MOTO 2030 — это серия Gazeta.pl, выпускаемая каждую пятницу, в которой мы обсуждаем наиболее важные темы, касающиеся будущего автомобильной промышленности, транспорта и технологий. Также будут интересные рассказы дизайнеров и описания истории компаний, чье прошлое влияет на то, как будет выглядеть автомобильная промышленность будущего. Машины, дороги и города очень динамично меняются на наших глазах. Каждую пятницу журналисты Moto.pl будут писать об этих изменениях. Здесь вы найдете все статьи из серии МОТО 2030.
Мы знаем, что гибридные приводы появились в самом начале истории автомобилестроения, они практически родились вместе с ней . Уже в 1900 году молодой инженер Фердинанд Порше спроектировал и создал автомобиль Lohner-Porsche, имевший на каждом колесе электромоторы. Электричество производилось бортовым двигателем внутреннего сгорания, который заряжал аккумуляторы.
Это был типичный серийный гибрид, решение, которое спустя более ста лет до сих пор пользуется успехом. Но последняя глава в истории гибридных приводов началась совсем недавно, всего три десятилетия назад. Ранее электрические и гибридные решения были заменены дешевыми, удобными в использовании и простыми в массовом производстве двигателями внутреннего сгорания.
Мир (особенно Новый Свет) полюбил выхлопные газы, и только в 1960-е годы люди начали обращать внимание на проблему загрязненного воздуха. Одним из таких людей был К. Рассел Фельдман, основатель Motorola. Вместе с предпринимателем и инженером Виктором Вуком в 1962 году они начали проект, целью которого была разработка экологического автомобиля.
Дизайн автомобилей Petro -Электрические двигатели фото Petro-Electric Motors (заявка на патент)
Автомобиль Petro-Eletric Motors создан в гараже одного из основателей компании
Проведя ряд расчетов, они быстро пришли к выводу, что современные технологии не позволяют разработать эффективный электромобиль с достаточными характеристиками: скоростью и запасом хода. Стали искать другое решение, а потом вспомнили о гибридных приводах. В последующие годы доктор Вук вместе со своим коллегой Чарльзом Л. Розеном основал компанию Petro-Electric Motors.
Вместе они создали прототипы гибридных автомобилей на базе Buick Skylark конца 1960-х и 1970-х годов. Они работали в гараже Розена, разместив в вместительном багажнике Skylark восемь тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторов. Установили... двигатели в моторном отсеке. Один двигатель Ванкеля внутреннего сгорания с вращающимся поршнем, другой электрический.
Их общий крутящий момент полностью механически передавался на колеса задней оси. Свой проект они представили в Агентство по охране окружающей среды США (EPA), которое также стало обращать внимание на выбросы автомобилей и запустило специальную программу субсидирования производителей «чистых автомобилей».
Тот же Виктор Вук придумал идею подключаемого гибрида. Он описал это в The New York Times в 1974 году. Уже тогда он мечтал об автомобиле с небольшим аккумулятором, который можно было бы регулярно заряжать дома и проезжать расстояние в 10 миль. Но в то время такое решение было проще описать, чем реализовать.
Растущий интерес к альтернативным приводам в начале 1970-х годов был вызван топливным кризисом, бушующим в Америке. Бензин уже не дешевый, а автомобили с двигателем внутреннего сгорания уже не такие быстрые, как раньше.
Но разработка прототипов шла медленно и заняла годы, пока у Petro-Electric Motors наконец не закончились деньги и субсидии Агентства по охране окружающей среды. Если не принимать во внимание эксперименты ряда европейских производителей 1980-х годов (в основном Fiat и Audi), можно сделать вывод, что на ближайшие четверть века мир забыл о гибридах. Америка точно.
Правило General Motors фото: GM
В 1990-е годы вернулись гибриды и… уродливые прототипы
Только во время правления президента Билла Клинтона в 1993 году было установлено партнерство между правительством и американской «большой тройкой» (Chrysler, GM, Ford) с целью разработки нового поколения автомобилей (Партнерство нового поколения транспортных средств), но никаких товарных плодов это не принесло.
Были созданы различные дизайны автомобилей, ни один из которых не вышел за рамки концепции. Тогда и родился неуклюжий автомобиль General Motors Precept, а также немногим красивее его: Dodge ESX (три версии в 1996-2003 годах) и Ford Prodigy. Все, кроме первого ESX, имели гибридные приводы на базе дизельного двигателя. Помимо своего уродства, они отличались крайне низким коэффициентом аэродинамического сопротивления.
Ford Prodigy появился на продаже в аукционном доме RM Sotheby's в 2010 году. Ожидаемая цена сделки составила 40 000–60 000 злотых. долларов. Под капотом располагался дизельный двигатель мощностью 1,2 л и мощностью 74 л.с. с непосредственным впрыском топлива, соединенным параллельно с электродвигателем мощностью 47 л.с.
Помимо прочего, за счет замены боковых зеркал на камеры удалось добиться коэффициента Cd 0,199. Модель этого автомобиля без привода (так называемый каток) можно увидеть в музее классического автомобилестроения в Сарасоте.
В 2001 году программа была отменена президентом Джорджем Бушем. В то же время в последнее десятилетие 20 века в Японии проводились исследования и разработки гибридных приводов. К счастью, технический прогресс начался лишь тогда, когда в игру вошли инженеры из Страны восходящего солнца. Благодаря им все изменилось, и сейчас мы видим последствия этой революции.
Ford Prodigy HEV фото: Ford
Японские гибриды. Президент сказал, инженеры сделали
В 1994 году вице-президент Toyota Motor Corporation Акихиро Вада поставил новую задачу перед специальной командой инженеров: построить автомобиль, который потреблял бы вдвое меньше топлива, чем современные двигатели внутреннего сгорания. Три года спустя Prius был готов. Первый серийный автомобиль с гибридным приводом.
Toyota доказала другим производителям, что можно построить экономичный и безотказный гибридный автомобиль, который к тому же будет приносить доход. Когда в 2000 году модернизированная модель Prius (NHW11) появилась в продаже за пределами Японии и, прежде всего, завоевала популярность в США, компании начали подражать конкуренты.
Toyota уже успела потеснить конкурента с внутреннего рынка – Honda. Учебная модель бренда J-VX была представлена на Токийском автосалоне в том же году, когда в продажу поступил серийный Prius. Серийная модель Insight (ZE1) появилась на внутреннем рынке в ноябре 1999 года, а через месяц добралась до автосалонов Honda в США.
Insight был первым гибридным автомобилем, доступным на этом рынке, на целых семь месяцев раньше обновленного Prius. Однако именно модель Toyota имела глобальный успех и вывела рынок гибридных автомобилей на нынешнюю скорость. «Хонда» представляла собой очень легкий (850 кг) трехдверный двухместный автомобиль, который выглядел как эксперимент. И только в 2001 году в Японии и в 2002 году в США появилась более практичная Honda Civic Hybrid, созданная на базе компактного седана 7-го поколения.
У Prius был гораздо более универсальный кузов, чем у Insight, поэтому он и победил. И хороший гибридный привод, состоящий из 45-сильного электродвигателя и бензинового мотора мощностью 1,5 л и мощностью 71 л.с., работающий в экономичном цикле Аткинсона. Оба были соединены планетарной передачей, распределявшей крутящие моменты обоих двигателей в разных пропорциях. Эту концепцию Toyota до сих пор оттачивает в своих автомобилях.
В США была невероятная мода на первый Prius. Многие звезды, в том числе Леонардо Ди Каприо, ездили на немного неуклюжих на вид гибридных автомобилях Toyota. Их список очень длинный, Голливуд буквально сошел с ума по этой машине. А за фабрикой грез – вся Америка. В 2013 году продажи всех трех поколений моделей по всему миру превысили три миллиона, а в апреле 2020 года – 15 миллионов единиц. Да здравствует король.
Прототип Toyota Prius из 1996 год фото: Toyota
Другие производители изо всех сил пытались повторить рыночный успех Toyota
Остальному миру потребовалось много времени, чтобы догнать японцев. Первый американский серийный гибридный автомобиль Ford Escape был представлен в 2005 году и использовал решения концерна Toyota. Год спустя микрогибридные решения от General Motors стали появляться в автомобилях ныне несуществующей марки Saturn. Электродвигатель служил только для поддержки основного блока сгорания.
Первым по-настоящему серийным гибридным автомобилем от GM стал внедорожник Chevrolet Tahoe/GMC Yukon, дебютировавший только в конце 2007 года. Традиционные покупатели этой модели, должно быть, были очень удивлены появившейся инновацией. В 2009 году к гонке присоединились корейцы, представив на местном рынке гибрид Hyundai Elantra LPI Hybrid.
В то же время наконец-то появился первый серийный гибридный дизайн «Сделано в Европе». Прототипы и экспериментальные автомобили были построены в научно-исследовательских отделах многих компаний, но ни один из них не пошел в серийное производство. Наконец, в 2009 году на Чикагском автосалоне дебютировал Mercedes S400 Blue Hybrid (W221). Его представили в Америке, потому что европейские покупатели тогда еще не особо задумывались о таких машинах.
Только то, что Мерседес на самом деле был микрогибридом с весьма скромной долей электромотора мощностью всего 20 л.с. Стоит упомянуть главным образом потому, что в этой модели впервые используется литий-ионный аккумулятор нового поколения. Подобные решения доминируют в современных гибридных и электромобилях. Тогда они были слишком дороги для менее благородных автомобилей.
Renault Kangoo Elect'road< /span> фото Renault
Первый плагин в мире — грузовой фургон. Первый человек был создан в Китае
В конце прошлого десятилетия, как грибы после дождя, на рынке появились новые модели подключаемых гибридных автомобилей, т.е. с возможностью зарядки аккумуляторов от внешнего источника. С 2008 года о планах по внедрению таких автомобилей заявляют как крупные производители (Toyota, Chevrolet), так и микропредприятия (например, Fisker Karma). Похоже, что первым подключаемым гибридом, поступившим в продажу, стал... европейский грузовой фургон. Уже в 2003 году в предложение Renault вошла модель Elect’road — гибридная версия модели Kangoo, выпущенная ограниченным тиражом в 500 экземпляров.
Renault использовала серийное решение, в котором двигатель не приводит в движение колеса напрямую, а заряжает аккумуляторы, так называемый расширитель диапазона. Генератор представлял собой итальянский двигатель внутреннего сгорания Lombardini мощностью всего пол-литра и мощность 21 л.с. Никель-кадмиевые аккумуляторы весили 312 кг, а их возможная замена обошлась в семь тысяч евро. Реальный запас хода этой машины составлял около 150 км.
Первым по-настоящему массовым легковым автомобилем с подключаемым гибридным приводом стала модель компании, о которой в то время почти никто не слышал. В 2008 году китайская компания BYD представила модель с довольно броским названием F3DM. Первоначально он был доступен только для органов государственного управления и не пользовался большим интересом. За первые восемь месяцев F3DM нашла менее 100 покупателей.
В 2010 году оно поступило в неограниченную продажу, но хитом так и не стало. За год BYD продал всего 417 единиц и был снят с производства в 2012 году. Но он был первым. С 2009 года на рынке начали дебютировать серийные модели более известных брендов, в том числе: Плагин Chevrolet Volt и Toyota Prius. После них появились еще. Рынок подключаемых гибридных автомобилей начал стремительно развиваться.
BYD F3DM фото: BYD
Первым европейским плагином стал японский автомобиль
Забавно, но первым легковым автомобилем этой категории, выпущенным в Европе, стала... Toyota Auris HSD. Автомобиль производился в Великобритании на заводе в Бернастоне с середины 2010 года. Позже рынок стремительно взлетел, по крайней мере, в плане количества доступных моделей. Второе десятилетие XXI века было полно новых решений.
Появились гибриды различных типов: микро, серийные, параллельные, подключаемые, необслуживаемые, с бензиновыми и дизельными двигателями, от крупных и мелких фирм. Из приличия следует упомянуть следующие модели: Mitsubishi Outlander PHEV, Volkswagen XL1, Opel Ampera и Volvo V60 (первый плагин с дизельным двигателем). Историю гибридов тоже написали, но она только сейчас создаётся. Начавшееся десятилетие — время гибридных автомобилей.
Они будут доминировать на рынке к 2030 году и получат на нем самую большую долю. Электромобили догонят, но вопреки обещаниям других компаний, им будет очень сложно сделать это до 2030 года. Значительная доля рынка легковых автомобилей с водородным двигателем все еще находится в будущем. Поэтому 2020-2030 годы запомнятся как эпоха гибридных автомобилей.
Honda Insight фото: Honda