Перспективы водородомобилей и быстрый тест-драйв Toyota FCV-R
Предполагается, что автомобиль выйдет в продажу, как модель 2015 года. Однако точные даты пока неизвестны. Транспортные средства на топливных элементах уже стали предметом шуток сродни истории о курице и яйце. Если автомобили на топливных элементах отсутствуют в продаже, кто будет вкладывать инвестиции в строительство водородных заправочных станций? В то же время, автопроизводители не торопятся выпускать автомобили, которые негде будет заправить. Тем не менее, не только отсутствие заправок стало камнем преткновения. Ошеломляюще дорогие технологии превращают ситуацию с водородными транспортными средствами в заколдованный круг.
Автомобиль FCV-R питается от топливных элементов, являясь своего рода электростанцией на колесах, которая производит энергию от соединения водорода и кислорода в управляемом режиме. И, хотя топливные элементы разрабатывались в течение долгого времени, они потеряли свою привлекательность в связи с дороговизной. Большинство автопроизводителей переключились на разработку электрокаров.
Седан Toyota Fuel Cell Vehicle, построенный на базе Lexus HS250h, был продемонстрирован в конце ноября на Токийском автосалоне, где один из посетителей автосалона назвал автомобиль «сердитым пылесосом» за его внушительную решетку радиатора, призванную охлаждать топливные ячейки и различные электрические компоненты.
Седан FCV- R был показан в Токио в синем цвете с аэродинамическим дизайном. В компании сообщили, что он близок к серийной версии. Представители Toyota проводят аналогию с каплей воды, намекая, что единственное вещество, которое выпускает из выхлопной трубы это транспортное средство, - это вода.
Как сообщается, автомобиль создавался под вдохновением от парусного катамарана. Решетка напоминает по форме перевернутую букву «П», что, как объяснили в Toyota, символизирует систему охлаждения топливных элементов. Батарея топливных элементов меньше, чем в предыдущих FCV, она размещается под сиденьями с двумя водородными резервуарами. Параметры автомобиля составляют 4745 мм в длину, 1510 мм в высоту и 1790 мм в ширину.
Представленный Toyota FCV- R стал первым в мире серийным автомобилем на водородных топливных элементах. Автомобиль будет предлагаться компанией по цене от 50 до 100 тысяч долларов. Он станет своего рода экспериментом, который может сдвинуть сложившуюся ситуацию в сторону транспорта на гибридных транспортных элементах. Приобрести Toyota FCV-R можно будет с 2015 года. В 2015 году будет выпущен также и главный конкурент японского водородного автомобиля - корейский Hyundai Tucson Fuel Cell.
Предполагается, что в случае широкого внедрения водородных заправочных станций и начала массового производства стоимость водородного транспорта начнет падать, делая его более жизнеспособным вариантом по сравнению с ограниченными в плане дальности поездок электромобилями.
Безусловно, иронией судьбы стал тот факт, что новую технологию представил лидер по количеству продаж гибридных авто. К настоящему моменту Toyota продала почти шесть миллионов гибридов, сочетающих бензиновый двигатель и электромотор. Теперь японский производитель снова продемонстрировал технологическое лидерство и опередил конкурентов на десятилетие. Многие восприняли гибриды, как мост, который протянется от бензиновых авто к электромобилям. Однако полностью электрические автомобили оказались неэффективны: они стоят слишком дорого, зарядка батареи занимает несколько часов, а дальность поездки при этом не слишком высока. Кроме того, такие автомобили не решают проблемы с зависимостью от запасов ископаемого топлива.
Toyota направила лучших разработчиков на решение проблем с топливными элементами. В настоящее время над этой задачей работает около 500 инженеров компании. Это значительное число даже для крупной корпорации, что говорит о том, что технология является приоритетом Toyota. Дело в том, что руководство компании пришло к следующему заключению: топливные элементы принесут пользу в выработке экологически чистой энергии. Автомобили, дружественные экологии, стали одной из основных целей Toyota несмотря на то, что никто не может предсказать, есть ли будущее у водородного транспорта.
В топливных элементах водород конденсируется при чрезвычайно высоком давлении, составляющем около 700 бар, и преобразуется в электричество. Около 70% энергии при этом теряется. В электрическом автомобиле, который заряжается медленно, используется более 70% энергии. Однако, с точки зрения Toyota, потери энергии – это несущественный недостаток для автомобиля, способного преодолевать большие расстояния. Недостаточная эффективность топливных элементов, как рассчитывает корпорация, будет преодолена в долгосрочной перспективе, приведя к профициту зеленой экологичной энергии.
После катастрофы на Фукусиме Япония остро нуждается именно в такой энергии. Население страны не доверяет атомной энергии. Однако ожидается, что реальное использование возобновляемых источников энергии начнется лишь после 2030 года. В промышленных масштабах получение электроэнергии из солнца, ветра или биомассы начнется лишь к 2050 году. Это помогает понять, почему в настоящий момент страны не заинтересованы в развитии экологичной инфраструктуры. Так, в Германии только 15 водородных заправочных станций. В США их лишь несколько десятков, а расстояние между ними превышает возможности водородного автомобиля. Toyota знает об этих сложностях, но оставляет за собой роль первопроходца, предложив первое крупномасштабное производство экологического транспорта. «В противном случае изменения не произойдут никогда», - комментируют в компании.
52-летний Сатоши Огисо – заместитель руководителя департамента планирования Toyota и один из разработчиков гибридных технологий. Он присутствовал при испытаниях прототипов автомобилей на водородных топливных элементах. В его задачу входит отслеживать показания на дисплее в небольшой палатке.
Пока идут испытания, он рассказывает, что стоимость топливных элементов в 100 экспериментальных Toyota Highlander, построенных в 2007 году, оценивалась в 1 миллион долларов за каждый автомобиль. Уже сегодня цена уменьшилась в 10-20 раз. Возможно, в будущем технология снова подешевеет и станет доступной более широкому слою населения.
Проверка Сатоши Огисо показала, что производитель преодолел проблемы безопасности и надежности топливных ячеек, которые мешали развитию технологии в прошлом. Безопасность водородомобилей дополнительно доказали инженеры Hyundai, открывшие огонь пулями 50 калибра по резервуару с водородными топливными элементами. Пули проходили через Tucson Fuel Cell, пробивая оболочку топливных элементов, после чего из пробоин выходил газ, водород. Не произошло ни воспламенения, ни взрыва.
Стоимость водородных топливных элементов в первом коммерчески доступном автомобилей Toyota была уменьшена на 95%. Помимо этого, новый автомобиль Toyota Fuel Cell Vehicle Prototype Charging, построенный на базе Lexus HS250h, станет мощнее и на треть меньше в размерах, чем версия 2007 года.
Второй проблемой развития водородных автомобилей после высокой стоимости, стал резервуар для хранения водорода под давлением 68.9 МПа. Он изготовлен из углеродного волокна. Для сравнения, бензобак обычного автомобиля изготовлен из простого пластика, поскольку он работает при атмосферном давлении. Когда Toyota только начинала изыскания в этой области, у компании возникли замечания к поставщикам, поскольку, несмотря на высокую стоимость, качество углеродного волокна было не на высоте. В результате, Toyota попросту решила выполнить эту работу самостоятельно.
Теперь Toyota производит самые дешевые в мире резервуары для водорода. Автомобиль будет оснащен двумя такими резервуарами. В общей сложности, они вмещают около 5 килограммов водорода. Это не так уж много, но, с другой стороны, автомобили на топливных элементах примерно в три раза эффективнее, чем обычные бензиновые транспортные средства. На этом количестве топлива автомобиль Toyota FCV-R способен проехать около 600-700 км. Время заправки составляет от 3 до 5 минут, что соответствует времени, которое тратится на то, чтобы пополнить обычный бензобак. По заявлению Toyota, водородная система FCV в состоянии более чем на неделю обеспечить электричеством средний японский дом, используя то же количество водорода. Топливный элемент производит 3 кВт энергии на литр. Это в два раза больше, чем предыдущие версии.
Поскольку у Toyota имелось множество наработанных технологий, компания решила не изобретать велосипед. В результате были использованы электродвигатель и электроника гибридных авто, а также задействована система рекуперативного торможения. По сути, автомобиль на водородных топливных элементах – это электрокар, аккумуляторная батарея которого заменена на топливные ячейки гораздо меньшего размера. Система снабжена высокоэффективным повышающим преобразователем, что позволило уменьшить размер двигателя и количество топливных элементов. Результатом стала система меньшего размера и стоимости, которая предлагает улучшенную производительность. При этом автомобиль предлагает увеличенный диапазон, сравнимый с дальностью поездки бензинового авто.
Электрический двигатель приводит в движение передние колеса. Он выдает 100 кВт (134 л.с.) и 300 Нм максимального крутящего момента. Топливные элементы интегрированы в пространство рядом с центральной консолью и под передними сидениями. Литий-ионная аккумуляторная батарея также спрятана под передние сидения. По этой причине место для ног задних пассажиров и багажное отделение получились слегка заниженными по отношению к передним сидениям.
Тест-драйв показал, что автомобиль на топливных элементах, позаимствовавший двигатель у гибрида, приобрел много схожих с ними черт. Так, во время движения наблюдается задержка реакции дроссельной заслонки. Разгон и торможение также слегка запаздывают, поскольку топливные элементы не могут быстро изменить их выходную мощность.
В остальном это очень приятный электрокар. Несмотря на некоторые недостатки, приемистость и реакция на действия водителя у Toyota FCV-R, построенного на базе Lexus HS250h, была более быстрой, нежели у Prius. Во время ускорения появляется свист компрессора, нагнетающего воздух в топливные элементы.
Поскольку водород не сжигается, автомобиль не загрязняет воздух. Кислород закачивают в систему, которая выделяет ионы водорода, создавая воду и тепло. Единственным побочным продуктом работы водородного автомобиля является вода. Выбросы парниковых газов возможны лишь на этапе производства водорода. Стоимость водородного топливного элемента составляет 3 доллара. Этого будет достаточно, чтобы автомобиль проехал такое же расстояние, как на 4 литрах бензина.
Тест-драйв был проведен в холодных температурных условиях, что было критическим для предыдущего поколения водородных элементов. Однако после многочисленных улучшений Toyota FCV-R может использоваться даже при низкой температуре окружающей среды. Модернизация сделала водородный автомобиль более надежным, долговечным и простым в обслуживании.
Колесная база водородного автомобиля аналогична Camry, но сам FCV-R выше, больше и более узкий. У него четыре посадочных места. Как сообщает автопроизводитель, FCV-R будет позиционироваться как премиальный седан со спортивным акцентом.
В 2015 году Toyota выпустит FCV-R в четырех японских городах – Токио, Кансае, Чукио и Фукуоке. Через год после этого продажи водородомобиля начнутся в США и Европе. К 2020 году автопроизводитель намерен продать десятки тысяч автомобилей. Этому должны способствовать партнерские отношения с BMW, призванные развить производство топливных ячеек.
|
