7.15. Toyota, Nissan, Honda: технологическая гонка на рынке гибридов

В автомобильной промышленности Японии исторически доминируют три компании – Toyota, Nissan и Honda. Они считаются признанными лидерами отрасли. Каждая из них обладает производственными, технологическими и финансовыми возможностями, сравнимыми с экономическим потенциалом небольших стран. Кроме того, в этих компаниях созданы оригинальные системы менеджмента, получившие всемирное признание (Toyota Production System, Nissan CEO Leadership, Honda Strategic Management). В последние годы в автомобильной промышленности активно идет создание гибридных двигателей. В этой области три лидера японского автопрома сделали ставку на три разных подхода. Выбор компаний не только представляет интерес с технической точки зрения, но и отражает особенности японского автомобильного рынка, сложившейся корпоративной культуры и стратегии будущего развития. Кто же победит в гонке гибридов?

Двигательные установки гибридного типа представляют собой различные комбинации электромоторов с двигателями внутреннего сгорания. Гибридные технологии появились еще в конце XIX в. В дальнейшем они получили широкое распространение при создании крупных судов, подводных лодок, тепловозов, карьерных самосвалов и специальной автомобильной техники. По‑ видимому, первые гибридные установки для пассажирских автомобилей были созданы немецким конструктором Ф. Порше (F. Porsche) в 1899 г. Однако на протяжении нескольких десятилетий реального интереса к ним никто не проявлял. Положение изменилось лишь в начале 1990‑ х годов, когда в ряде стран мира были приняты жесткие экологические стандарты. В частности, в США появилась исследовательская программа Partnership for a New Generation of Vehicles, целью которой стало снижение пассажирскими автомобилями расхода топлива до уровня менее 5 л на 100 км пробега при сокращении вредных выбросов. Впоследствии жесткие нормы расхода горючего были последовательно приняты законодателями Калифорнии, Нью‑ Йорка, Нью‑ Джерси и еще пяти других штатов, где проживает примерно 25 % населения США. В результате General Motors и Ford разработали первые коммерческие пассажирские автомобили с дизель‑ электрическими установками. Но они оказались слишком дорогими и не получили серьезного распространения.

Вслед за американскими компаниями в технологическую гонку включились все ведущие автопроизводители мира. В Японии была принята программа подтягивания топливной эффективности автомобилей к показателям лучших образцов (best runner). Это намного ускорило разработку гибридных систем. Буквально через несколько лет появились четыре основных типа гибридных двигательных установок, реально применяющихся в серийных моделях. Полные гибриды позволяют при движении комбинировать использование двигателей двух видов – внутреннего сгорания и электрического. Электроэнергия вырабатывается во время торможения и запасается в аккумуляторной батарее, которой хватает на несколько километров пробега на электрической тяге. Самую дорогую и сложную часть системы составляет компьютер, координирующий действие двигателя и электромотора. Наибольшую известность получила полная гибридная система, созданная компанией Toyota. Несмотря на большие затраты на разработку, система оказалась настолько удачной, что к 2015 г. Toyota реализовала по всему миру более 8 млн гибридных автомобилей. Лицензии на их производство были переданы компаниям Nissan и Ford, которые тоже начали изготовление и реализацию полных гибридов.

Средние гибриды используют небольшой электромотор для помощи основному двигателю и не позволяют двигаться на одном лишь электричестве. Такие системы намного проще и дешевле полных гибридов. Тем не менее двигатель внутреннего сгорания должен работать постоянно, что ощутимо снижает топливную эффективность силовой установки. В Японии пионером использования средних гибридов стала компания Honda, а за рубежом – американская Saturn и южнокорейская Hyundai.

Кроме того, существуют также легкие гибриды, в которых двигатель выключается во время остановок на светофорах и запускается при начале движения. Собственно говоря, они отличаются от обычных автомобилей лишь размерами аккумуляторной батареи, мощностью генератора и стартера. На рынке Японии машины с автоматической остановкой и запуском двигателя получили очень широкое распространение. Ими оснащается большинство новых моделей пассажирских автомобилей, легких грузовиков и автобусов.

И наконец, заряжаемые гибриды имеют самые высокие показатели эффективности. Они позволяют зарядить аккумулятор от обычной электросети и проехать на электротяге 55–60 км (Toyota Prius Plug‑ in Hybrid

Vehicle, PHV). Затем подключается бортовой бензиновый мотор, а аккумулятор начинает запасать энергию во время торможения. Первой моделью заряжаемого гибрида, выпущенной на массовый рынок, стал автомобиль Chevrolet Volt компании General Motors. В нем в качестве тягового агрегата использовался электромотор, а бензиновый двигатель был связан только с генератором и служил для подзарядки. Такая схема обеспечила самую высокую топливную эффективность, но в целом оказалась менее надежна и динамична, чем другие виды гибридных установок. Поэтому на мировом и японском рынках заряжаемых гибридов в 2016 г. лидирующие позиции занимает автомобиль Prius PHV компании Toyota. Он сочетает в себе преимущества полного гибридного привода и возможности зарядки аккумулятора от сети для небольших поездок.

Toyota создала группу разработки полного гибрида в 1994 г. Толчок этому дала активность американских и европейских производителей, которую подстегнули правительственные решения по введению обязательных показателей экономичности автомобилей. Уже в 1995 г. прототип полного гибрида компании Toyota был представлен на Токийском автосалоне. Президент компании Х. Окуда (H. Okuda) был настолько поражен возможностями нового автомобиля, что решил направить на его доводку 60 % всех расходов на НИОКР. В результате уже к 1997 г. автомобиль Toyota Prius был запущен в серийное производство. За счет привлечения огромных финансовых и интеллектуальных ресурсов в короткие сроки удалось создать революционную технологию и принципиально новое изделие. Компания Toyota стала мировым лидером в конструировании, производстве и продажах гибридных автомобилей.

Разумеется, гибридные автомобили – это не единственное направление исследований компании с целью сокращения выбросов парниковых газов. В частности, в начале 2014 г. на Международной выставке потребительской электроники в Лас‑ Вегасе было сообщено о разработке прототипа автомобиля на водородных топливных элементах, а в декабре того же года автомобиль Toyota Mirai (Mirai по‑ японски – будущее) был представлен публике. К концу 2015 г. было изготовлено и реализовано 700 таких изделий (400 в Японии, 200 в США и 100 в других странах мира). Этот автомобиль не создает вредных выбросов, но заправляется водородом, поэтому сфера его использования ограничена сетью водородных заправок. Пример автомобиля Toyota Mirai показывает, что успех в сфере гибридных двигательных установок дал специалистам Toyota серьезный толчок для создания других технологических новинок.

Интересно отметить, что до успеха Toyota лидерство в экологических технологиях автомобилестроения принадлежало компании Honda. В 1971 г. ее инженеры сконструировали новый двигатель с контролируемым процессом сгорания топлива, который имел наилучшие для того времени показатели экономичности и мощности. Вслед за этим компания поставила перед собой цель создать полностью электрический автомобиль. Начались эксперименты с различными типами батарей. Они потребовали много времени и средств, но не принесли заметных результатов. В итоге было принято решение временно отступить и заняться промежуточной технологией, т. е. гибридными установками. Однако в отличие от Toyota упор был сделан на простоту разработки и дешевизну производства. В 1999 г. появился автомобиль Honda Insight, относящийся к новому классу средних гибридов, который даже превосходил Toyota Prius по пробегу на литр топлива. Затем было создано еще несколько успешных гибридных моделей.

Тем не менее компания рассматривает гибридные технологии как тупиковый путь и считает, что они вряд ли позволят окупить стоимость сэкономленного бензина. Наибольшие усилия Honda направляет на разработку электромобиля с топливными батареями. Эти источники питания заправляются водородом, имеют небольшие размеры, достаточную мощность и при выработке электричества выделяют только воду. Факторами, сдерживающими их применение, являются высокая стоимость и малое число водородных заправочных станций. Несмотря на это, стратегия компании направлена на доведение топливных батарей до коммерческой реализации. По мнению специалистов Honda, именно такая принципиально новая, а не промежуточно‑ гибридная технология позволит вернуть ей позиции лидера в создании экологически чистых автомобилей.

Первый вариант автомобиля FCX Clarity на топливных элементах был представлен компанией Honda 21 января 2016 года. В течение первого года планировалось произвести и передать в аренду государственным и муниципальным органам 200 таких автомобилей, а вслед за этим должны начаться их продажи всем желающим. Распространение автомобилей на топливных батареях и строительство заправок является составной частью идеи «водородного общества», входящей в современную энергетическую стратегию Японии (подробнее см. раздел 3. 4).

Позиции Nissan – второго по масштабу производителя автомобилей в Японии – сильно пошатнулись в конце 1990‑ х годов. Компания оказалась на грани банкротства и была буквально спасена французским концерном Renault. В Японию прибыл «самый эффективный менеджер» мирового автопрома того времени Карлос Гон (Carlos Gohn), который своими радикальными действиями сумел сократить убыточные подразделения, обновить модельный ряд и добиться получения прибыли. В начале 2000‑ х годов К. Гон стал без преувеличения культовой фигурой японского бизнеса и, пожалуй, наиболее популярным иностранцем в Японии. Кстати, в 2005 г. он был еще и самым высокооплачиваемым менеджером страны. Опубликованные суммы его годового дохода (около 10 млн долларов) произвели на общественность довольно сильное впечатление. В японских СМИ даже начал обсуждаться вопрос о том, насколько такое высокое вознаграждение соответствовало экономическим успехам Nissan.

Как бы то ни было, финансовые трудности замедлили разработку собственных экологичных двигателей. Более того, инженеры Nissan вслед за своими коллегами из Honda пришли к выводу об ограниченных перспективах гибридных технологий. В результате Nissan построил свою стратегию следующим образом: гибридные установки были закуплены у Toyota, а собственные силы направлены на создание полных электромобилей. Причем в отличие от Honda в качестве источника тока были выбраны не водородные топливные элементы, а литиевые аккумуляторы третьего поколения. Первое поколение (кислотно‑ щелочные) постепенно уступает свои позиции, второе поколение (никелево‑ кадмиевые) используется в машинах Toyota Prius, а аккумуляторы третьего поколения (литиевые) имеют самые высокие показатели по мощности и емкости, но выделяют горючие газы и ввиду этого взрыво‑ и пожароопасны.

К счастью, технические трудности удалось преодолеть. В 2010 г. Nissan начал серийные продажи семейного электромобиля на литиевых аккумуляторах Nissan Leaf. В 2014 г. появилось второе поколение этого автомобиля. Продажная цена его примерно на треть превышает стоимость машины сходного класса. Максимальный пробег на одной зарядке достигает 172 км. За 30 минут аккумуляторы заряжаются на 25 %, за три часа – на 80 %, а полная зарядка требует 8 часов. Объемы продаж Nissan Leaf к концу 2015 г. составили 89 тыс. штук в США, 57 тыс. в Японии и 49 тыс. в странах Европы. В 2016 г. в Японии такой автомобиль уже можно было встретить даже в отдаленных провинциальных городах. Станции быстрой зарядки (2, 4 тыс. станций общего пользования и около 38 тыс. домашних и корпоративных устройств) появились на платных дорогах и в крупных торговых центрах по всей стране. Благодаря усилиям Nissan электромобиль в Японии превратился из экзотики в обычное средство передвижения.

Итак, три гиганта японского автопрома первоначально приняли различные стратегии в разработке двигательных установок нового поколения: полные гибриды в Toyota, водородные элементы в Honda и литиевые электромобили в Nissan. Разумеется, велись и параллельные исследования в смежных областях. В частности, Toyota, опираясь на свои возможности технологического лидера, первой в мире выпустила серийную водородную модель. Тем не менее технология‑ лидер до сих пор не определена, и, соответственно, будущее технологической гонки пока невозможно предсказать. Ясно одно: успех придет к тому, кто сможет соединить достижения науки с профессионализмом в производстве и совершенством в коммерции. Все три перечисленные компании обладают полным набором необходимых для этого качеств, что делает ситуацию в автомобильной отрасли одновременно и захватывающе интересной, и совершенно непредсказуемой.