Водород - теперь и Mercedes

Судя по всему, Мерседес всерьез взялся за водородные технологии. Для чего же еще был организован 125 -дневный кругосветный пробег трех автомобилей В-класса F-CELL? Внешне экспериментальная машина ничем не отличается от обычной. Основная «начинка» - три углепластиковых бака для водорода и электрохимический генератор расположены под полом. Воздух для работы топливных ячеек подается с помощью компрессора. В багажнике поместили высоковольтную литий-ионную батарею, а под капотом – электродвигатель мощностью 136 л.с. и крутящим моментом 290 Нм. Привод осуществляется на передние колеса через два планетарных ряда и дифференциал, обеспечивающих движение вперед и назад.

Основным источником тока является электрохимический генератор, а батарея используется при холодном старте, пока топливные элементы не вышли на рабочий режим, и для хранения энергии, запасенной при рекуперативном торможении. На одной батарее автомобиль может проехать несколько километров. В таком режиме удобно двигаться в городе, не затрачивая водород и одновременно подзаряжая батарею за счет торможения. Причем тормозной момент мотора настолько велик, что зачастую даже нет необходимости давить на педаль тормоза: достаточно просто отпустить «газ» - и машина тут же замедляется.

Рабочая температура топливных элементов – 80 градусов. На прогрев требуется от 15 минут до часа, в зависимости от температуры наружного воздуха. Но в случае необходимости, например, если разряжен литий-ионный аккумулятор, электрохимический генератор может вступать в работу и через несколько секунд после старта. Но до момента выхода на рабочий режим мощность будет ограничена, а потребление водорода возрастет. Когда ЭХГ прогрет, он, кроме питания электродвигателя, еще и подзаряжает батарею. Кроме того, прогретый генератор сохраняет тепло долгое время, и оно используется для отопления автомобиля. Вода в топливных ячейках благодаря мерседесовским технологиям не замерзает при «забортной» температуре до -25 градусов.

Когда мотору необходимо развить высокую мощность, он может запитываться одновременно и от генератора, и от батареи. Максимальная скорость автомобиля 170 км/ч, а до сотни он разгоняется за 11,4 с. Но на высоких скоростях Mercedes F-CELL не так удобен. Крутящий момент электродвигателя с ростом оборотов снижается, а, значит, ускорение при нажатии на акселератор происходит довольно медленно. Кроме того, существенно возрастает расход водорода. Если при экономной езде расход водорода примерно составляет 1,1 кг на 100 км, то на шоссейных скоростях он возрастает до 1,2 кг. Немного? Но в переводе на привычные для нас литры первая цифра эквивалентна 3,7 л/100 км, а вторая – около 20 л/100 км!

Водородные баки вмещают 3 кг водорода, что обеспечивает запас хода около 400 км. Заправка занимает не более трех минут. При этом согласно требованиям техники безопасности, автомобиль необходимо заземлить.

А насколько эффективен водородный автомобиль? КПД самой силовой установки составляет 90%. Но с учетом существующих технологий получения, транспортировки и хранения водорода, он падает до 22%. КПД же современного дизеля составляет 25%, а лучших образцов гибридов – до 33%. Но, в то же время, эмиссия токсических веществ водородомобиля равна нулю.

«Мерседес» планирует к концу 2011 года выпустить 200 автомобилей, которые отправятся на опытную эксплуатацию в США и Западную Европу, туда, где создана сеть водородных заправок. А специалисты в это время будут работать над снижением стоимости. Ведь существующие экземпляры по цене сопоставимы с автомобилями «Майбах»! Для того чтобы приблизить ее к цене гибридных одноклассников, нужен «тираж» около 100 тысяч экземпляров. И настойчивые немцы добились определенных успехов в этом направлении. Так, содержание платины, используемой в топливных ячейках в качестве катализатора, снижено в 20 раз. Сейчас идет работа над снижением стоимости мембран, пропускающих протоны. В более далекой перспективе для получения водорода методом электролиза предполагается использовать электричество, полученное от ветряков. Это должно повысить экологичность производства и снизить себестоимость водорода.

- price4 - www7