19.04.2022 — Автомобильная газета «Клаксон», «Металлоснабжение и сбыт»
Килограмм алюминия в конструкции автомобиля с двигателем внутреннего сгорания сокращает выбросы на 26 кг. В полностью алюминиевом электромобиле Jaguar I-PACE нет источника СО2 – ДВС, а один только его кузов весит 400 кг. Крылатый металл здесь для лучшей динамики и большего запаса хода. Из каких сплавов сделан инновационный продукт британского автопрома, что выиграли конструкторы и дизайнеры, выбрав «13-й элемент», и наконец, как рулится электрический «Ягуар» – с этим разбираются ученые, металлурги и автоэксперты.
Когда-то главными характеристиками автомобиля были его динамика и мощность установленной в нем акустической системы. Со временем во главу угла уже ставили продвинутые бортовые мультимедиа и возможность быть онлайн. Сегодня, в эпоху расцвета «зеленой» экономики, мы обращаем внимание на экологичность технологий, приводящих машину в движение, и материалов, из которых она изготовлена.
Домашнее электричество
Каким бы революционным и технически продвинутым ни был новый автомобиль, его ездовые повадки не должны вступать в противоречие с уже наработанными водительскими рефлексами. Электрический кроссовер Jaguar I-PACE приоткрывает дверь в мир машин будущего вполне деликатно и без пугающего чувства новизны – во многом благодаря легким алюминиевым элементам.
Всего один пункт в техническом описании поначалу заставляет насторожиться – «вес батареи 600 кг». Да это же четверть массы среднестатистического кроссовера! В голове сразу просыпается «водительский компьютер», который начинает планировать поправки с учетом возможной инерции, запоздалых реакций на руление, иного распределения масс и прочих особенностей потенциально тяжелого автомобиля. Так было раньше, когда приходилось тестировать некоторые экспериментальные электрические образцы.
Но Jaguar I-PACE уже с первых минут знакомства на зимней улице ведет себя как уютный домашний кот, а не дикая кошка: салон теплый, его прогрели еще во время зарядки (кстати, удобная функция), элементы управления и сервисные кнопки с рычажками практически не отличаются от привычных нам машин с ДВС, кресла удобные, обзор хороший – самое время тронуться в путь. И, вопреки ожиданиям, первые впечатления вовсе не «тактильно-вестибулярные», а акустические – основные источники звуков здесь другие: шорох шин, приглушенный стеклами, городской шум вместо напористого звука мотора…
В движении электрический кроссовер необычайно послушен буквально с первых метров движения. Постепенно увеличиваем скорость при перестроении и в поворотах (разумеется, в рамках ПДД, но ведь под колесами скользкий слой свежевыпавшего снега) – и электромобиль буквально следует взгляду и повинуется аккуратным движениям рулевого колеса. Предполагаемой навязчивой инерции, равно как валкости, нет и в помине – вот здесь и проявило себя сочетание легкого алюминиевого кузова и элементов электрической трансмиссии.
Сильный, но легкий
Снаряженная масса электрического Jaguar I-PACE при схожих габаритах близка к характеристикам родственного кроссовера F-PACE с бензиновым или дизельным двигателями. Но распределение масс у них неодинаковое, ведь у электрического «кота» плоская увесистая батарея расположена у самого пола в середине базы, а на передней и задней осях разместились компактные бесщеточные синхронизированные электродвигатели суммарной мощностью 400 л. с. и крутящим моментом почти 700 Нм. В результате мы получили низкий центр тяжести (на 13 см ниже, чем у F-PACE) и впечатляющую устойчивость как у приземистого спорткара, а также идеальную развесовку по осям в пропорции 50:50.
Относительно небольшой по электрокаровским меркам вес (снова спасибо алюминиевым деталям) вместе с приличными показателями мощности и крутящего момента придают Jaguar I-PACE впечатляющую динамику – паспортный разгон до «сотни» составляет всего 4,8 секунды. И это нужно не для светофорных гонок, которые, к счастью, остались в позапрошлом десятилетии, а ради своевременных и безопасных маневров. Именно так – электромобиль вселяет устойчивое ощущение безопасности: он успевает аккуратно телепортироваться в другой ряд, не заставляя притормаживать идущие сзади машины, быстро обогнать длинный грузовик или автобус, моментально влиться в основной поток со второстепенной дороги.
С тормозной динамикой у Jaguar I-PACE тоже все в полном порядке – и не только благодаря умеренному весу и оптимальной развесовке. Он дополнительно тормозит двигателями в режиме рекуперации, величину которой можно менять в настройках – словом, классические тормозные механизмы обрели здесь эффективных помощников.
Рядом с незаурядными динамическими характеристиками максимальная скорость у Jaguar I-PACE «скромная» – ее ограничили на отметке 200 км/ч. Пусть тандем электродвигателей способен на большее, но и резерв батареи не бесконечен. Хотя те же паспортные данные обещают пробег между зарядками более четырех сотен километров, динамичная езда, особенно в зимний период с непрерывным подогревом салона, уменьшает этот показатель почти вдвое.
Так что для стремительных пробегов между городами Jaguar I-PACE вряд ли годится, тем более инфраструктура зарядных станций на трассе у нас пока только развивается. Зато это почти идеальный транспорт для мегаполиса: динамичный, маневренный, безопасный. И его пробег между подзарядками вполне вписывается в суточную активность современного делового человека. А в недалеком будущем проблему энергетической автономности, надеюсь, успешно решат. И легкий алюминий здесь снова сможет помочь.
Дмитрий Онищенко, руководитель сектора «Автомобилестроение» Алюминиевой Ассоциации, доктор технических наук, профессор кафедры Э-2 МГТУ им. Н.Э. Баумана, директор Научно-образовательного центра «Поршневое двигателестроение и спецтехника»
– Согласно паспортным данным Jaguar I-PACE, масса автомобиля в снаряженном состоянии составляет 2278 кг (технически допустимая максимальная масса – 2670 кг). Сколько мог бы весить этот электромобиль, если бы его кузов и подвеска были изготовлены из стали, а не из сплава AlSi1MgMn? – Для сравнения: Audi e-tron стальной, с алюминиевыми дверьми. Он весит около 2750 кг. По размерам они с «Ягуаром» примерно одинаковы.
– Благодаря размещению электрической батареи в центральной части кузова Jaguar I-PACE получил увеличенную колесную базу и короткие свесы. Какие еще преимущества может дать конструкции автомобиля электрификация его силовой установки? – Увеличение колесной базы улучшило курсовую устойчивость, а очень низкий центр тяжести – управляемость. Корпус батареи заметно увеличил жесткость кузова. Полностью плоское днище обеспечило превосходную аэродинамику и повысило внедорожный потенциал, так как снизу ничего не цепляет. Отсутствие трансмиссионного тоннеля добавило места в салоне. Распределение масс посередине. Корпус батареи очень прочный и, по сути, повышает пассивную безопасность кузова.
– Согласны ли вы с утверждением, что особенности конструкции электромобилей (отсутствие двигателя и трансмиссии) открывают перед дизайнерами автомобилей широкое поле для творчества? – Да. Меньше компромиссов между дизайном и конструкцией. Можно делать любой капот, спереди и сзади размещать багажные отделения. При одинаковых с обычным автомобилем внешних размерах электромобиль отличается большим полезным объемом внутри.
– Как нужно доработать характеристики электробатареи, питающей электромоторы, а также усовершенствовать процесс ее зарядки, чтобы эксплуатация электромобиля перестала отличаться от практики эксплуатации автомобиля с ДВС? – Над этим сейчас весь мир думает. Кто-то пытается получать электроэнергию для моторов из водородных топливных ячеек. Кто-то работает над изменением химического состава Li-ion аккумуляторов. Например, заменить электролит твердым веществом. Так как на морозе электролит замерзает, а при высоких температурах разлагается на горючие газы.
Кстати, об алюминии в конструкции Jaguar I-PACE – «13-й элемент» таблицы Менделеева в ней присутствует повсеместно. Убедиться в этом несложно, достаточно посмотреть, так сказать, на пятна на ягуаровой лапе. Ставим автомобиль на подъемник и смотрим на маркировку переднего штампованного рычага подвески – там написано AlSi1MgMn, то есть сплав 6082 системы алюминий-магний-кремний. Причем и рычаги подвески, и элементы двигателя, и картер – это только первичный металл с специальными легирующими добавками.
Подготовленный к окраске кузов из листового алюминия весит 400 кг. Он сделан из катаного и штампованного первичного металла сплава серии 6ххх, а именно 6016. Внутренние части и каркас – это серия 5ххх. Помните, у британской автомобильной марки была акция: сдай алюминиевые банки и собери свой «Ягуар»? Рециклинг в действии!
Использованные для создания «Ягуара» сплавы отличаются с точки зрения пластичности. Вот пол автомобиля, он предполагает сравнительно высокий уровень формуемости. А для компонентов, обеспечивающих прочность, скажем, для продольных стоек – тут необходима большая жесткость.
Любопытно, что в кузове I-PACE много литых деталей. Больше, чем в конструкции других автомобилей. Вот, например, у этого «Ягуара» передние и задние чашки – литье. Передние чашки льют многие, а вот задние редко, да еще такие развитые, как у I-PACE! Впрочем среди автопроизводителей сокращение количества деталей при одновременном увеличении их размеров сейчас мейнстрим.
Из алюминиевого проката сделаны практически все элементы автомобиля, за исключением тех, что выполнены с помощью экструзии и литья. Это все оснащение автомобиля, включая навесные элементы, капоты, двери и крылья.
Четыре передела
Можно ли выяснить, изучив конструкцию британского электромобиля, где произвели алюминий, из которого он сделан? Хотя никто не делает секрета из происхождения металла, мы можем лишь предполагать. И даже представители автомобильного бренда вряд ли смогут внести ясность – слишком много стадий (переделов) получения и переработки металла предшествуют созданию готового автомобиля.
Судите сами. Сначала на металлургическом заводе получают первичный алюминий. Это первый передел. Затем первичный металл приобретает прокатная компания, переплавляет и готовит полученный сплав (например, 6016) под дальнейшую прокатку. Как вариант – на прокатный завод поступает сляб уже готового сплава, где из него катают автомобильный лист. На следующей стадии лист отправляется на штамповое производство, где его режут на заготовки, штампуют и обрезают. На последнем переделе либо сам автозавод, либо его подрядчик – OEM-предприятие (англ. original equipment manufacturer – производитель оригинального оборудования) сваривает детали будущего автомобиля. В общем, получается минимум четыре передела – связь с производителем первичного алюминия теряется уже на первых двух.
Нам известно, что прокатный партнер у модели Jaguar I-PACE – мировой гигант Novelis. На предприятиях Novelis в Сьерре (Швейцария) и Нахтерштедт (Германия) выпускаются листы, которые затем штампует либо завод самого Jaguar, либо его подрядчик.
Что же касается производителя первичного алюминия для «Ягуара», то им могла быть норвежская HYDRO. Но и у РУСАЛа в общем объеме экспорта на страны Европы приходится 37% продукции. Поэтому вероятность того, что доставшийся нам на тест электромобиль сделан с применением российского первичного алюминия тоже весьма высока. Почему бы и нет? Российский металл используется мировыми брендами, выпускающими высокотехнологичную продукцию.
Ян Хайцеэр, вице-президент Национального автомобильного союза, гендиректор компании «БритКар»
– Что вам нравится в Jaguar I-PACE, а что бы вы хотели изменить? – Это красивый электромобиль. Вообще конструкция «электрички», в которой нет двигателя внутреннего сгорания, позволяет дизайнеру создать элегантный силуэт. Но у меня специфический вкус. Я, например, не могу назвать Bentley Bentayga красивым автомобилем, хотя порода в нем чувствуется. Возвращаясь к Jaguar I-PACE с его бесшумными электромоторами, я бы обязал производителей оснащать электромобили звуковыми устройствами – для безопасности окружающих. Транспортное средство должно при движении издавать некий базовый звук, который нельзя отключить. Мне, любителю классических автомобилей, досадно, что снизу устройство этого «Ягуара» не разглядишь за плоской плитой. Сначала автопроизводители закрыли крышкой двигатель от наших пытливых взоров, оставили только дырку для залива омывайки. Теперь вот и со стороны днища ничего не видно. Логично, что электромобиль практически целиком сделан из алюминиевых сплавов. Это решение позволило облегчить конструкцию, а значит, увеличить дальность хода на одной зарядке. И в случае аварии алюминиевые элементы складываются безопаснее для находящихся внутри и снаружи благодаря эффективному энергопоглощению.
– К слову, насколько ремонтопригодны алюминиевые кузова? – Ничуть не менее, чем кузова из стали. В нашей компании мы имеем дело с алюминием с 1995 года. И недавно выправляли вмятину на алюминиевом автомобиле – просто нужно уметь правильно подлезть, зацепить, вытянуть… Другое дело, что сегодня главный вопрос не как починить, а как заменить.
– В силу ваших профессиональных занятий тюнингом и офроудом вам приходилось ездить едва ли не на всех моделях компании Jaguar Land Rover. Каковы ваши впечатления от поездки на Jaguar I-PACE? – Тест был коротким, но мне в целом понравились повадки этой «кошки». В особенности то, как ловко она скачет по бордюрам. У тестового автомобиля совсем небольшой пробег – говорить об управляемости рано. Вот когда машина пройдет определенную дистанцию, обомнутся сайлентблоки и резинки, тогда и проверим ощущения от вождения. Сейчас этот автомобиль таков, каким его задумывали конструкторы. Вряд ли они исходили из того, что после пробега в 20 тыс. км сайлентблок обожмется, появится люфт в 0,5 мм…
– Кого вы видите за рулем электромобиля? – Этот автомобиль для людей, живущих в парадигме «зеленой» экономики. Они имеют достаточный доход, чтобы купить и электромобиль, и загородный дом с гаражом, где он сможет подзаряжаться. Не представляю, как обойтись без «длинной» домашней зарядки на шесть часов, ведь в городе не всегда есть возможность заправиться электричеством. Маршруты у владельца такого «Ягуара» должны быть из разряда «дом – работа» и «работа – дом». Для дальних поездок пока ни один из известных мне электромобилей не подходит. Но технологии стремительно развиваются. Нам говорят, что мы на середине пути, я же считаю, что это только начало. Помните, когда в России появились первые дизельные иномарки, их владельцы ездили за заправкой к дизельным локомотивам или к судам, у которых было сепарированное топливо. Кто-то отстаивал дизель в бочках. Уже потом на АЗС появилось неплохое отечественное дизельное топливо. Примерно по тому же сценарию будут развиваться и «электрички».
