Двигательная система будущего вскоре поступит в серийное производство.
· Опытный образец HydroGen3 с более компактным двигателем;
· Zafira HydroGen1 на водородном топливе устанавливает мировые рекорды;
· Новый топливный элемент с более высокой удельной мощностью.
Руссельсхайм. Команда разработчиков из Всемирного Центра Альтернативных Двигателей Opel и General Motors (ВЦАД) в 2001 году существенно продвинулась на пути к массовому производству автомобилей на водородном топливе. В сентябре на Мотор Шоу во Франкфурте команда представила опытный образец под названием HydroGen3, созданный на базе автомобиля Opel Zafira и оснащенный оптимизированным силовым агрегатом, компактно размещенном внутри автомобиля. Как и его предшественник “HydroGen1”, который также был создан на базе минивэна Zafira, HydroGen3 использует в качестве топлива чистый водород. Вскоре после Шоу во Франкфурте эксперты Центра представили новый образец водородного топливного элемента, устанавливающего новые стандарты в результате удельной мощности 1.75 кВ/литр.
Ранее в этом году HydroGen1 продемонстрировал, что специалистам Opel и GM удалось достигнуть значительных успехов в области совершенствования водородных топливных элементов. В ходе испытаний, проведенных в американском штате Аризона, концептуальный автомобиль установил целых 15 международных рекордов среди автомобилей, использующих водородные топливные элементы. Кроме того, опытный образец Opel, работающий на чистом водороде, прекрасно показал себя на международных соревнованиях Michelin Challenge Bibendum, которые проводились среди экологически чистых автомобилей. Он стал единственным пассажирским автомобилем на водородных топливных элементах, который смог преодолеть расстояние в 350 км от Лос-Анджелеса до Лас-Вегаса.
“HydroGen3” прокладывает путь для запуска серийного производства
Основная цель проекта HydroGen3 - улучшить эксплуатационные показатели силового агрегата автомобиля, работающего на водородных топливных элементах. В рамках проекта команда разработчиков Центра смогла обойтись без некоторых элементов конструкции и устройств, которые были необходимы на прототипе HydroGen1. Как побочный эффект, это дало также снижение веса автомобиля до желаемых 1590 кг. Самым значительным узлом, без которого удалось обойтись команде разработчиков при создании HydroGen3, был пиковый буферный аккумулятор. В HydroGen1 этот аккумулятор использовался для сглаживания пиков нагрузки на силовой агрегат, но оптимизированные топливные элементы HydroGen3 сами способны справляться с пиками нагрузки и обеспечивать необходимую мощность. Большая компактность системы позволила не только сократить вес примерно на 100 кг, но также и оставить высоту пола грузового отсека автомобиля Zafira, работающего на водороде на том же уровне, что и у серийной модели. HydroGen3 имеет такой же грузовой отсек (600 л), как и пятиместный Opel Zafira.
В качестве топлива для производства энергии для электромоторов прототипа используется чистый водород. В HydroGen3 жидкий водород хранится в стальном нержавеющем баке при температуре –253°С. Пространство между внутренней и внешней стенками бака вакуумировано, несколько слоев алюминиевой фольги создают дополнительную защиту от внешнего тепла. Топливного бака объемом 68 литров, который расположен перед задним мостом под задним сиденьем (для размещения бака сиденье было поднято на 25 мм) хватает на 400 км пробега. Новая сборка топливных элементов намного компактнее прежней. Она выдает постоянную мощность 94 кВт (ранее 80 кВт) и имеет пиковую мощность 129 кВт (ранее 120 кВт). Сборка питает энергией трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью 60 кВт (82 л.с). С таким высоко эффективным силовым агрегатом «водородный» Opel Zafira разгоняется до 100 км/ч за 16 с и развивает максимальную скорость 150 км/ч.
Компактный и мощный: автомобиль с новым водородным топливным элементом
Вскоре после дебюта HydroGen3, компании GM и Opel представили на конференции по новым технологиям в Лондоне новый, еще более эффективный водородный топливный элемент. При мощности 1.75 кВт на литр, он устанавливает новые стандарты в области удельной мощности. Водородный топливный элемент размерами 819x140 x 508 мм (58 литров), при весе 82 кг, генерирует постоянную мощность 102 кВт. При необходимости топливная сборка может справляться с пиковыми нагрузками: также как и HydroGen3 - до максимальных 129 кВт в пиковом режиме.
Подобно элементу, установленному в прототипе Opel, в водородном топливном элементе последнего поколения применены мембраны индивидуальных ячеек, которые не требуют дополнительного электролита для вырабатывания энергии. Новый водородный топливный элемент также отличается великолепными характеристиками холодного старта. При температуре -20°С он достигает полной мощности уже через 30 секунд, что безусловно является очень важной эксплуатационной характеристикой при использовании «водородной» технологии в автомобилях.
HydroGen1 справляется даже с самыми сложными условиями
HydroGen1 продемонстрировал, что принадлежит к самым передовым техническим разработкам в мае 2001 года, во время программы длительных испытаний на южном испытательном полигоне General Motors в пустыне Меса, штат Аризона. Несмотря на невероятную жару, HydroGen1 установил 15 новых международных рекордов для автомобилей на водородном топливе. В ходе 24-часового марафона прототип прошел в общей сложности расстояние в 1387 км при средней скорости 57.79 км/ч. Во время рекордных заездов температура воздуха в тени достигала +35°С, на поверхности дороги - +65°С.
В октябре HydroGen1 еще раз продемонстрировал свои возможности на Авто Шоу “Michelin Challenge Bibendum 2001” в Калифорнии. В окружении сильных конкурентов, представленных многими европейскими, американскими и японскими производителями, HydroGen1 стал единственным пассажирским автомобилем на водородных топливных элеметах, который прошел до конца 350 километровую дистанцию от Лос-Анджелеса до Лас-Вегаса. Автомобиль преодолел перепад высот в 1350 метров, проделав весь путь при температуре +32°С за бортом. В некоторых индивидуальных дисциплинах на Калифорнийской скоростной трассе рядом с Лос-Анджелесом HydroGen1 продемонстрировал себя особенно хорошо: особенно в испытаниях на эмиссию, шум и в слаломе. За успешную интеграцию системы топливного элемента и автомобиля, «водородный» автомобиль Zafira был также награжден премией “Bibendum Design Award”.
Бортовой реформинг бензина как временное решение
Наличие водорода на всех заправочных станциях – это дело далекого будущего. А до тех пор, как полагают эксперты Opel и GM, «реформинг» может стать временным решением проблемы. «Реформинг» – это процесс выделения водорода из бензина. В августе 2001 года группа разработчиков ВЦАД представила опытный образец, созданный на базе Chevrolet Pickup S 10, который имеет на борту первый преобразователь бензина.
Разработка технологии водородных топливных элементов получила дополнительный импульс после вступления компании Opel в альянс с другими автопроизводителями. Начиная с 1999 года, компании General Motors и Opel тесно сотрудничают в этой области с компанией Toyota. В 2001 для изучения возможностей использования технологии будущего в малых автомобилях корпорация GM также заключила альянс с японским автомобильным производителем Suzuki. Соглашения о сотрудничестве в области исследований были также подписаны с Canadian Hydrogenics Corporation (Торонто) и американскими специалистами из Giner Inc. (Ньютон, Массачусетс). Договор с компанией Hydrogenics касается не только вопросов создания, но также маркетинга систем топливных элементов. Сотрудничество с Giner направлено на разработку системы заполнения бензобака водородом и разработку стационарных систем работающих на водородных топливных элементах для выработки энергии. Договор с компанией Quantum Technologies (Ирвин, Калифорния) был подписан, чтобы ускорить процесс создания систем хранения водорода.
