Deutz присоединяет гибридные и электрические приводы к своим двигателям, создавая новую линию E-Deutz

Фото 1. Используя дизельный двигатель E-Deutz и привод для питания генератора и хранения энергии в аккумуляторной батарее, этот телескопический погрузчик Manitou может уменьшить объем двигателя с 3.6 литров/100 лошадиных сил до 2.2 литров/73 лошадиных сил и использовать мощность 26 лошадиных сил от батарей и генератора, чтобы компенсировать разницу.

В прошлом ответственность производителя двигателя заканчивалась на маховике. Сегодня все больше оригинальных производителей двигателей уделяют такое же внимание трансмиссии, как и самому двигателю. Во многих случаях это включает в себя электрифицированные и гибридные трансмиссии.

На прошлой неделе Deutz пригласил нас в Кёльн, Германия, чтобы посмотреть на новый прототип электрических приводов, представленных в линейке E-Deutz, и гибридные или полностью электрические демонстрационные машины, включая два телескопических погрузчика Manitou и два Liebherr.

Полностью электрический телескопический погрузчик Manitou MT 1135 имеет 360-вольтовое электропитание и электрический мотор мощностью 80 лошадиных сил (60 киловатт) с батареей 30 киловатт-час, и все работает с помощью двигателя Deutz TCD 3.6 литра. Что касается гибридного привода E-Deutz, компания смогла заменить двигатель 3.6 литров на двигатель Deutz TCD 2.2 литра, который производит 73 л.с. (55 кВт), усиленный электрическим мотором 26 л.с. (20 кВт) и 48-вольтовой системой в телескопическом погрузчике Manitou MT 1335.

Гибридный телескопический погрузчик Liebherr TL 432-7 также имеет двигатель Deutz, снизивший объем с 3.6 до 2.2 л, поддерживая такую же общую энерговооруженность, совмещающую механическую и электрическую мощность. В обоих случаях гибридные машины могут работать механически или только на электрической мощности, аккумулируя энергию в батарее 10 киловатт-час. Deutz утверждает, что можно достичь 15-процентной экономии топлива, в зависимости от загрузочного цикла и применения.

Torqueedo

Фото 2. За счет приобретения Torqueedo, производителя судовых моторов с электрическим приводом, Deutz сумел сэкономить пять лет на развитии технологии, необходимой для того, чтобы электрифицировать силовые агрегаты своих двигателей.

Вместо того, чтобы разрабатывать свои собственные электрические приводы с нуля, Deutz купил немецкую фирму Torqueedo, которая производит моторы с электрическими приводами для любых видов судна: от крошечных рыбацких байдарок до троллинговых моторов, спасательных катеров и больших паромов. Сделка по приобретению, завершенная всего год назад, дала Deutz промышленный масштаб, уже готовые технологические решения для управления батареями, электрические моторы, контроллеры и компьютерную программу, связывающую все это воедино, говорит Михаэль Велленцон, член правления Deutz.

Deutz назвал три главные причины для инвестиций в электрические приводы, все они связаны с целью стать компанией, «работающей без выбросов CO₂».
Это включает в себя:

• Уменьшение расходов топлива.
• Снижение выбросов выхлопных газов.

Покупатели аренды машин хотят меньше сложности, когда дело доходит до двигателей, а электрификация позволяет Deutz сохранять малый объем двигателей, достаточный для того, чтобы избегать комплексных систем доочистки выхлопных газов, таких, как технология избирательного каталитического восстановления (SCR).

Фото 3. Мощность механически производится в двигателе, но, будучи конвертированной в электроэнергию, она легко может быть направлена вокруг машины.

Фото 4. Батареи и модули управления питанием установлены слева от кабины.

По оценке Велленцона, к 2020 году электрические приводы составят от 5 до 10% рынка Deutz, причем крупнейшим их клиентом будет Китай. Существует большая потребность в электрификации приводов в Китае, что поможет этой стране бороться с серьезными проблемами загрязнения воздуха. Действительно, мэр Пекина в первый же день посетил мероприятие Deutz в Кёльне.

Несмотря на то, что машины, которые мы видели, все еще находятся на стадии прототипов, Deutz планирует начать производство модулярных гибридных приводов в 2019 году и продавать гибриды и полностью электрические продукты с 2020 года, говорит д-р Франк Хиллер, исполнительный директор Deutz. По его словам, компания рассчитывает, что к 2022-2023 годам гибриды и блоки электрических приводов составят от 5 до 10% выручки компании. С учетом того, что компания планирует продать свыше 200,000 двигателей к 2022 году, это значит, что на рынке будут представлены от 10,000 до 20,000 электрифицированных машин, работающих с системами E-Deutz, в течение ближайших нескольких лет.

Кроме электрики

Хотя электрификация находилась в центре нашего мероприятия на прошлой неделе, Deutz также показал нам другие разрабатываемые ими технологии, которые помогут отвечать целям устойчивого развития и охраны окружающей среды в будущем без выброса CO2.

Планируется исследовать и разработать полный спектр технологий двумя путями.

Первый путь – это электрификация, включая 48-вольтовые мягкие гибридные системы и виденные нами 360-вольтовые полные гибридные машины, за которыми последуют батареи электротранспорта и, наконец, подключение к сети возобновляемой электроэнергии. Второй путь включает в себя технологию использования возобновляемых видов топлива, в том числе биодизельное топливо, мульти-топливо (сжатый природный газ, пропан и смешанные виды топлива), водород и синтетическое топливо.

Возобновляемое топливо является вызовом для химической промышленности, а также производителей двигателей, говорит Хиллер. И хотя разнообразие видов синтетического топлива – это дело нескольких будущих лет, они предлагают лучшее решение для уменьшения парниковых газов и экологических проблем, говорит он.

Водородная энергетика

Фото 5. Deutz также работает над прототипом двигателя, работающего на водороде, который не нуждался бы в доочистке выхлопных газов и не выделял бы отработанные газы.

В недавно построенном Центре инноваций Deutz также имеется прототип двигателя, работающего на водороде, созданный на основе двигателя Deutz TCD 7.8 литров. Версия, работающая на водороде, модифицирована с помощью системы впрыска водородного топлива, измененной ГБЦ и системы зажигания, а также адаптированного набора поршня и колец. Тесты на этом двигателе смогли выработать до 240 лошадиных сил (180 кВт), но для конкуренции с версией на дизельном топливе Deutz хотел бы, чтобы он вырабатывал по меньшей мере 335 лошадиных сил (250 кВт), говорит д-р Маркус Мюллер, старший вице-президент отдела разработки продукции и технологии.

Эта стратегия, включающая в себя множество путей и технологий, необходима в силу широкого спектра применений и потребляемой мощности в секторе внедорожной техники. Как показано на графике ниже, электрификация хорошо подходит для таких машин периодического пользования, как подъемная техника. Но поскольку потребность в моделях больше, понадобятся мощность, вращающий момент и производство, а также некоторая форма или комбинация гибридной энергии и энергии внутреннего сгорания.