Уникалните хибридни системи на Renault: от конструкция на Lego до президентския Renault Rafale Hyper Hybrid

30 Oct 2025

„Времето е подходящо за електрически автомобили – на практика времето е критично“. Изказването принадлежи не на кого и да е, а на самия Карлос Гон и датира отпреди почти 20 години. Още тогава новаторът, чието име в момента Renault и Nissan деликатно отбягват, упорито налагаше като кредо на големия концерн.

В периода между средата на 2010 година и началото на 2011 година имах щастието да присъствам на две изключително важни събития: представянето на концепцията Megacity Vehicle на BMW, материализирала се по-късно като i3 и презентацията на специално пригодената за електрическо задвижване платформа от тогавашния главен инженер на Tesla Питър Роулигсън в Детройт. Последното се случваше някъде в миманса, а на щанда на NAIAS (Изложението в Детройт) на Tesla по време на презентацията на двайсетина квадратни метра присъствахме не повече от десетина души. Не защото имах някаква специална покана или на изложението нямаше хора – просто това никого не го интересуваше.

В паметта ми обаче се е запечатал и друго събитие, случило се горе долу в същия времеви диапазон, между средата на 2010 и началото на 2011 година. Беше небрежно тестово шофиране на електрическия седан Renault Fluance Z.E. в Париж, чийто неестествено издължен багажник (конструиран така, за да побере батерията с капацитет от 22 кВтч) беше неволен символ на неясната идентификация, която по това време все още имаше електромобилът, въпреки огромното желание на Гон.

През следващите години Renault и Nissan не се отказваха от идеята за развитието на електрическия автомобил, макар че в периода до 2015 година бъдещето му не изглеждаше чак толкова близко и обещаващо. Но, по това време и Tesla се луташе в търсенето на инвеститори и постоянно пропадаше във финансови дупки. Авангардният автомобил на BMW пък се оказа изключително скъп за производство и си остана такъв и до края на съществуването му. i3 обаче остави трайни и запомнящи се следи във и от компанията, създавайки основите на модерната и електрическа ера на BMW. А новата епоха на електрическата мобилност и авангардния подход на Tesla към производството и развойната дейност в областта на батериите изстреля американската компания към върха.

Електрически автомобили Renault 2.0

Пионерният дух на Renault премина в по-умерено движение напред и продължи с производството на различни модифицирани за електрическо задвижване автомобили, като базираното на модифицираната версия на конвенционалната B-platform Zoe, събрата на Smart EQ Twingo Z.E. и странното возило Twizzy. Десет години след гореописаните събития Renault представи своя план за масирано настъпление в областта на електрическото задвижване наречен Renaulution, включващ обезпечаване на цялата литиево-йонна верига и строителство на нов завод за батерии във Франция. Електрическият свят на Renault придоби нови измерения, с които пионерът в електрическото задвижване има намерение да бъде на върха в новата вълна наред с компании като Hyundai, VW, GM, Stellantis, Tesla и т.н.

През 2025 година моделите на компанията Renault 4 E-Tech electric и Renault 5 E-Tech electric с електрическо задвижване вече са факт. Тези по-малки модели и предстоящият за представяне Twingo са базирани на платформата AmpR Small, на практика CMF-BEV, преименувана след създаването на подразделението Ampere. CMF-BEV, респективно AmpR Small, на практика е адаптирана версия на конвенционалната CMF-B със силно модифицирана подова конструкция приближаваща я до решенията при проектираните за чисто електрическо задвижване модели. По-големите представители на новото поколение електрически модели на Renault Scenic E-Tech Electric и Megane E-Tech electric използват далеч по-сложната платформа AmpR Medium. Всички те се задвижват от електрически мотори с „външно възбуждане“ (в които магнитното поле се създава от електричество и не използва постоянни магнити) с различни размери и мощностни характеристики.

Ampere от своя страна е ново подразделение на Renault Group, специализирано в проектирането и производството на електрически автомобили, което в момента има 11 000 служители. Неговата база е ElectriCity, център, обединяващ няколко завода за краен монтаж на автомобили и доставчици в Северна Франция: Дуе, Мобеж и Рюиц, както и завода Клеон в Нормандия за производство на електрически двигатели. На този етап батериите използват никел-манган кобалтови (NMC) литиево-йонни клетки, но със своите партньори LG Energy Solutions Renault разработва и предстоящите за внедряване батерии с литиево-желязо фосфатни (LFP) клетки, които в близко бъдеще ще се реализират на базата на архитектурата cell-to-pack (директно в корпуса на батерията, без използване на междинно звено като модули), а впоследствие и с директен монтаж в подовата конструкция на автомобила cell-to-chassis. Освен LG Energy Solutions (NMC и LFP клетки), CATL (LFP клетки), партньори на Ampere са AESC (NMC клетки) и Verkor (NMC клетки).

За моделите с двигатели с вътрешно горене с mild хибридни системи и хибридно задвижване се използват платформите CMF-B (Clio, Captur, Symbioz, Arkana) и CMF C/D (Austral и Rafalе)

Добрият стар двигател с вътрешно горене

И все пак, както изглежда, когато през 2026/27 година (в зависимост от това дали става дума за нови модели или за съществуващи) в сила влезе Euro 7, от Renault най-значителният дял в задвижването ще имат автомобили включващи бензинов агрегат в него. Тъй като ефективността на тези машини силно варира в зависимост от режима на работа, на помощ идва или по-евтината 48 волтова система, която подпомага бензиновия агрегат или пълнохибридното решение E-Tech.

Историята на създаването на хибридното задвижване E-Tech има уникален характер. Преди четири години имах шанса да се присъствам на видео конферентен разговор с основния и „двигател“ Никола Фремо. Срещата с този уникален човек, притежаващ странното обаяние на човек съчетал духа на френския автомобилен романтизъм от времената на Citroen DS, с технократска вглъбеност е едно от онези невероятни преживявания, споменът за които остава винаги стаен в теб, ако си човек обичащ техниката.

Събитията започват горе долу по същото време, за което стана дума в началото на тази статия. През 2010 година за Renault е повече от ясно че електричеството ще става все по-важен компонент в задвижването на автомобила. Ясна е посоката към която се движи Formula 1, с която Renault е силно ангажиран. По това време системата на Toyota Hybrid Synergy Drive вече има зад гърба си над 15-годишен опит с хибридните технологии, които демонстрират изключителна надеждност и икономичност в различни класове. Mercedes, BMW и GM предлагат на пазара изключително сложната двурежимна система, Honda е процес на разработка на новите си поколения хибридни системи, а VW се насочва към паралелната архитектура. Инженерите на Renault добре познават всички тези технологии, но решението, което компанията ще въведе се оказва невероятно елегантно в своята техническо изпълнение, съчетавайки едновременно положителните качества на серийния и на паралелния хибрид, както и възможността за използване на директни предавки, включително и две степени за чисто електрическото задвижване.

Като машинен инженер и специалист по хибридни технологии конструкторът от Renault Никола Фремо непрестанно размишлява, какво точно архитектура да избере за трансмисията обединяваща електрическата машина и двигателя с вътрешно горене. В процеса на творческите си търсения той мисли за радикалния вариант за проста механична трансмисия без съединител и дори без синхронизатори, която може да компенсира липсата им с прецизно контролирани импулси от въртящ момент, подавани от електрическия мотор.

На помощ идва Lego

Само че идеите на Фремо не се реализират по конвенционалния начин на „чертожната дъска“, а започват по един доста любопитен начин. Забелязвайки игрите за сина му с компоненти от конструкторите Lego, той решава че може да създаде действащ прототип по този начин.

Речено, сторено…Фремо си набавя необходимите части, понеже изборът от различни механизми и компоненти при Lego е необозрим, и започва работа. По време на коледните празници, ентусиазираният инженер сглобява конструкция с тристепенна трансмисия, която все пак е скицирал първоначално. Идеята е му е напълно ясна, и след около 20 часа работа „под строгия надзор“ на сина му, прототипът е готов. За целта не е достатъчно просто да сглобява отделните „тухлички“. Никола трябва да съчетае и свърже различни оси и трансмисионни рингове, да залепва и реже, да ги напасва в различни гнезда, да задвижи цялата тази механика със съответните електромотори и батерии.

Именно прототипът му помага да тества и въвежда нови компоненти, които не са фигурирали в първоначалната концепция. „Това вероятно е най-евтиният прототип в развойната история на Renault“, отбелязва с усмивка Никола Фремо, нещо изключително изненадващо на фона на изключителната му полезност.

След като създава въпросното домашно изделие Фремо го представя на мениджъра по проектите на Renault Жерар Детурбе и директора на изследователската дейност Реми Бастиен. Разглеждайки прототипа Жерар Детурбе отбелязва категорично: „Щом можем да го направим от Lego, значи ще работи!“.

Едва ли Фремо обаче, е подозирал какъв „автогол си е вкарал“, защото в този момент му се налага, заедно със своя екип да поеме ангажимента, че проектът за хибридна технология ще се материализира като реален прототип за едва 18 месеца. „Това бе предизвикателство за целия отдел по развойна дейност, изискващ мобилизацията и уменията на хора от отделите по контрол, механични конструкции и т.н.“, спомня си инженерът. Оказва се че за екипа от амбицирани конструктори неволите тепърва започват.

С отминаването на първоначалния ентусиазъм идват и трудностите. За да може да превърне идеите си за трансмисия без съединител и синхронизатори в реалност, Фремо се нуждае от помощта на висококвалифицирани специалисти. Един от тях е Ахмед Кети Шериф, специалист по контрола на процесите, който се нагърбва със задачата да анализира възможностите за управление на преходите между различните работни режими (по това време „градски“, „шосеен“ и „магистрален“). Във фокуса на „занятието“ са така наречените dog clutches – механични компоненти за зацепване с прави зъби, които по принцип се използват при свързване на първоначално стационарни валове. Въпросните механизми се използват в моторните спортове, където са ценени заради малкия брой части (с което се намалява триенето) и където плавността на превключване не е от особено значение. Прилагането на тази проста схема в сериен автомобил, който трябва да превключва незабележимо е сериозно предизвикателство.

Още електричество

Това е моментът, в който на Фремо и Шериф им хрумва идеята да добавят втори електрически мотор в уравнението. Неговата роля е да помогне за замяната на синхронизаторите и съединителя от конвенционалната механична трансмисия. При работата му в съчетание с основния тягов мотор, той може да осигури „синхронизацията“ на скоростите на валовете, създаване на нулева относителна скорост между тях и в резултат от това плавно превключване.

Самият прототип на Lego се сдобива с въпросния втори мотор, започват и стендовите и практичните тестове. В техния ход инженерите установяват, че втората електрическа машина наречена HSG (High Voltage Motor Generator) може да донесе и други ползи за системата. Въртящият момент на втората машина може да компенсира падовете на тяга при превключване на предавките и – изключително важно – позволява режими на работа на системата като сериен хибрид при по-ниска скорост на движение, респективно натоварване. Това значително може да подобри комфорта и да осигури на двигателя с вътрешно горене работа без връзка с трансмисията в ефективни режими.

След множество експерименти идеите се отплащат и системата наистина се оказва изключително ефективна при ниски скорости на движение. Остава въпросът как хибридната технология на Renault да избегне проблемите с този вид технологии при скорости на движение като магистралните.

Поставеният от Жерар Детурбе срок от 18 месеца след създаването на първите прототипи изтича и конструкторите трябва да представят реален автомобил. За подобно „муле“ е избрана Dacia Sandero, която прави „полупубличен“ дебют като първата версия на E-Tech на събитието наречено Innov'Days през 2012 година, насочено към служителите на компанията и служещо за представяне на най-новите технологични решения и разработки.

Renault съчетава работата по проекта с друго предизвикателство, поставено от френското правителство – създаване на автомобил, който може да изразходва средно 2 л/100 км гориво. Ролята му се поема от прототипа EOLAB. Проектът ръководен от Лорен Топин включва инженери от различни отдели, дизайнери, експерти по аеродинамика, а фокусите му освен задвижването, включват олекотяване на конвенционалната каросерия и постигането на максимална обтекаемост. В този момент срещата с проектантите на E-Tech става неизбежна.

EOLAB е представен на Автомобилното изложение в Париж през 2014 година, а на пистата Монтефонтейн е организирано тестово шофиране за журналисти. Реалното шофиране на EOLAB надминава очакванията, а разходът на гориво е едва 1 л/100 км. Екипът на Никола Фремо, обаче, смята че все още нещо липсва за да бъде картината пълна. Решението касае движението с висока скорост, при което хибридната система започва да става по-неефективна и включва добавянето на четвърта предавка, която директно механично свързва двигателя с вътрешно горене с колелата. Това осигурява по-нисък разход на гориво и комфорт за пътниците. Така от механична гледна точка заданието вече изглежда изпълнено.

„Свалям ви шапка“

Развитието продължава с прецизирането на работата на системата и в него се включват специалисти от екипите на Renault Sport Racing. По това време от оборудвани с KERS системи атмосферни двигатели на болидите вече са заменени със задвижване от сложни системи включващи ДВГ и две системи за регенериране на енергия, а цялостния и мениджмънт е важно звено в цялото уравнение. Ролята на топлинна машина е поет от усъвършенстван вариант на мотора на Nissan с атмосферно пълнене HR16DE, който е оборудван с два инжектора в името на по-доброто смесообразуване и е адаптиран за работа в цикъл на Аткинсън. Истински къртова работа е свършена и от специалистите по електроника, които трябва да създадат хард и софтуерни решения за синхронизация на работата на толкова агрегати – опростяването на механиката при трансмисията на практика е изисквало много труд при електрониката. В създаването на електрическите силови компоненти вече са ангажирани и конструкторите от Nissan.

След още няколко години работа трудът на екипа става реалност под формата на хибридните модели Clio, Captur и Arkana и plug-in хибридите Captur и Megane. Подобна система, включваща режим на последователен хибрид създава много повече възможности за синергия между двигателя с вътрешно горене и електрическите машини (каквито се използват най-вече от Toyota, Honda и Nissan) и избягва необходимостта от използваните при паралелната архитектура мощни електрически мотори и plug-in хибридна функционалност, решения широко разпространи при повечето европейски производители. Именно по тази причина „пълните“ хибриди (48-волтовите системи са съвсем друга тема) E-Tech са с малки батерии и без plug-in функционалност (с малки изключения ката само при най-мощния Rafale E-Tech 300 4x4 Hyper Hybrid).

А за това как функционира технологията и нейната еволюция с нови атмосферни и турбо мотори, включително във версиите E-Tech 200 и E-Tech 300 за по-големите модели Austral и Rafale ще можете да прочетете в следващата част на тази поредица. В реалния живот тази система наистина работи удивително добре, плавно и комфортно, осигурява динамика на далеч по-мощни модели и е напълно на нивото на вече утвърдени конструктивни решения използващи планетарни механизми. Това, съчетано с познанието за пътя изминат при създаването и е в основата на онези размисли предизвикващи произнасянето на френския израз “chapeau”. Защото превръщането на една идея в реално работещ прототип с всичките изисквания за намаляване на разходите по производство наистина изисква много страст, знания и лишения. И може би синът на Никола Фремо, с когото започва всичко това знае най-добре това.

(следва)

Текст: Георги Колев

Наистина ли е толкова добър?