Създадената за Япония хибридна система на Nissan, всъщност се оказа една от най-ефективните в Европа

25 Aug 2025

В автомобилната вселена понятието „разнообразие“ като че ли все повече размива своята същност. Големите екрани, изобилието от системи за инфоразвлечение и асистенция са станали неизменна част от предлаганото в автомобила, а електрическите автомобили като че ли трябва да получат всичко това по презумпция.

Може би бъдещето, в което всеки ще разполага със собствена зарядна станция ще настъпи скоро, а може би не, но във всички случаи на този етап ще трябва да се задоволим с по-тривиални задвижвания. Макар че, „тривиални“ не е най-подходящото определение, защото чисто електрическото задвижване се управлява по-лесно отколкото една хибридна система, а голямата компютърна мощ, скрита в автомобилите всъщност се използва именно за гореспоменатите системи за асистенция. И в този контекст, предложенията по отношение на вариантите на задвижване, което компаниите оферират в момента, всъщност се оказва доста по-семпло от това от преди десетина години. Всички японски производители тогава предлагаха дизелови двигатели и за леките автомобили (дори Subaru, при това боксерен) и почти всички (ех, Mazda) се отказаха от тях.

Със своя Leaf, Nissan бе сред първопроходците в електрическата мобилност, но появата му бе съпътстващо явление, допълващо широката гама от задвижващи агрегати, включваща и въпросните ефективни дизели. По отношение на последните, първоначално компанията разчиташе на собствени технологични решения, а впоследствие на гамата от агрегати на Renault. Към това през последните години се добавиха и собствени технологични разработки в областта на бензиновите мотори, които трябваше да бъдат увенчани от технологията VC-Turbo, внедрена първоначално в Infiniti.

В един момент дойде отричането на дизела и насочването изцяло към хибридните технологии. Сега, с изключение на Mazda, за японските компании дизеловият двигател вече е само част от маркетинговия фолклор, със съдържание от рода на „разход на гориво като на дизелов мотор“. При Nissan, комбинацията от VC-Turbo технологията за променлива степен на сгъстяване при бензинов мотор и архитектурата на сериен хибрид трябваше да замести дизеловото задвижване, предлагайки разхода на гориво и емисиите на CO2 на дизел, но с много по-ниски останали видове вредни емисии. И така, в края на краищата Nissan прокара собствена пъртина в хибридното пространство.

Европейската развойна база

Девет години са изминали от срещата ми с ръководителите на екипа създал VC-Turbo Ален Рапосто и Шиничи Кига и четири от тази с Никола Фремо, чиято идея и творение е архитектурата на съвременните паралелно последователни хибридни системи на Renault Е-Tech Hybrid. Защо споменавам тези имена ли? Nissan не използва системата E-Tech за Qashqai и X-Trail, но все пак тя присъства в Juke. Когато попитах Никола Фремо, защо Nissan не внедрява тази технология за по-големите SUV модели в Европа, както за различни модели в Япония, той обясни че технологията e-Power е създадена от колегите от Nissan за целите на Япония за спецификите на тамошните условия, при това тя се използва доста преди да стане факт E-Tech. А в X-Trail компонент от нея все още е създадената от екипа на Рапосто и Кига технология VC-Turbo.

След посещението ми в развойния център на Nissan NTCE в Барселона, въпросите ми защо Nissan толкова държи на своята технология със серийна хибридна архитектура и дори влезе в спор с Honda, когато течаха разговорите за придобиване, започнаха постепенно да придобиват отговори. Огромният център, в който работят висококвалифицирани конструктори и IT специалисти е част от развойната мрежа на компанията, включваща още глобалния център в Ацуги, в Япония, и този в Силициевата долина в Калифорния, наред с други по-малки развойни бази в Тайван, Тайланд и САЩ.

Освен типичните „отворени пространства“, в които работят висококвалифицирани специалисти, конгломератът от помещения, намиращ се в Zona Franca в близост до Барселона включва и лаборатории и динамометрични стендове за валидиране на резултатите. Тук се извършват множество от дейностите свързани както с проектните фази на създаването на системите за задвижване, така и на изпитанията им в лабораторна и реална среда, преди модели като Qashqai, да бъдат одобрени за серийно производство. Пред едно от помещенията успях да мерна и новия Leaf, но причината да сме тук е именно Qashqai. Това е първият модел на Nissan, който използва новото поколение на серийната хибридна система e-Power.

Архитектурата на системата с трицилиндров турбо двигател с вътрешно горене, генератор и тягов електрически мотор задвижващ автомобила е запазена, но промените по нея са толкова значителни че на теория намаляват значително разхода на гориво и шума. По-късно ще видим как се случва това на практика. Преди това обаче, един семпъл преглед на това което се случва в „хибридното пространство“.

Глобално разнообразие от хибридни системи

И, така докато електрическите автомобили не навлязат по-широко в ролята си на основен фактор в транспорта хибридите ще продължат за заемат сериозна позиция като задвижваща концепция. На практика, в тази област са се оформили няколко философски течения – като начало типичните за европейските и в частност за германските производители plug-in хибридни системи с паралелна архитектура, които са възприети и от корейските компании (хибридни и plug-in хибридни системи). Mercedes и BMW преминаха през различни технологични решения – включително сложната Two-Mode технология създадена съвместно с GM, и паралелни хибриди, които не са plug-in – преди да достигнат до утвърждаване на архитектурата на сегашните си системи. Междувременно Mercedes създаде и plug-in хибридна архитектура съчетаваща електрическо задвижване с дизелов двигател. Групата Stellantis, както и BMW (при по-малките модели, базирани на архитектурата UKLA) използват т.нар Split система с паралелна архитектура към която при някои от вариантите се добавя електрически мотор на задния мост. От няколко години Renault предлага автомобилите си със своята уникална система E-Tech използваща серийно-паралелна система с конвенционална механична трансмисия – общо взето гениално в своята простота и изчистеност решение. В нея обаче генераторът не е с особено голяма мощност и режимът на задвижване като сериен хибрид е до сравнително ниски скорости на движение. Встрани от всичко това се намират японските производители. От три десетилетия Toyota развива своята паралелно-последователна система с планетарен механизъм (а в последните версии и други решения за съчетаване на агрегатите), добавяйки нови звена. Най-съвършена и сложна е архитектурата на т. нар. Multi-Stage Hybrid, при която към основния механизъм се добавя четиристепенна автоматична трансмисия, осигуряваща механични предавки за елиминиране на недостатъците на системата при висока скорост. Въпреки че, Honda представи своя първи Insight заедно с първия Prius тя остана в сянката на Toyota, заради значително по-простата си и по-малко ефективна паралелна архитектура, която от днешна гледна точка може да се приеме и за мека (mild) хибридна система. Ренесансът на хибридните системи на Honda се появи с представянето на новия тип серийна хибридна технология, първоначално в Accord, която достигна ефективността на системата на Toyota, но с добавена механична предавка, а в някои модели като последната версия на CR-V дори с две (нещо като шеста и седма предавка при останалите трансмисии). Системата се оказа толкова добра, че в даунсайзинг вариант се подвизава дори в Jazz където според първоначалните намерения трябваше има паралелна система с DSG трансмисия. Подобно е и решението на plug-in хибридната система на Mitsubishi, използвана за Outlander.

Японската визия за нещата

Основната причина за намаляване на разхода на гориво при конвенционалните хибридни системи, които не използват plug-in функционалност (където роля играе и факторът за по-голям пробег на електричество) се състои в способността електрическата компонента на хибридната система да служи като буфер, позволяващ максимално продължителна работа на бензиновия двигател с вътрешно горене в ефективни режими, зареждане на батерията при изместване на работната точка към по-ефективни зони и използване на чисто електрическо задвижване във всички зони, които биха били крайно неефективни за ДВГ. Всичко това е нужно, тъй като ефективността на бензиновия двигател, респективно коефициентът му на полезно действие за разлика от този на дизеловия флуктуира в доста широки граници. Впечатляващите данни за коефициента на полезно действие на двигатели като поколението Dynamic Force (вътрешнозаводското име M20A-FKS) на Toyota, например задължително трябва да бъдат съпроводени от информация, че става дума за сравнително тесен работен диапазон и възможността за работа в цикъл на Аткинсън, а това е възможно именно благодарение на способностите на електрическата част на хибридната система да елиминира режимите в които един подобен агрегат работи със затруднения. Както Toyota (и част от моделите на Suzuki, които са ребрандирани модели на Toyota), така и Honda и Mitsubishi с Outlander използват агрегати с атмосферно пълнене за своите системи. При последното поколение на Lexus във версията RX 500h компанията добави към вече класическата си технология и вариант съчетаващ турбо агрегат с паралелно свързан електромотор.

Повече за начина по който хибридните системи помагат за подобряване на ефективността на двигателя с вътрешно горене можете за прочетете в статията „Кривата на максималното удоволствие“ в секцията „Анатомията на автомобила“ https://dizzyriders.bg/post/14028/krivata-na-maksimalnoto-udovolstvie.

Серийният хибрид

Освен цикъл на Аткинсън обаче бензиновият двигател може да използва и други авангардни технологични решения – като променлива степен на сгъстяване на VC-Turbo агрегатът на Nissan, за който стана дума по-рано. Системата e-POWER на Nissan все още задвижва X-Trail, но при Qashqai тя има нова интерпретация. По подобие на системата на Honda e:HEV технологията e-POWER на Nissan комбинира мощен електрически мотор, генератор и двигател с вътрешно горене с относително малка батерия служеща като буфер. В известна степен системата има подобие с тази на електромобил с range extender, тъй като двигателят с вътрешно горене не задвижва пряко колелата. Ако обаче и в двата случая електрическият мотор приема ролята на задвижващ агрегат, то при хибридното решения батерията е малка, а генераторът и ДВГ, мощни, а при електромобилът е обратното.

В своето решение Nissan не използва трансмисия, както за X-Trail, така и за Qashqai – като изключим, разбира се, зъбната предавка между двигателя с вътрешно горене и генератора, която в подобни случаи е такава че да увеличи оборотите на електрическата машина и осигури по-голям оборотен диапазон. При X-Trail, трицилиндровият турбо агрегат с работен обем от 1,5 литра има мощност от 116 кВт (158 к.с.) и въртящ момент 250 Нм и задвижва генератор, който захранва синхронен електрически мотор с максимална мощност 140 кВт (190 к.с.) и 330 Нм на Bosch. Разликата се покрива от батерията с капацитет от 2,1 кВтч, която от своя страна се зарежда от генератора в определени режими на частично натоварване на двигателя и от рекуперация. Тя има по-големи параметри от средностатистическите на стандартен хибрид (хибридната система на Honda е с батерия от около един киловатчас), но същевременно е компактна и не отнема съществено място от багажния обем.

Новата система на Qashqai

Почти десетилетие след дебюта си, и четири години след представянето си в Европа Nissan внедрява в новия Qashqai новото поколение на e-Power, промените в която водят до още по-ниски нива на емисии и шум. Конструкторите наричат новата модулна система за задвижване “5-in-1”, защото интегрира в един корпус електрическия мотор, генератора, инвертора и зъбната предавка, свързваща двете електрически машини. Максималната мощност е нараснала с 11 кВт (205 к.с./330 Нм с режим Sport) при запазен капацитет на батерията от 2,1 кВтч. Трябва да отбележим че всъщност така наречената системна мощност при серийните хибриди на практика е мощността на тяговия електрически мотор, задвижващ изцяло автомобила, като при електромобил. Мощността на ДВГ е по-ниска, а захранването на електрическия мотор се осъществява от електричеството осигурено от генератора и батерията, която има относително висока кратковременна изходна мощност от 66 кВт.

Без променлива геометрия, но с по-ефективен горивен процес

Въпреки че има същата архитектура с три цилиндъра и работен обем от 1,5 литра, двигателят на Qashqai е напълно нов. Сложната система за осъществяване на променлива степен сгъстяване е отпаднала, а новият агрегат е изцяло и специално адаптиран за работа с хибридна система. За подобряване на ефективността се използва турбокомпресор с по-голям капацитет, осигуряващ по-високо работно налягане (турбо закъснението при ускоряване се компенсира от електрическата система), а фокусът е върху създаването на по-ефективен горивен процес, който от Nissan наричат STARC. Благодарение на сложната конфигурация на всмукателните тръби и високото налягане на въздуха от турбокомпресора, в цилиндъра се създава напречен спираловиден турбулентен поток на гориво-въздушната смес, чиято периферия преминава с висока скорост между електродите на свещите създаващи високоенергиен заряд. Това осигурява възможност за работа с висока степен на сгъстяване и относително бедни смеси с висок дял на EGR (>30%). По този начин и в съчетания с цикъл на Милър се постига коефициент на полезно действие от 42 процента, а електрическата компонента в задвижването спомага за поддържането на работната точка на двигателя в зони с висока ефективност. Според Nissan с по-висок дял на електрификацията и фиксирана работна точка средният коефициент на полезно действие може да достигне 50 процента. Новият двигател се смазва с масло с вискозитетен клас 0W-16, което спомага за намаляване на триенето, респективно на общите загуби.

При гореспоменатата E-Axle GEN 3 двете електрически машини, които в досегашната система са с отделни корпуси вече са обединени в един, а към тях се добавя и инвертора. Новата система има значително по-голяма структурна здравина (+60%), а това в съчетание с увеличената здравина и на блока води до намаляване на шума и вибрациите. Системата използва нови монтажни компоненти, така че нейните пулсации да са максимално отделени от тези на каросерията, със значително намалени резонансни ефекти. Променена е конструкция на шестсекционния електромотор, с нов, спираловиден контур на охлаждане, а силовата електроника е с двустранно охлаждане.

Израз на сложността на управлението на цялата тази композиция е софтуерът и, чийто код включва 100 милиона реда. За сравнение: съответния софтуер за управление на един Boeing 787 включва 6,5 милиона реда, а на един изтребител F-22 – 1,7 милиона кода. Центърът в Барселона използва сложни програми за предварително валидиране и работа в концептуална и дигитална фаза, преди достигане на изпитанията на стендове на готови машини. С помощта на така наречената “Hardware in The Loop” система за анализ на електронното управление на автомобила, последното се тества без присъствието му в автомобила, от специални станции денонощно, а това намалява проектната му фаза от четири на две години.

Тишина и баланс с реални условия

Резултатът от всичко това – намален от 5,1 на 4,5 л/100 км разход на гориво спрямо и без това икономичният предишен вариант по цикъла WLTP и от 6,3 на 5,4 л/100 км по цикъла на реално шофиране RWFE на ADAC. Това означава потенциален пробег от 1200 км с един резервоар, макар че при зареждане с бензин това не от особено значение и има по-скоро маркетингов ефект. Благодарение на всичко описано дотук, както и промяната на използваните материали за предните стъкла шумът в интериора е намален с 5,6 децибела – предвид логаритмичния характер на тази функция това наистина е много.

Навлизането в зоната на суперлативите за новия Qashqai при шофиране не е трудно. Предразсъдъците, че двигателят ще се придържа към високи обороти с характерния измъчен шум на немалка част от хибридите с атмосферни двигатели изчезват още с първите километри. Qashqai се движи с някакво неподозирано благородство и хармония и трябва наистина да поискаш от него стремително ускорение, за да усетиш шума на двигателя. При това тестовото шофиране включва не само градски участъци в Барселона, но и междуградски и магистрални. В диапазона до разрешената в повечето страни магистрална скорост, новата адаптирана серийна хибридна система не показва някакви признаци на дефицит и необходимост от директно механично задвижване с фиксирани предавки. Няма каквато и да било механична трансмисия освен зъбната двойка и двигателят с вътрешно е напълно отделен механично от електромотора и колелата. В това отношение автомобилът се отличава от събратята си от Renault, чиято система сравнително рано преминава от серийна в паралелна хибридна архитектура, а след това превключването на предавките, макар приглушено, се усеща. В края на теста, средният разход на гориво е 5,4 л/100 км.

Трябва да името предвид обаче, че максималната скорост е ограничена на 170 км/ч. Така че, ако смятате да се движите по-бързо, тази скорост и ускорението до 100 км/ч за 7,6 секунди не са ви по мярка е добре да се насочите към друг модел. Ако обаче искате спокойствие, тихо задвижване с често преминаване в чисто електрически режим, балансирано поведение, изключително интуитивното управление на функциите, качествени материали и толкова характерната за Nissan визия с чисти и елегантни линии, този автомобил е за вас.

Наскоро инженерите от развойния център на Nissan в Кранфийлд, Обединеното Кралство (където се произвежда Qashqai) изминаха разстоянието от Лендс Енд до Джон О’ Гроатс във Великобритания (1347 км) с разход на гориво от 3,76 л /100 км (един резервоар и оставащ пробег от 160 км). През 2007 година, оригиналният Qashqai 1.5 dCi измина същото разстояние с разход на гориво от 4,2 л/100 км. Принос за всичко това има и интелигентното управление базирано на навигационни данни за запазване на заряда на батерията и използването му в подходящи моменти като изкачване.

Разбира се, в Qashqai ще откриете функции като интегрирани инфоразвлекателни технологии на Google, осигуряващи достъп до Google Maps, Assistant и Play Store. Нови услуги са гласовите команди чрез Google Assistant, достъпът до допълнителни приложения с Google Play, прогнози за времето на местата на планираните дестинации и Nissan Trip Stories – позволяващи на клиентите лесно да записват и споделят своите любими пътувания чрез приложението NissanConnect Services. Като например гореспоменатото.

Технологичните подобрения включват асистента ProPILOT със следене на трафика (на тикива места Qashqai настина е в свои води) и автономно шофиране и анализ на околната среда, за да ви осигури още повече спокойствие.

Текст: Георги Колев