Top.Mail.Ru

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

14.11.2009
Время Bosch возвращается. Наступление электрических и гибридных автомобилей заставило немецких инженеров вспомнить, что первым изобретением основателя концерна Роберта Боша было магнето, то есть, по сути, высоковольтный генератор

Владимир Заборщиков

Время Bosch возвращается. Наступление электрических и гибридных автомобилей заставило немецких инженеров вспомнить, что первым изобретением основателя концерна Роберта Боша было магнето, то есть, по сути, высоковольтный генератор. Ведь даже логотип Robert Bosch AG — это не что иное, как схематическое изображение электрической машины. При таком раскладе даже неудобно не ходить в лидерах

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Подразделение, занимающееся гибридными силовыми установками, Bosch Hybrid Systems Project House появилось в недрах концерна задолго до того, как словами гибрид и электропривод запестрели страницы автомобильных изданий. Его появлению способствовала вся более чем вековая история фирмы. Автомобильная тематика хоть и составляла значительную часть разработок, производства (и прибыли), но не была единственной. И успехи в «электрификации» нашей жизни, если не считать автомобильные лампы, стартеры и генераторы, приходились на «другой Bosch». Электроника не в счет: сегодня она повсеместна и интернациональна.

В «Доме проектирования гибридных систем» объединили свои усилия специалисты различных развиваемых Bosch направлений. Сюда принесли свои знания и опыт люди, занимавшиеся в своих структурных подразделениях системами впрыска бензина и дизельного топлива, тормозами и системами управления шасси, электроприводом, стартерами и генераторами, автомобильной электроникой. А участие в проекте расположенных в разных странах научно-конструкторских центров и подразделений дочерней компании Bosch Engineering GmbH сразу же приблизило работы к потребностям потенциальных клиентов на четырех континентах — в Европе, Азии, Америке и Австралии.

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Коллективный разум, базирующийся на опыте лидерства во всех перечисленных областях, вывел Bosch в число ведущих специалистов по гибридным автомобилям.

Сегодня концерн может предложить автопроизводителям любой набор комплектующих для силовых установок нового типа. В его «портфеле» имеются эффективные электроприводы с необходимой электроникой, тормоза для рекуперации энергии (термин Bosch), блоки управления для трансмиссии, двигателей внутреннего сгорания и систем батарей, а также полный комплект программного обеспечения. При необходимости отдельные устройства могут объединяться в системы различной мощности и конфигурации.

 

Рассмотрим лишь несколько последних разработок

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Встроенный мотор-генератор IMG (Integrated Motor Generator) предлагается как электропривод для гибридной силовой установки с параллельной схемой. По устройству это синхронный электродвигатель с возбуждением постоянными магнитами. Основное его достоинство (помимо высоких эксплуатационных характеристик) — малая длина (по оси), что позволяет легко встраивать агрегат в серийную силовую установку с ДВС. На гибридах средней мощности ротор IMG крепится непосредственно на задний фланец коленчатого вала вместо маховика, статор в корпусе встает между блоком цилиндров и картером сцепления.
IMG — настоящий универсал. Он выполняет все гибридные функции (трогание с места, разгон и движение на электротяге, совместная работа с ДВС, регенерация энергии, замедление), совмещая их с механическими (сцепление и демпфер между ДВС и коробкой передач). Также он может запускать двигатель, в т. ч.
в момент движения на электричестве. Кстати, в этом режиме двигатель внутреннего сгорания с помощью дополнительного сцепления отсоединяется от трансмиссии, и энергия электромотора расходуется исключительно на обеспечение движения.

Разработаны модификации IMG с воздушным и жидкостным охлаждением мощностью от 50 кВт и крутящим моментов до 350 Нм. Для гибридов большой мощно­сти в комплект входят встроенное сцепление и его гидро­привод. Отдельный мотор-генератор SMG (Separate Motor Generator) может выполнять все те же функции, что и его встроенный собрат IMG, но за счет более правильных с точки зрения электромашиностроителя пропорций при той же мощности имеет меньшие габариты и вес.

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Предлагаемый ряд агрегатов имеет два варианта диаметра корпуса. Крутящий момент и мощность «регулируется» в ряду активной длиной мотор-генератора. Мощность агрегатов — до 50 кВт, крутящий момент — до 250 Нм. Компактная конструкция дает возможность использовать SMG в гибридных установках самой разнообразной конфигурации, в частности, с ременным приводом, в передачах с прямозубыми цилиндрическими шестернями, в электроприводных осях (о которых чуть позже).

Охлаждаться SMG может воздухом, водой или маслом. Частота вращения его ротора — 14–16 тыс. оборотов. К достоинствам агрегата следует отнести возможность его «пристраивания» к существующей силовой установке, а также наличие множества вариантов исполнения.

Electrical Axle Drive (eAD) можно перевести как электрический осевой привод. Этот агрегат позволяет, например, с легкостью превратить гибридный автомобиль с приводом на одну ось в полноприводной, соорудить электромобиль 4х4 или убрать из конструкции автомобиля «старомодную» механическую трансмиссию. EAD встает на место главной передачи, при этом выполняет не только ее работу, но и все гибридные (за исключением запуска ДВС). Агрегат без проблем совмещается с такими электронными устройствами, как трекшн-контроль или система активного распределения крутящего момента (Active Torque Control).

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Для серьезного внедорожника 50 кВт (30 кВт х 2 оси) мощности маловато, а для паркетника — с избытком. Тем более что после редуктора с передаточным отношением 6,6:1 получаем 858 Нм крутящего момента. Синхронный электромотор с возбуждением постоянными магнитами раскручивается до 14 тыс. оборотов в минуту. По желанию заказчика возможно охлаждение любого типа. Электродвигатель может быть отключен (переведен на нейтраль). В редукторе предусмотрена электронно синхронизированная кулачковая муфта, обеспечивающая функцию блокировки дифференциала. Все шестерни — прямозубые цилиндрические.

Пока предлагается по два варианта скорости вращения и способа присоединения приводных валов. Сразу и не понять, что скрывается за названием eDCT — Electrified Dry Dual Clutch Transmission, т. е. электрифицированная коробка передач с двойным сухим сцеплением. В этом агрегате собрано сразу несколько новейших достижений автопрома. Коробка DCT, являющая собой две коробки, собранные в одном корпусе, все чаще используется на машинах последних моделей. В одной «полукоробке» собраны четные передачи, во второй — нечетные. При переключении передач вводятся в зацепление соответствующие шестерни «отдыхающей» в этот момент половинки. Крутящий момент передается (почти) беспрерывно.

К новомодной DCT параллельно прикрепили упомянутый ранее отдельный мотор-генератор SMG. Из-за разности рабочих скоростей вращения ДВС и электромотора пришлось поколдовать с передаточными числами шестерен привода.

EDCT и DCT — родные сестры, они в значительной мере унифицированы, в т. ч. по посадочным размерам. А это означает, что гибридизация серийно выпускаемого автомобиля может сводиться к замене одной КП на другую и освобождению места для SMG и аккумуляторов.

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Все функции гибрида eDCT выполняет. Даже мотор при запуске может крутить. Правда, через коробку передач. Еще труднее правильно обозвать блок LE, т. е. Leistungs­electronic. В английском варианте LE представляется как Power Electronics — силовая электроника, электроника мощности или что-то в этом роде. Задача LE: соединить батарею и электрический двигатель. Прибор управляет работой последнего, изменяя рабочее на­пряжение в пределах от 100 до 400 В постоянного тока. Опционально в блок может быть встроен преобразователь на 14 В, замещающий штатный генератор двигателя внутреннего сгорания. Охлаждение LE — водяное. Номинальный рабочий ток — 300 А, максимальный — 370 А. Прибор достаточно компактен, его объем 5,5 л, что упрощает работу по компоновке автомобиля и позволяет создателям одним из основных его достоинств называть высокую энергонасыщенность.

Bosch автомобили не тачает. Поэтому придется немного подождать, пока кто-то из автопроизводителей не представит какую-либо из его гибридных разработок как свое большое достижение.

Поживем — увидим.

Первенец

Гибридные системы Bosch. Всеобщая и полная гибридизация

Гибридные системы Bosch

© Фото: Bosch

Первым созданным Bosch автомобилем с гибридной силовой установкой был Ford Escort 1973 года. На нем был установлен бензиновый двигатель мощностью 44 л. с. (32 кВт). Электродвигатель весил около 85 кг. Аккумуляторная батарея весом 204 кг и напряжением 144 В состояла из 120 никель-кадмиевых элементов. Электронный блок управления весил 50 (!) кг. Неудивительно, что запас хода на «чистом электроприводе» не превышал, в зависимости от рельефа местности, 20–60 км.

По прогнозам, электромобиль 2015 модельного года будет весить 1000 кг, в т. ч. его батарея мощностью 35 кВт•ч — 250 кг. Запас хода составит 200 км, а максимальная скорость — 120 км/ч.

(3 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...

Обсуждение

Ваш адрес email не будет опубликован.

Статьи по теме
Популярное