Потребность в экономичных гибридных технологиях будет расти – и в первую очередь в коммерческих автомобилях. ZF реагирует на это расширением своего ассортимента коробок передач для коммерческих автомобилей: гибридные технологии могут оказаться особенно выгодными для городских автобусов, развозных грузовиков и малого коммерческого транспорта. Поэтому ZF предлагает в будущем наряду с механическими и автоматическими КПП также варианты гибридных приводов.
В настоящее время в серийной разработке у ZF находятся HyTronic и гибридный привод на базе eTronic. В основу обоих вариантов заложена концепция параллельного гибрида, которая предусматривает параллельное включение электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания. Реализация этой концепции особенно экономична за счёт использования имеющихся ресурсов в трансмиссии. ZF поставляет систему в комплекте, включая силовой электронный блок, блок управления и литиево-ионный аккумулятор.
Концепция параллельного гибрида гибкая. Она даёт возможность использовать как «мягкий», так и полный гибриды с целым набором «гибридных» функций: пуск-остановка, регенерация энергии торможения (рекуперация), поддержка при ускорении (форсаж), трогание и движение на электроприводе. Таким образом, потребление топлива полногибридными системами в городском цикле движения снижается на 30 процентов. В будущем эти преимущества станут ещё более значимыми, например, когда законодательство ещё больше ограничит применение двигателей внутреннего сгорания в центральной части городов.
Системы гибридных приводов для существующей трансмиссии
Преимущество для автопроизводителей, которые уже сегодня используют коробки передач производства ZF: все варианты КПП для гибридных приводов на основе концепции параллельного гибрида можно интегрировать в существующую трансмиссию точно так же, как механические или автоматические КПП.
У гибридного варианта на базе eTronic в трансмиссию интегрирована электромашина. Разделительное сцепление отсоединяет электродвигатель и КПП от двигателя внутреннего сгорания и позволяет двигаться исключительно за счёт использования электроэнергии. Электромашина в генераторном режиме используется также в качестве источника тока. Тормозное действие, которое появляется в генераторном режиме, используется в работе тормозной системы, тем самым снижается нагрузка на рабочий тормоз. Гибридный привод предлагает все функции полногибридной системы и оптимизирован для применения в лёгких коммерческих автомобилях, осуществляющих развозку грузов. Чисто электромеханическое решение позволяет максимально экономить топливо при низкой стоимости системы.
Эти преимущества даёт также HyTronic, гибридный вариант коробки передач AS Tronic lite. В трансмиссию с этой автоматической КПП, предназначенной для малотоннажных развозных грузовиков и лёгких автобусов, также можно интегрировать гибридный привод. Система в целом состоит из привода, электродвигателя мощностью 60 кВт, инвертора, высоковольтной батареи, силовых кабелей и управления электропитанием. Она может выполнять все функции полногибридной системы: пуск-остановка, регенерация энергии торможения (рекуперация), поддержка при ускорении (форсаж), трогание и движение на электроприводе. Прибавка в весе из-за дополнительных проводов, аккумулятора и системы охлаждения сравнительно невелика и компенсируется за счёт аналогичной экономии (уменьшение габаритов и массы двигателя внутреннего сгорания, отсутствие АКБ на 24 В и стартера). Возможность использовать электродвигатель в генераторном режиме в качестве источника тока для других потребителей делает такую систему гибридного привода привлекательной и для автомобилей коммунального хозяйства. Работа механизмов отбора мощности таких автомобилей до сих пор сопровождалась постоянным расходом топлива, т.к. они механически соединены с двигателем внутреннего сгорания.
Мощный генератор и аккумулятор гибридной системы, напротив, позволяют использовать электрические механизмы отбора мощности, которые используют топливо только по необходимости (power-on-demand).
Упрощенная интеграция
Наряду с самими гибридными компонентами большое значение имеет разработка и оптимизация системы управления гибридными приводами. Установка дополнительного электродвигателя позволила получить целый ряд новых функций оперативного и стратегического характера: когда трогаться только на электроприводе, когда электродвигатель поддерживает двигатель внутреннего сгорания, какие переключения производит КПП во время движения только на электроприводе, чтобы после подключения двигателя внутреннего сгорания он работал с оптимальным КПД? В системной интеграции ZF эффективно поддерживает производителей: все необходимые для гибридных систем компоненты поставляет и интегрирует ZF, а именно: гибридный привод и электродвигатель, силовой электронный блок, включая управление гибридной системой ZF-HyControl, и литий-ионный аккумулятор ZF-HyStorage. Этот аккумулятор с номинальной мощностью 60 кВт и энергоёмкостью 2 кВт/ч может включаться последовательно, что удваивает мощность. Управление гибридной системой оснащено инвертором, который преобразует необходимый приводу ток высокого напряжения в пригодный для бортовой сети ток низкого напряжения. Программное управление, необходимое для управления электропитанием и оптимальной стратегии переключения, также обеспечивает ZF.
Гибридные варианты ZF-EcoLife
В настоящее время ZF разрабатывает версию 6-ступенчатой АКПП EcoLife для гибридных приводов. Вместо гидротрансформатора крутящего момента в колоколообразный картер установлен гибридный модуль. Этот электродвигатель выдает дополнительную мощность в 120 кВт. Вариант EcoLife для гибридного привода, который позволяет реализовать все гибридные функции – от автоматического пуска-остановки, форсажа и рекуперации до трогания и движения на электроприводе – требует не больше монтажного пространства, чем обычная КПП EcoLife. В настоящее время в ZF создается прототип, близкий к серийному образцу. ZF также планирует производить основную часть компонентов системной интеграции, прежде всего управление гибридным приводом и управление электропитанием.
Гибрид на магистральных трассах
Специалисты ZF изучают также возможность использования гибридных вариантов на грузовом транспорте для дальних перевозок. Первые исследования уже завершены, и их результаты многообещающие. Несмотря на то, что снижение расхода топлива по сравнению с городским циклом движения значительно меньше, большой пробег на дальних перевозках предоставляет серьезные потенциальные возможности для экономии, которые делают гибридную систему очень привлекательной в этом сегменте.
Источник: журнал autoExpert №4`2012. При перепечатке ссылка на источник обязательна.
Простые в управлении, надежные и экономные трансмиссии семейства AS Tronic (сзади) для всех классов коммерческого транспорта. AS Tronic mid (справа) и AS Tronic Lite – для гибридизации трансмиссии грузового автомобиля (слева).
В настоящее время в серийной разработке у ZF находятся HyTronic и гибридный привод на базе eTronic. В основу обоих вариантов заложена концепция параллельного гибрида, которая предусматривает параллельное включение электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания. Реализация этой концепции особенно экономична за счёт использования имеющихся ресурсов в трансмиссии. ZF поставляет систему в комплекте, включая силовой электронный блок, блок управления и литиево-ионный аккумулятор.
Концепция параллельного гибрида гибкая. Она даёт возможность использовать как «мягкий», так и полный гибриды с целым набором «гибридных» функций: пуск-остановка, регенерация энергии торможения (рекуперация), поддержка при ускорении (форсаж), трогание и движение на электроприводе. Таким образом, потребление топлива полногибридными системами в городском цикле движения снижается на 30 процентов. В будущем эти преимущества станут ещё более значимыми, например, когда законодательство ещё больше ограничит применение двигателей внутреннего сгорания в центральной части городов.
Системы гибридных приводов для существующей трансмиссии
Преимущество для автопроизводителей, которые уже сегодня используют коробки передач производства ZF: все варианты КПП для гибридных приводов на основе концепции параллельного гибрида можно интегрировать в существующую трансмиссию точно так же, как механические или автоматические КПП.
У гибридного варианта на базе eTronic в трансмиссию интегрирована электромашина. Разделительное сцепление отсоединяет электродвигатель и КПП от двигателя внутреннего сгорания и позволяет двигаться исключительно за счёт использования электроэнергии. Электромашина в генераторном режиме используется также в качестве источника тока. Тормозное действие, которое появляется в генераторном режиме, используется в работе тормозной системы, тем самым снижается нагрузка на рабочий тормоз. Гибридный привод предлагает все функции полногибридной системы и оптимизирован для применения в лёгких коммерческих автомобилях, осуществляющих развозку грузов. Чисто электромеханическое решение позволяет максимально экономить топливо при низкой стоимости системы.
Эти преимущества даёт также HyTronic, гибридный вариант коробки передач AS Tronic lite. В трансмиссию с этой автоматической КПП, предназначенной для малотоннажных развозных грузовиков и лёгких автобусов, также можно интегрировать гибридный привод. Система в целом состоит из привода, электродвигателя мощностью 60 кВт, инвертора, высоковольтной батареи, силовых кабелей и управления электропитанием. Она может выполнять все функции полногибридной системы: пуск-остановка, регенерация энергии торможения (рекуперация), поддержка при ускорении (форсаж), трогание и движение на электроприводе. Прибавка в весе из-за дополнительных проводов, аккумулятора и системы охлаждения сравнительно невелика и компенсируется за счёт аналогичной экономии (уменьшение габаритов и массы двигателя внутреннего сгорания, отсутствие АКБ на 24 В и стартера). Возможность использовать электродвигатель в генераторном режиме в качестве источника тока для других потребителей делает такую систему гибридного привода привлекательной и для автомобилей коммунального хозяйства. Работа механизмов отбора мощности таких автомобилей до сих пор сопровождалась постоянным расходом топлива, т.к. они механически соединены с двигателем внутреннего сгорания.
Мощный генератор и аккумулятор гибридной системы, напротив, позволяют использовать электрические механизмы отбора мощности, которые используют топливо только по необходимости (power-on-demand).
Электромеханическая трансмиссия параллельной гибридной компоновки с механическим сцеплением для разрыва силовых потоков от ДВС и АКБ, особенно рекомендована для средних и малых грузовых автомобилей, используемых в условиях городского движения.
Упрощенная интеграция
Наряду с самими гибридными компонентами большое значение имеет разработка и оптимизация системы управления гибридными приводами. Установка дополнительного электродвигателя позволила получить целый ряд новых функций оперативного и стратегического характера: когда трогаться только на электроприводе, когда электродвигатель поддерживает двигатель внутреннего сгорания, какие переключения производит КПП во время движения только на электроприводе, чтобы после подключения двигателя внутреннего сгорания он работал с оптимальным КПД? В системной интеграции ZF эффективно поддерживает производителей: все необходимые для гибридных систем компоненты поставляет и интегрирует ZF, а именно: гибридный привод и электродвигатель, силовой электронный блок, включая управление гибридной системой ZF-HyControl, и литий-ионный аккумулятор ZF-HyStorage. Этот аккумулятор с номинальной мощностью 60 кВт и энергоёмкостью 2 кВт/ч может включаться последовательно, что удваивает мощность. Управление гибридной системой оснащено инвертором, который преобразует необходимый приводу ток высокого напряжения в пригодный для бортовой сети ток низкого напряжения. Программное управление, необходимое для управления электропитанием и оптимальной стратегии переключения, также обеспечивает ZF.
Новые горизонты и новые стандарты. 6-ти ступенчатая автоматическая трансмиссия для передачи более высоких крутящих моментов при существенном снижении потребления топлива. ZF уже представил гибридную версию данной АКПП для использования исключительно на коммерческом транспорте.
Гибридные варианты ZF-EcoLife
В настоящее время ZF разрабатывает версию 6-ступенчатой АКПП EcoLife для гибридных приводов. Вместо гидротрансформатора крутящего момента в колоколообразный картер установлен гибридный модуль. Этот электродвигатель выдает дополнительную мощность в 120 кВт. Вариант EcoLife для гибридного привода, который позволяет реализовать все гибридные функции – от автоматического пуска-остановки, форсажа и рекуперации до трогания и движения на электроприводе – требует не больше монтажного пространства, чем обычная КПП EcoLife. В настоящее время в ZF создается прототип, близкий к серийному образцу. ZF также планирует производить основную часть компонентов системной интеграции, прежде всего управление гибридным приводом и управление электропитанием.
Гибрид на магистральных трассах
Специалисты ZF изучают также возможность использования гибридных вариантов на грузовом транспорте для дальних перевозок. Первые исследования уже завершены, и их результаты многообещающие. Несмотря на то, что снижение расхода топлива по сравнению с городским циклом движения значительно меньше, большой пробег на дальних перевозках предоставляет серьезные потенциальные возможности для экономии, которые делают гибридную систему очень привлекательной в этом сегменте.
Источник: журнал autoExpert №4`2012. При перепечатке ссылка на источник обязательна.
