Будем откровенны — чистые электромобили не завоюют нашу страну так, как это происходит в цивилизованном мире. Слишком велики расстояния, слишком большая доля глубинки, в которую, признаемся себе, еще очень нескоро придет соответствующая инфраструктура. И цены — космос! Наше государство ради экологии никогда не пойдет на субсидирование покупки «электричек». Разве что какой-нибудь провластный олигарх откроет местное производство, чего ожидать можно, словно второго пришествия. Иное дело гибриды. Будучи новыми, они тоже недешевы. Причем «электронадбавка» в цене вряд ли впоследствии компенсируется экономией на топливе. А вот на вторичном рынке они стоят, как правило, не дороже моделей с одним лишь ДВС. Можно получить кое-какие дивиденды. Стоит ли с точки зрения надежности?
Еще некоторое время назад мы четко делили все гибриды на три категории.
Первая — параллельные, где электромотор, как правило, размещен между двигателем и обычной трансмиссией (будь то вариатор, «автомат» или «механика») и вместе с ДВС подает момент на ведущие колеса. Питается от батареи, которая заряжается при рекуперативном торможении. Серийным первенцем такой конструкции была Honda Insight — забавный трехдверный хэтчбек, выпускавший в 1999–2006 годах.
От 10-киловаттного электромоторчика не стоило ждать трудовых подвигов, да такие цели и не ставились. В его задачах значилось разгружать ДВС, тем более что он был всего лишь трехцилиндровым, 1,0-литровым, 70-сильным. По заявлениям производителя, менее чем 850-килограммовый автомобильчик с алюминиевым кузовом тратил на 100 км 3,4 л топлива.
Через едва ли не десятилетие после Хонды эту схему на вооружение вдруг взяли премиум-бренды: Mercedes-Benz и BMW. Речь в этом случае также шла о помощи двигателю. Раз электромотор берет на себя часть нагрузки, то расход топлива несколько снижается. Падает сообразно ему и выброс СО2.
Вторая схема — последовательная. В ней ДВС не связан напрямую с колесами. Вращает генератор, который заряжает батарею, а та питает электромоторы. Давно используется на спецтехнике (например, на БелАЗах, где есть мотор-колеса) и на ж/д составах. Предполагалось, что на легковых автомобилях батарею можно будет зарядить от сети. А когда она критически высадится, в действие вступит так называемый бензогенератор, или Range Extender — «удлинитель пробега». То есть ДВС, восстанавливающий батарею. Идея много и долго муссировалась по причине простой реализации (нет необходимости подводить к колесам «топливную» и электротягу). Еще одним плюсом называлась оптимальная работа двигателя — на определенных оборотах и без переходных режимов. В качестве подобного «зарядника» на ряде проектов фигурировал роторный мотор, как создающий минимум шума и не сильно вибронагруженный. Fiat делал ходовой прототип на базе модели 500. Audi — A1 e-tron. Mazda обещает в следующем году оснастить двигателем Ванкеля только что появившийся электромобиль MX-30. И, похоже, только BMW для модели i3 на данный момент серийно предлагает этот самый Range Extender.
Но в целом о последовательных гибридах как будто бы забыли. Не считать же на самом деле развитием темы мелкосерийный Fisker Karma, где батарею заряжала мощная «турбочетверка».
Впрочем, к ним мы вернемся чуть позже. Продолжение пришло от одного из лидеров электротехнологий и в секторе масс-маркета.
Третья. Среди сравнительно демократичных по стоимости автомобилей основной стала другая схема — параллельно-последовательная. Именно ее получил дебютант и лидер мировой гибридизации — Prius в кузове NHW10.
Ключевым узлом Приуса была планетарная передача, одновременно связанная с ДВС, генератором и колесами. При этом последние через дифференциал и редуктор соединялись с еще одним электромотором — тяговым.
Prius трогается и до определенной скорости едет на электротяге. С 40–70 км/ч или при интенсивном разгоне в работу вступает ДВС. Он вращает генератор, заряжающий батарею, и колеса. Помимо этого, момент через генератор поступает к электромотору, а от того — снова на колеса. В напряженных режимах электродвигатель питается не только от ДВС, но и от батареи. А при торможении превращается во второй генератор — режим рекуперации закидывает энергию в тяговые аккумуляторы. По поводу терминологии (точно ли параллельно-последовательная схема?) среди обывателей, мало-мальски знакомых с устройством Приуса, до сих пор ведутся споры. Но посмотрите — ДВС вместе с электромотором крутит колеса, что является параллельной работой. И одновременно его заряжает. А это уже последовательная.
Связка всех промежуточных узлов получила обозначение электромеханической трансмиссии, или по-тойотовски — Hybrid Synergy Drive. Казалось бы, сложная конструкция. Однако, как впоследствии выяснилось, надежная и потому в рамках фирменной Toyota Hybrid System получившая широчайшее распространение.
В общем-то, ничего глобального с тех пор не изобрели. Да, наверное, в рамках связки двигатель/электромотор/колеса придумать новую схему уже невозможно. Зато вариаций конструкций может быть множество. Скажем, ту же HSD в свое время развернули продольно. Не повально, однако довольно массово гибриды начали становиться «плагинами» (plug-in) — подзаряжаемыми от сети. На изначально неведущих осях стали устанавливать дополнительные электромоторы, получая таким образом 4WD.
«Подсистем», не являющихся собственно гибридами, но позволяющих снимать нагрузку с коленвала и тем самым экономить топливо, также появилось достаточно. Скорее всего, самая продвинутая из простейших — у Mazda, i-Eloop. В ней присутствует так называемый суперконденсатор, в который при торможении (буквально за несколько секунд) запасается энергия. Потом она расходуется на питание бортовых потребителей и на зарядку АКБ.
Более сложные системы имеют дополнительную 48-вольтовую бортовую сеть. Элементарный способ ее использования — питание бортовых потребителей: помпы, кондиционера, которые переводят на электричество, опять же снимая нагрузку с коленвала. Кроме того, одной или нескольких основных либо дополнительных электротурбин.
Второй вариант в рамках 48 вольт — так называемый мягкий гибрид, или mild hybrid. Как и в предыдущей схеме, присутствуют стартер-генератор и компактная, небольшой емкости литий-ионная батарея. Но основная функция первого — кратковременно на разгонах помогать мотору через ременный привод. На торможениях — все правильно — рекуперировать энергию. К тому же такая система позволяет расширить функционал start-stop — глушить ДВС еще до полной остановки. А при универсальности и малых габаритах — закладывать дооснащение ею всех будущих моделей. Причем не обязательно в премиум-сегменте. Так, о создании подобного помощника заявили Volkswagen и Hyundai/Kia.
Вряд ли на нашем рынке стоит ожидать засилья таких систем. Все-таки автопроизводители стараются не доводить до нас что-то сложное и, можно даже сказать, лишнее. Сертифицируешь, а вдруг не пойдет, как это бывало с тем же Prius или Outlander PHEV? Рядовой потребитель смелее компаний. Освоение «электро» на second hand-рынке началось у нас еще с первого Приуса. И хотя долго все этой моделью и ограничивалось, сейчас в среде бэушных гибридов наблюдается разнообразие. Понятно, что они в большинстве своем из Японии. Но там, как известно, по мелочам не размениваются. Впрочем, давайте пройдемся по тому, с чем нам приходится иметь дело.
Как говорилось, свою THS фирма эксплуатирует с 1997 года. Но это, знаете ли, такой бренд. Параллельность и последовательность работы в компании сохранили. Однако с тех пор система менялась не единожды — по компоновке отдельных узлов и общей, по характеристикам и конкретным решениям. Мы знаем, например, что Prius первого поколения до рестайлинга и после отличался видом силовых элементов и их количеством. К тому же для того, чтобы прочитать его сканером, требовалась специальная карта.
Продолжились и «батарейные» поиски. Вот три варианта на фото. Нижний от Prius NHW11, Estima 10, Alphard 10. В центре NHW20, ZVW30 и ZVW41 (Gen 3). Вверху — NHW50 (Gen 4). Несмотря на схожесть, нижний элемент отличается от других размерами и потому не взаимозаменяем.
Соответственно, и скомпонованы они были по-разному.
После 20-го Приуса для этой модели (как и для некоторых других) элементы и их компоновку стандартизировали.
На первых гибридах Estima и Alphard (начало 2000-х) имеется навесной мотор-генератор, который доставляет ряд проблем. А элементы батареи на Estima 20 представляли собой вот такие ленты — набор из длинных и покороче.
У Axio/Fielder, Aqua и Vitz система в целом была схожа с приусовской. Но если у него контур охлаждения объединяет THS и трансмиссию, то на этих моделях коробка охлаждается исключительно маслом.
Это не говоря о том, что продольное расположение силового агрегата (на Crown и Majesta, GS и LS) заставило по-новому компоновать трансмиссию, дополняя ее электронасосом, который поддерживает в ней давление жидкости при заглушенном ДВС.
Ну, и еще раз скажем — здорово отличаются характеристики! Ведь сейчас лишь считаные модели в ряду Toyota не имеют гибридных версий. А некоторые (скажем, Camry, Crown Majesta) на внутреннем рынке предлагаются только в виде таковых. Представляете, какое разнообразие двигателей, электромоторов, батарей!
Honda была вторым производителем, который отважился на гибридизацию своей линейки. Правда, на первых порах, которые длились почти два десятилетия (1999–2017 гг.), это касалось лишь нескольких моделей: Insight двух поколений, Fit второго, Civic седьмой и восьмой генерации, CR-Z и т. д.
Вообще, странно, что свою систему IMA — Integrated Motor Assist — Honda выпускала так долго. На конец 90-х — начало 2000-х она уже проигрывала тойотовской THS. Судите сами, мощность электромотора, состыкованного c ДВС, всего 10 кВт (чуть позже — 15 кВт) вместо 30 кВт на Prius.
Двигаться на чистой электротяге первые версии не позволяли. Civic с IMA сняли с производства еще в 2010-м. А Insight и CR-Z как-то продержались.
Так что вполне логична смена, хотя и запоздалая, этой системы на Sport Hybrid i-DCD или Intelligent Dual-Clutch Drive. Да, впервые в истории Honda включила в гибридную конструкцию «робот» с двумя сцеплениями, в данном случае 7-ступенчатый.
Кроме него, в i-DCD 1,5-литровый ДВС, литий-ионная батарея и 22-киловаттный электромотор, выполняющий функции как тягового, так и зарядного устройства. При этом в системе сразу была заложена возможность движения на электричестве. Первыми с i-DCD появился Fit и компактный кроссовер Vezel. Следом «вэны» Shuttle, Freed и Jade.
Что интересно, одновременно с «дуал-клатчевым» гибридом Honda представила другую систему — i-MMD, Intelligent Multi-Mode Drive. Она предназначалась для автомобилей покрупнее: Accord, CR-V, Odyssey, StepWGN.
И укладывалась в рамки хондовской Earth Dreams Technology — программы по гибридизации модельного ряда. ДВС у i-MMD 2,0-литровый, батарея также литий-ионная. Однако трансмиссия — электромеханический вариатор. Электромотора два — генератор и тяговый.
На невысоких скоростях автомобили движутся на электричестве. Когда заряд падает, заводится ДВС, начинающий заряжать батарею. С определенной скорости (называются 100 км/ч) бензиновый двигатель с помощью сцепления подключается к колесам и работает параллельно с электромотором. Как минимум Accord до 2016 года был plug-in` — заряжался от сети. С его рестайлингом от этой версии отказались как от непопулярной. Но сама i-MMD, похоже, вытеснит i-DCD. По крайней мере Fit, представленный в прошлом году, «робота» лишен. И хотя его система носит название e:HEV, по описанию это та же i-MMD.
Наконец, по программе Earth Dream у Honda родилась еще одна система — Sport Hybrid SH-AWD. 3,5-литровый V6, 7-ступенчатый «робот», связанный с ними 35-киловаттный электромотор и еще два 27-киловаттных на задней оси, реализующих управление вектором тяги. Ведь SH-AWD — это Super Handling All Wheel Drive, известная хондовская идеология, теперь оформленная «на электричестве». В этом виде ее получила Legend последнего поколения.
Аналогичный комплекс достался и купе NSX. Только «шестерка» в нем стала твинтурбовой, «робот» — 9-ступенчатым. И все это развернули задом наперед.
Остальные фирмы Plug-in Hybrid завели в модельных рядах через многие-многие годы после появления обычных. В Mitsubishi — фактически сразу. Приходилось догонять конкурентов. В итоге литий-ионная батарея в 12 кВт⋅ч обеспечивает примерно 20 км пути на чистой электротяге. ДВС — 2,0- или 2,4-литровый. Плюс три 60-киловаттных электромотора. Один работает в качестве генератора, и два тяговых — по одному на каждой оси. А еще сцепление, подключающее двигатель к передним колесам.
ДВС у Outlander может и подзаряжать батарею, и вместе с электромотором напрямую подавать момент на колеса. То есть работать как параллельно-последовательный гибрид.
Гибриды этой фирмы развиваются тремя путями. Официально в России продавались Pathfinder и Murano последнего поколения, имевшие самую неэффективную электрическую составляющую. У них с компрессорной «четверкой» состыкован вариатор, в который встроен электромотор. Присутствуют два пакета сцепления — мокрое и сухое. Одно отсоединяет двигатель от колес, второе переводит электромотор в разряд генератора. Правда, сам тяговый агрегат мощностью всего 15 кВт, батарея емкостью 0,6 кВт⋅ч. Максимум, что может «электро» — только сдвинуть тяжелые кроссоверы с места.
На Fuga и Skyline (с 2010 и 2013 гг.) с продольным расположением силового агрегата электромотор вставили в 7-ступенчатый «автомат». Его отдача — целых 50 кВт — одно время для такого рода гибридной архитектуры была рекордной. В отличие от упомянутых кроссоверов, эти седаны на «электро» могли достигать почти 100 км/ч.
Для внутреннего рынка в Nissan разработали другую гибридную систему — e-Power. С 2016 года ее получил Note, потом Serena, а также компактный «паркетник» Kicks, предназначенный для США, Бразилии и Китая.
e-Power — последовательный гибрид. Мотор от Leaf развивает 80 либо 111 кВт, оригинальная литий-ионная батарея имеет емкость лишь 1,6 кВт⋅ч. А энергию для всего этого вырабатывает бензиновый 1,2-литровый двигатель.
Кстати, Serena с 2010 по 2016 годы предлагалась в виде еще одного гибрида — на основе 2,0-литрового ДВС по схеме, схожей с Murano и Pathfinder. Разве что электромоторчик совсем слабенький — 3,5-киловаттный.
У Nissan (и у Mazda) имеется еще одна условно гибридная система — электромотор для привода задних колес. Невысокая мощность (3,5 кВт) и ограничение по скорости вполне достаточны для проезда сложных участков или трогания на гололеде. Активируется e-4WD при пробуксовке передних колес либо с кнопки. Питание получает от дополнительного генератора. Устанавливалась и устанавливается на Nissan Tiida, March, Note, на Mazda Demio и Verisa.
Несмотря на то, что e-4WD — лишь одна из модификаций моделей (причем наряду с обычным полным приводом), на российском рынке такая встречается. И доказала свою профпригодность. Полноценные гибриды из разряда бэушных покоряют наш сектор second hand интенсивнее. В продаже попадаются даже относительно недавно появившиеся автомобили. Например, Subaru XV e-Boxer (батарея 1,7 кВт⋅ч и 10-киловаттный мотор, позволяющий стронуть машину с места) 2012 модельного года.
Конечно, ждать прихода Legend и NSX не стоит. Но, скажем, новые Ниссаны с e-Power (Note, Serena) — также в продаже. И тем более Хонды с i-DCD и Тойоты с разнообразной THS. Вот топ-10 б/у гибридов на нашем рынке:
Модель | Кол-во объявлений | Средняя цена, руб. | до 2010 г. | 2011–2013 гг. | 2014–2017 гг. | 2018+ | Цена на машины 2014–2018 годов |
Toyota Prius | 3211 | 675 000 | 1 769 | 1 008 | 421 | 13 | 1 028 000 |
Toyota Aqua | 988 | 628 000 | 0 | 249 | 726 | 13 | 644 000 |
Honda Fit | 657 | 651 000 | 32 | 194 | 421 | 10 | 695 000 |
Toyota Prius a | 584 | 928 000 | 0 | 309 | 275 | 0 | 1 015 000 |
Toyota Corolla Fielder | 424 | 768 000 | 1 | 39 | 373 | 11 | 762 000 |
Honda Insight | 415 | 505 000 | 328 | 79 | 8 | 0 | 636 000 |
Honda Fit Shuttle | 292 | 605 000 | 0 | 206 | 86 | 0 | 636 000 |
Lexus RX450h | 232 | 1 973 000 | 101 | 93 | 35 | 3 | 2 887 000 |
Honda Vezel | 218 | 1 196 000 | 0 | 4 | 210 | 4 | 1 193 000 |
Lexus RX400h | 198 | 1 053 000 | 198 | 0 | 0 | 0 | – |
Безусловно, по всем ним нельзя дать сервисной информации. Тем не менее опыт обслуживания и ремонта накапливается, суммируется. Можно подводить как минимум промежуточные итоги эксплуатации гибридов в условиях Сибири.
— Основная масса Prius в 10-м и 11-м кузове уже стала недвижимостью. Это связано с тем что в первом случае надо менять 40, во втором 38 элементов. Производитель такие элементы уже не выпускает. Есть китайские аналоги, качество которых пока загадка.
Приусы второго поколения — в строю. На основе его и предшественника можно сказать, что заводскую гарантию в восемь лет и 160 000 км батареи отхаживают с хорошим запасом. И довольно часто эти автомобили приезжают с вполне живыми батареями. Есть и обратные примеры — несколько раз приходили Crown всего лишь 2015-16 гг., а батарее уже требуется ремонт. Причина — перегрев. Так что при доставке из Японии или, скажем, из южных штатов Америки антифриз в контурах охлаждения необходимо замерить на температуру замерзания и при необходимости заменить. От кристаллизации его в морозы выйдет из строя помпа, это в лучшем случае (на фото ниже помпа Приус 20).
Кроме того, на NHW20 помпа не включается, руководствуясь данными температурного датчика — работает постоянно. Отсюда ресурс, не превышающий 150 000 км. К примеру, на Prius третьего поколения она выхаживает 250 000–300 000 км (китайская стоит 3500, б/у 4000–4500, новая японская 8000 руб.). Вместе с тем знаю случай, когда с вышедшим из строя насосом второй Prius приехал в ремонт из глубинки за 700 км. Главное, не допускать резких ускорений и надеяться на охлаждение батареи воздухом. Забор его у «двадцатки» организован правильно — в стойке крыши.
К примеру, у Приуса 10/11 и на Honda Civic забор воздуха для охлаждения ВВБ осуществляется с полки за задним сиденьем, поэтому когда владелец такого автомобиля устраивает склад вещей на этой полке, он сокращает жизнь высоковольтной батарее своего автомобиля. Второй момент — это чистота системы. Надо следить! Особенно перед летом.
Второе поколение Prius считается самым надежным. Скажем, на ZVW30 нередко горят инверторы (15 000–18 000 руб. — прим. автора). На ZVW20 практически никогда (поэтому и стоят всего 3000–5000 руб. — прим. автора).
На Estima и Alphard первых поколений по разным причинам часто выходит из строя навесной мотор-генератор, модули инвертора из-за перегрева. А вот медные контактные пластины, связывающие элементы в блоке батареи, в месте контакта окисляются в основном на самых возрастных гибридах.
Был случай, когда Fielder Hybrid притащил на тросе такую же Aqua. Протяженность пробега составила 170 км. Подключили компьютер, посмотрели максимально зарегистрированную температуру в коробке, она была 120 градусов. Тем не менее подобный перегрев прошел без последствий, и владелец далее эксплуатирует свой автомобиль. Еще одна ситуация с коробкой на Fielder. Перестал запускаться ДВС. При этом ошибки в блоках управления не было. Стали смотреть дальше, добрались до трансмиссии, с которой масла слили граммов 200 при объеме четыре литра. Логично, что, будучи тесно связанной с управляющей электроникой, КП приводила к такому результату. Вскрыли — один сателлит трехходовой муфты заклинило.
Между тем на Lexus GS и LS бывали случаи ремонта насоса в трансмиссии по разным причинам — от проблем в электрике до механических неисправностей.
У хондовской IMA — на Civic — батарея состоит из 11 пар вот таких элементов. У Insight — из шести пар.
Батареи у Insight еще живые и проблем владельцам не доставляют. Но у Civic они неприятности приносят, что связано с просчетами при проектировании, которые в дальнейшем были устранены у Insight путем снижения мощности электромотора. Но и Insight преподносит сюрпризы своим владельцам выходом из строя вентилятора охлаждения батареи и инвертирующего модуля IPU.
Попадается в ремонте i-DCD. Здесь литий-ионная батарея, расположенная под передними сиденьями или под полом багажного отделения, в зависимости от конкретной модели.
Но обращаются в первую очередь с коробкой, точнее со сцеплением. Проблемы те же, что и на всех «роботах». Купить его можно как в сборе с КП так и отдельно только сцепление, но цена меняется незначительно.
Встречаются не вполне стандартные неисправности. Так, привезли на эвакуаторе Camry 2018 года от официального дилера, а ранее седан был в другом сервисе. По причине того, что не запустился ДВС — из-за незакрытого клапана EGR. Автомобиль оказался «топляком». Также приезжал к нам Prius третьего поколения, у которого владелец самостоятельно поменял тормозные колодки без калибровки линейного клапана, что предписано производителем. В итоге пришлось менять его с заменой тормозной жидкости. У Porsche Panamera была утечка тока. Виновником оказался силовой полуметровый кабель (порядка 50 000 руб. — прим. авт.)
Что касается силовых элементов и автомобилей из Японии, то цены тут куда как демократичней — от 2500 руб./шт. И только большие на Estima 20 — 7000 рублей. Периодически систему необходимо диагностировать и при необходимости менять элементы, у которых снизилась емкость. А вот к чему приводит сбрасывание клеммы аккумулятора, а не устранение причины выхода из строя высоковольтной батареи. Элементы могут даже взорваться. Вот такой на Alphard.
Вообще, чтобы сберечь батарею автомобиля, следует избегать глубоких разрядов. Например, не ездить с пустым баком. Если автомобиль долгое время простаивает, то хотя бы раз в неделю заряжать батарею.