В середине июня в России стартовали продажи крупного гибридного кроссовера GAC S9 (посмотреть на Авто.ру). Основные характеристики и цена китайской новинки к тому моменту уже были объявлены, а недавно машина побывала у нас на первом тесте. Но если с рыночным положением нового флагмана GAC уже всё более-менее ясно, то самые интересные технические нюансы «эс-девятого» оставались недосказанными.
В российском офисе ГАКа это понимали и организовали технический семинар, на котором показали устройство гибридного привода машины. Ради этого с одного из «эс-девятых» сняли основные агрегаты, а некоторые из них разобрали едва ли не до винтика.
S9 сделали последовательным гибридом для России
На внутреннем рынке S9 предлагается с гибридной силовой установкой GMC 3.0 последовательно-параллельного типа, которая в определённых ситуациях подключает ДВС к вращению колёс. Это не только позволяет повысить производительность, но и способствует экономии топлива за счёт механической передачи крутящего момента от ДВС. В таком режиме прямой привод по сути замещает (но не выключает) весь силовой каскад генерации, преобразования, накопления и использования энергии на борту автомобиля и тем самым значительно снижает потери системы.
Но для нашей страны автомобиль переделали в типичный последовательный REEV (Range Extended Electric Vehicle, «электромобиль с расширенным запасом хода»), поскольку по российскому законодательству на такие автомобили распространяются преференции при расчёте налогов и сборов. В частности, не учитывается мощность ДВС, так как формально это уже не мотор, а как бы генератор.
Естественно, адаптации ради законодательства не улучшают характеристики передового автомобиля. Но производителя упрекнуть не в чем: со своей стороны он приложил все усилия, чтобы S9 и после «русификации» мог реализовать преимущества NEV-технологий.
В похожих переделках ранее оказался и гибридный GAC S7 (а также сделанный на его базе локализованный «Яндексом» UMO 8), с которым новый флагман имеет много общего по технике.
Вернуть российский S9 в исходное состояние не получится
Едва ли не первым на семинаре задали лежащий на поверхности вопрос: а нельзя ли на адаптированном для России «эс-девятом» откатить последовательную гибридную систему к изначальной последовательно-параллельной? То есть заплатить налоги как за электромобиль с невысокой 30-минутной мощностью (у S9, кстати, она составляет всего 108 кВт) и не сжигать лишнее топливо из-за конверсии.
Представители ГАКа сразу дали чёткий ответ: нет. Как и в случае с S7, в «эс-девятом» для российского рынка применены другие электронные блоки, которые просто не позволяют вернуть нативное ПО последовательно-параллельного гибрида. Более того, эти блоки даже диагностируются на сервисе при помощи другого оборудования.
Но всё остальное «железо» в гибридной системе привода автомобиля осталось исходным. В частности, в трансмиссии сохранена муфта подключения прямой передачи, а на моторе можно найти и второй масляный насос, отвечающий за контур включения «параллельности», но теперь всегда бездействующий.
Удалять с машин для российского рынка лишние узлы на конвейере, где собирают GAC S9, оказалось нецелесообразно, вот они и остаются подарком для покупателей.
ДВС тоже изменился
Бензиновый двигатель с турбонаддувом 1.5 DHE в S9 носит индекс 4A15M3 и развивает 156 л.с., что роднит его с аналогичными моторами, которые GAC использует на других автомобилях. Но на S9 он имеет ряд отличий. Во-первых, с него снято всё навесное оборудование, которое не требуется гибриду. Во-вторых, вместо системы непосредственного впрыска на двигатель установлен более простой и неприхотливый распределённый. В-третьих, 4A15M3 на S9 отличается иными фазами газораспределения. А тот, что ставится на «распараллеленные» S9, как отмечалось выше, управляется и другим блоком.
Всё логично. Двигателю, который нагружен только на генерацию, не надо часто работать в переходных режимах и в широком диапазоне оборотов, как мотору обычного автомобиля. Здесь его рабочий интервал — 1500–3500 об/мин. И на первый план выходят не скоростные характеристики, а эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую. У ДВС на «эс-девятом» тепловой КПД достигает 42,5%.
Однако на вопросы, на каких оборотах достигается максимальная мощность генерации и насколько снижается КПД в самых нагруженных режимах, представитель компании пообещал дать ответ позже.
Рекуперирует S9 жёстко, хотя электрокары делают это эффективнее
В бортовой системе S9 есть три базовых сценария использования гибридной силовой установки: приоритет ДВС (в батарее поддерживается высокий заряд на уровне до 80%), приоритет EV (двигаться на электротяге до последнего) и умный режим, включающий ДВС в зависимости от дорожной ситуации и текущей потребности в энергии для движения.
Также есть два уровня «накатной» рекуперации — слабый и сильный. Последний в S9 для российского рынка чуть ослабили, чтобы машина не замедлялась чрезмерно быстро. Говорят, так привычнее для наших автомобилистов. Поэтому ездить как на «Теслах», с сильной рекуперацией и практически не прибегая к педали тормоза, на гибридном ГАКе не выйдет, хотя такой режим мог быть.
На пике встроенный в гибридную систему электромотор-генератор отдаёт до 115 кВт. А суммарная мощность электромоторов при рекуперации энергии, возникающей при принудительном замедлении (когда водитель нажимает на педаль тормоза), может достигать 120 кВт.
Это 35% от суммарной мощности электромоторов, когда они работают в режиме максимальной тяги (340 кВт), — для электромобилей показатель хороший, хотя и не рекордный. Но для гибридной машины рекуперация на мощностях более сотни киловатт — отличное достижение. Представьте, какое ускорение получает автомобиль на такой мощности. Вот таким же по силе у него может быть и торможение только за счёт рекуперации и без задействования тормозных механизмов.
Последние, к слову, если судить по крупным вентилируемым дискам, у S9 сделаны с солидным запасом, что для тяжёлой семейной машины на семь мест очень важно.
Архитектура у S9 400-вольтовая, но батарея NMC
Как и многие компании, развивающие технологии NEV, GAC прорабатывает ещё более эффективные или мощные версии кроссовера на передовой 800-вольтовой архитектуре. Однако такие пока выходят дорогими, и на российский рынок решено поставлять S9 в единственном варианте — с постоянным полным приводом и стандартной 400-вольтовой системой.
Впрочем, у новинки есть одно важное отличие от ранее представленного на нашем рынке GAC S7 — в тяговой батарее вместо литий-железо-фосфатных ячеек используется более продвинутая никель-марганец-кобальтовая химия (92 ячейки NMC, производитель CATL), которая и позволяет принимать при заряде/генерации/рекуперации повышенные мощности.
Запасаемых в батарее 44,57 киловатт-часа энергии хватает по паспорту на 208 километров. Зимой этот показатель, конечно, снизится из-за потерь на обогрев, но в ГАКе уверяют, что не драматично. В системе предусмотрен семикиловаттный нагреватель на элементах Пельтье, который сможет быстро подогреть батарею, как только температура опустится ниже −10°С. При −15°С для дополнительного нагрева будет запускаться и ДВС. А при очень сильных морозах электрическая система частично разогреет и сам ДВС для надёжного запуска генерации.
Интеграция, карбид кремния и сила интеллекта
При разработке гибридного привода GMC большое внимание уделяли общей эффективности, а в третьем поколении системы, применённой на S9, его показатели вывели на уровень лучших в индустрии NEV-гибридов.
Моноблочная конструкция 6-в-1, объединяющая редуктор, основной тяговый электромотор, стартер-генератор, систему смазки и блок управления электроприводом IPU в едином пристыковываемом к ДВС агрегате, позволила сэкономить на массе и снизить потери на передаче энергии в компактной внутренней проводке.
В роторах электродвигателей применены обмотки X-Pin высокой плотности из меди большого сечения, что позволило повысить удельную мощность моторов, снять высокий крутящий момент и снизить тепловыделение.
Силовая электроника и инверторы сделаны на передовых полупроводниках из карбида кремния. Эта технология позволяет электронным элементам управлять огромными токами при минимальном отборе энергии и практически без нагрева — КПД схем на SiC достигает 99,2%.
Наконец, даже алгоритмы управления всей гибридной системой непростые — они создаются с помощью искусственного интеллекта, который анализирует дорожные условия, параметры поездки и стиль вождения, чтобы внести требуемые коррекции в работу гибридной системы.
Получается, водителю даже не нужно вдумываться, как получить от бензиново-электрической силовой установки S9 максимум динамики, максимум запаса хода или экономии энергии. Этот автомобиль сам вычислит потребности человека за рулём и подстроится под них наилучшим образом. Ну или, по крайней мере, попытается это сделать.
