одного з найбільших у світі виробників в своєму сегменті, який к 25 року прогнозує до п'ятої частини ринку авто, побудованих за схемою «м'який гібрид» із 48-вольтовою батареєю. В свою чергу, в Audi прогнозують, що у 2025 році 40% від загального обсягу продажів марки становитимуть електрифіковані моделі — наприклад, нова Audi S8 є прикладом такого авто. Тож, чому почалося введення 48-вольтової стратегії?
— Максиме Вікторовичу, пропоную одразу до головного питання: чи правда, що автовиробники все частіше використовують напругу 48 вольт з причини значного збільшення сервісних бортових систем?
— Ні, це не так. Сам факт різноманіття сервісних систем у сучасних заперечувати, звісно, безглуздо — не напружуючись можна пригадати, що, наприклад, гідропідсилювачі керма зараз чи не повністю змінили електропідсилювачі, а до традиційних кліматичних систем, які вже були розповсюджені років 10-15 тому, зараз додались системи обігріву та вентиляції сидінь у масових моделей. Йдемо далі: рушивши з місця, активується система контролю сліпих зон, система відслідковування дорожної розмітки, адаптивний круіз-контроль, парктронік... Про налаштування режимів роботи мехатроніки машини через бортове меню, про навігацію, доступ до інтернету я вже й не кажу — ще 10 років тому ці речі були доступними переважно у флагманських моделей, а зараз все це можна зустріти на авто В-класу. Зрозуміло, що для всього цього потрібно більшге енергії, і 48-вольтовий формат надає можливість мати більш потужну бортову мережу. І все ж головною причиною запровадження 48-вольтових систем стала не асистуюча електроніка.
— Заінтригували...
— Ніякої інтриги. Навпаки, все досить просто та логічно: маючи в своєму розпорядженні 48 вольт, можна не тільки розраховувати на повний сучасний сервісний функціонал, а й на кращі показники за кількістю викидів шкідливих елементів. Просто тому, що двигуну внутрішнього згоряння допомагатиме електричний струм, який дозволить нехай й короткочасно, але вимикати та вмикати ДВЗ під час руху. При цьому ніяких здоровезних важких акумуляторних батарей, як в електромобілях, все дуже елегантно з технічної точки зору і при цьому абсолютно прагматично.
— Добре, щодо сервісних функцій додатковвих питань нема. Давайте більше детально зупинимось на кращіх еко-показниках та прагматичності.
— Власне, саме ця сторона системи «м'який гібрид» є найсуттєвішою і розкриває суть даного інженерного підходу. Річ у тім, що маючи силовий агрегат, побудований за такою системою, та 48-вольтову бортову мережу, можна, наприклад, об'єднати силовий агрегат та систему «start-stop». А можна дати електричне живлення давно звичному турбокомпресору (бензинового чи дизельного двигуна) або активним електромеханічним стабілізаторам у шасі — обидва ці рішення вже використовуються на серійних авто. Такий підхід робить конструкцію автомобіля прогресивнішою, оскільки сприяє більш ефективній роботі силового агрегату, зменшуються викиди шкідливих речових в атмосферу, покращується керованість.
— А що саме мається на увазі під об'єднанням силового агрегату та системи «start-stop»?
— Як така система «start-stop» стала вже звичним явищем в конструкції сучасних авто, згодні? Інженери пішли далі, поставивши собі питання: а як ще можна використовувати можливість вимкнення та миттєвого запуску двигуна? Відповідь, фактично, вже була: сівши за руль та пересуваючись як містом, так і по заміському шосе, ми в будь якому разі потрапляємо у ситуації, коли автомобіль, скажімо так, не особливо ефективний. Вимкнення двигуна та його запуск на світлофорах було першим рішенням, спрямованим на більш ефективне використовування часу роботи двигуна. А тепер уявить собі, що двигун можна повністю вимикати під час руху, коли електроніка фіксує невелике навантаження. Та ж нова Audi S8 в разі, якщо водій прибрав ногу з педалі акселератору, дозволяє вимикати двигун на швидкостях від 55 до 160 км/год на час до 40 секунд і непомітно запускати його із допомогою ремінного стартер-генератора одразу після торкання педалі газа. При цьому 48-вольтова система забеспечує стартер-генератор потужністю до 12 кВт (16 к.с.) і має функцію рекуперації (до 8 кВт). Додайте сюди функцію часткової деактивації циліндрів 4-літрового бі-турбового V8, а в корках система стеження за попереднім транспортним засобом дозволяє починати рух, коли починає рухатись і авто попереду. Таким чином, нема потреби тримати двигун постійно працюючим. Все це дозволяє автомобілю потужністю 570 к.с. та з обертаючим моментом у 800 Нм витрачати на кожну пройдену сотню кілометрів майже на літр палива менше (в реальному, а не полігонному режимі руху; загалом виробник заявляє середню витрату палива на рівні 11.4 л/100 км). Середній рівень викидів СО2 при цьому становить 260 г/км. Для порівняння: 10 років тому друга генерація Audi S8 з 5.2-літровим атмосферним V10 потужністю 450 к.с. на 7000 об/хв (тобто, більше, ніж на 100 к.с. менше, ніж у новачка) мала середні викиди СО2 на рівні 314 г/км. Тобто, маємо зниження шкідливих викідів десь на 20%.
— Але при цьому конструкція автомобіля стає складнішою...
— Не набагато. Головні додаткові вузли — конвертер постійного струму, свій 48-вольтовий акумулятор та стартер-генератор замість традиційного стартеру. Все. Тобто, вже з цього зрозуміло, що м'який гібрид відчутно дешевший у виробництві. Другий дуже вагомий нюанс: порівнюючи навіть не з електромобілем, а із звичайним гібридом, все одно виходить відчутний виграш за вагою, оскільки 48-вольтовий акумулятор «м'якого гібрида» невеликий. Але те, що батарея невеличка, не заважає економити до 15% палива.
— Ви сказали «свій 48-вольтовий акумулятор». Тобто, фактично в автомобілі стає два акумулятори?
— Так. Від 12-вольтової системи інженери не відмовляються: вона залишається паралельною та відповідає за звичний ряд електричних функцій автомобіля — наприклад, функціонування систем активної безпеки та інфотейнменту. Завдяки конвертеру 12-вольтова мережа отримує живлення від своєї в 4 рази потужнішої «сестри». При цьому з'являється можливість забезпечити роботу компресора кондиціонера, насосів, вентиляторів вже від 48 вольт.
— Таким чином, ми приходимо до ситуації, коли автомобіль стає економічнішим, екологічнішим, все ще маючи при цьому своєю головною рушійною силою двигун внутрішнього згоряння...
— Саме так. «М'які гібриди» можуть дуже істотно подовжити життя ДВЗ. На їх боці менша вартість виробництва у порівнянні із звичайними гібридами та просто непорівняно більший запас ходу на одній заправці якщо говорити про співставлення із електромобілями. І це все при згаданих вище кращій паливній економічності (15%) та екологічності (20%). Подібне стало можливим завдяки поступовому розвитку бортової елетрики та електроніки автомобіля як такого та впровадженню 48-вольтового формату. Може і не варто говорити про геніальне рішення, але це дуже логічний, природній крок. І це точно один з найперспективніших напрямків на найближчі роки.
текст — Юрій Бугаєв
ілюстрації — Audi AG
