Водородный двигатель от ниссан

Электрификация Nissan

Впервые в России! Корреспондент Zavedi.ru провел эксклюзивный тест-драйв опытного водородного автомобиля Nissan FCV.

Для начала немного статистики. В среднем современный автомобиль С-класса выбрасывает в атмосферу 160 граммов вредных веществ на 1 километр пути, а у Porsche Cayenne Turbo, например, этот показатель доходит до 360 граммов на 1 километр. Если взять даже минимальный уровень в 160 граммов и умножить на усредненные показатели российского миллионного города – 250 тысяч автомобилей и 42 километра, которые один водитель проезжает в сутки – выяснится, что за 1 день в атмосферу каждого мегаполиса выбрасывается 1 миллион 680 тысяч тонн вредных веществ. Страшная цифра — ведь все это находится в воздухе, которым мы дышим.

Неудивительно, что вопросам сохранения чистоты атмосферы с каждым годом уделяется все больше внимания, а производители в поисках экологически чистого автомобиля пытаются использовать альтернативные источники энергии, в том числе и водород. На Западе водородные автомобили и заправки — уже реальность. В России же пока эта тема остается в теоретической плоскости обсуждений, но до практики дело не доходит.

Но, несмотря на это, нам удалось прокатиться на водородном автомобиле. Сегодня мы представляем вам эксклюзивный тест-драйв последней разработки компании Nissan, водородомобиля на базе предыдущего поколения X-Trail.

Nissan как и немногие другие компании решилась на смелый шаг: начала cоздавать и тестировать в условиях реального города автомобиль на водородных элементах. Японцы проделали соответствующие испытания в Ванкувере (Канада) и теперь стали тестировать FCV в самом зеленом штате США Калифорнии. В первую очередь это связано с тем, что Калифорния находится в числе самых ярых регионов по защите окружающей среды, а нормы по выбросам ULEV- II там самые строгие в мире. Но самая главная причина — это количество водородных заправок, которых в Калифорнии самое большое количество в мире. Постоянно действующих в северной Калифорнии есть минимум 6 штук (всего по Калифорнии 25 водородных заправочных станций), а ведь на всю Японию всего 6 таких заправок. Еще пара таких заправок есть в Ванкувере (Канада) и в странах скандинавского полуострова.

Схема расположения основных элементов в Nissan FCV. Использование базы от кроссовера позволило разместить емкость для топливных ячеек под полом, однако от большого клиренса не осталось и следа.

Первое что бросается в глаза в водородном X-Trail, так это огромный бампер, изрезанный воздухозаборниками, сдвинутое вправо место для крепления номерного знака и маленький дорожный просвет. За воздухозаборниками стоят многочисленные радиаторы: системы охлаждения электродвигателя и топливных элементов. Ведь схема работы двигателя требует охлаждения. В топливных ячейках проходит процесс, обратный гидролизу воды (при подаче электрического тока через воду можно получить кислород и водород), здесь при соединении водорода, который идет из баллонов, и кислорода получается пар и электричество, которое приводит в действие электромотор. На автомобиле установлены также литий-ионные аккумуляторы, в которые идет электрическая энергия от топливных ячеек, а также они используются для сохранения энергии при торможении.

С места и на маленьких скоростях Nissan очень быстро реагирует на педаль газа. Оно и понятно – у электрического двигателя максимальный крутящий момент доступен с самых низких оборотов.

В движении Nissan не настолько бесшумен как, например, Toyota Prius с выключенным бензиновым двигателем. В водородном FCV слышатся звуки, похожие на бульканье воды, как будто везешь пару двадцатилитровых бутылей воды на заднем сиденье, слышится вой вентилятора, и много других непонятных звуков. Но все равно это тише звуков стандартной машины с двигателем внутреннего сгорания.

В поворотах чувствуется большая масса водородомобиля: кренится Х-trail серьезно, ведь весит почти 2 тонны, да и не для гонок он создавался, а для того чтобы при движении не загрязнять окружающую среду. Насколько бы смешным это не казалось, но вскоре с помощью подобных машин человечество не будет выбрасывать сотни тон вредных веществ в атмосферу, мир будет становится чище. Но вот когда придет эра водородных автомобилей, когда появится «водородный» Генри Форд, который будет штамповать экологичные автомобили миллионами?

На месте при работающем двигателе под машиной образуется небольшая лужа воды. 20 лет назад подобное можно было увидеть только в фантастическом фильме. Теперь технический прогресс пошел на новый виток развития.

Nissan в начале 2008 года стал первым автопроизводителем, который запустил в массовое производство литий-ионные батареи. С каждым годом совместное с NEC предприятие AESC планирует увеличивать объемы производства батарей вдвое ежегодно. Все это означает, что Nissan пришел всерьез и надолго. Ведь даже опытный образец FCV выглядит и ездит как серийный автомобиль. Но Nissan будет опять не первым и в этой области, Honda уже запустила в серийное производство Honda FCX Clarity… И все же всегда лучше быть вторым, нежели третьим.

Технические характеристики Nissan FCV (данные производителя)

Снаряженная масса, кг

Макс. Мощность, КВт

Макс. Крутящий момент, Нм

Блок топливных элементов

Из цельного полимера

Компактная литий-ионная батарея

Максимальная скорость, км/ч

Расстояние на одной заправке, км

Стоимость водорода в Калифорнии, благодаря субсидиям государства и помощи автомобильных и нефтяных компаний, удерживается на уровне $5 (120 руб.) за 1 килограмм. Количество энергии, выделяемой при окислении одного 1 килограмма водорода с кислородом эквивалентно энергии, выделяемой при сгорании 4 литров бензина. Самым главным качеством этого топлива является экономичность, которая в 2-3 раза выше, чем у бензина.

Когда инженеры заявили, что теперь, благодаря большему давлению (до 70 МПа) в баллонах с водородом, Nissan FCV может двигаться без дозаправки 500 км, они немного хитрили, ведь из 25 водородных заправок в Калифорнии, только 2 рассчитаны на заправку водородом до давления 70 МПа. Остальные же сделаны под более дешевые и безопасные баллоны с давлением 35 МПа. А с таким давлением Nissan, как и другие прототипы серийных водородомобилей, может проехать только 350-370 км, что меньше, чем показатель серийной Honda FCX Clarity.

Ждет ли Россию появление водородных автомобилей? В ближайшие 5 лет, наверное, нет. В этом виноваты и огромный рост рынка продаж автомобилей с ДВС, и не слишком сильная озабоченность экологической обстановкой населением страны, и недальновидность политиков. И, несмотря на то, что нефть уже стоит 150 долларов, Россия просто пока не готова к миллиардным инвестициям в производство водородных заправочных станций и массовое производство водорода на местах. Ведь цифры инвестиций огромны – только для запуска трех водородных заправочных станций требуется 7,7 миллионов долларов.

В то время как Toyota производит уже второе поколение Prius (в США также продается Camry Hybrid, Highlander Hybrid), подразделение Lexus продолжает допинговать и без того мощные RX350 и GS350 дополнительными электрическими лошадиными силами, Honda успешно продает свой Civic Hybrid, и даже Ford выпускает Escape Hybrid, Nissan продолжал оставаться в стороне. Но времена меняются, и компания вывела на американский рынок новую Nissan Altima Hybrid в соответствии с программой Nissan Green Program-2010, главной целью которой является борьба за снижение выбросов углекислого газа в атмосферу. На этом серийном автомобиле мы также решили обязательно прокатиться.

Седан с гибридной силовой установкой выпускается уже год для американского рынка. По габаритным значениям он ближе к европейской Nissan Primera.

Интерьер Altima неплох, особенно для автомобиля, предназначенного для американского рынка. Машина заводится с кнопки start-stop, а брелок находится в кармане. В целом машину довольно сложно отличить от обычного автомобиля, ее выдает только указатель мощности в Kw вместо стандартного тахометра. Ну и по весу: по сравнению с бензиновым аналогом гибрид потяжелел примерно на 200 кг за счет батарей и дополнительного оборудования.

Ниссан использует лицензионную систему Toyota Hybrid Synergy Drive и «свой» дефорсированный со 175 л.с. до 158 л.с двигатель объемом 2.5 л. В сочетании с тойотовским электромотором мощностью около 40 л.с.

Altima – автомобиль довольно динамичный, и хорошо набирает скорость. Однако во время поездки насторожила нервная работа двигателя: на малейшее нажатие газа двигатель заводится, но как только акселератор приотпускаешь, он тут же останавливается.

Это обстоятельство немного напрягает в пробках, когда «мозг» не может определить, что делать и начинает включать и выключать двигатель с периодичностью в 20 секунд.

Тот же Toyota Prius ведет себя немного спокойней и не глохнет при первом же сбросе газа (ожидая, что через мгновение ты опять им воспользуешься), а RX400h вообще может проехать пару сотен метров без бензинового двигателя.

Создается впечатление, что Toyota продала лицензию на «неправильную», либо устаревшую систему Hybrid Synergy Drive, чтобы не создавать себе сильного конкурента, так как очень заметно, насколько эти системы отличаются друг от друга в действии.

Интересный получается вывод – серийный автомобиль чувствуется более «сырым» нежели опытный водородный образец, построенный в нескольких экземплярах.

Источник статьи: http://www.zavedi.ru/testzone/?id=237

Зажигаем за рулем Toyota Mirai — первого серийного водородомобиля

23-Toyota-Mirai_zr-12_15

Литр дизеля за один евро? В Гамбурге? Фантастика! Прекрасно помню, что год назад, когда я путешествовал на машине по Европе, солярка была ощутимо дороже. Но вот очередная АЗС — и тоже евро за литр… Просто в Германии, в отличие от России, цены на нефтепродукты оперативно переписывают вслед за ценой на нефть не только в бóльшую сторону, но и в меньшую.

Даже жаль, что ни дизель, ни бензин мне сегодня ни к чему — ведь я веду по окрестностям Гамбурга первый в мире серийный автомобиль на топливных элементах. Для заправки футуристического седана Toyota Mirai требуется исключительно водород.

ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Все происходит точь-в‑точь как на обычной АЗС. Через терминал я оплачиваю необходимое количество топлива, присоединяю штекер к заправочной горловине, и в течение трех-четырех минут водород заполняет топливные баки. Это два баллона высокого давления (700 бар) из углепластика с трехслойной структурой: 60‑литровый размещен под задним сиденьем, а другой (62,4 л) — ближе к задней подвеске. Суммарная емкость — пять килограммов водорода.

03-Toyota-Mirai_zr-12_15

На всю Германию — лишь девятнадцать общедоступных водородных заправок. По заверению производителя, Toyota Mirai на полных баках может проехать 500 км, а тестовый маршрут проложен так, что в поле я не встану; но очевидно, что нынешняя водородная инфраструктура пока не в состоянии обеспечить комфортную жизнь владельцам водородомобилей.

Ситуация изменится к 2023 году, когда число водородных заправок в Германии перевалит за четыре сотни. Стоимость проекта — свыше 400 миллионов евро, по миллиону на каждую АЗС. Внушительную часть средств инвестируют фирмы Toyota, Honda, BMW, Volkswagen и Daimler.

В Японии к концу года будет функционировать около восьмидесяти водородных АЗС, тоже при участии автопроизводителей. В США — около тридцати.

Я же перехожу от теории к практике. Включаю (как непривычно применять этот термин!) автомобиль кнопкой Start/Stop, обнуляю трип-компьютер, маленьким джойстиком на консоли выбираю режим Drive и абсолютно бесшумно трогаюсь с места.

01-Toyota-Mirai_zr-12_15

При заправке «до полного» в баки моей машины влез ровно килограмм водорода. До заправки трип-компьютер обещал 260 км пути. После — 330 км. Но я уверен, что смогу проехать все пятьсот!

КИЛО НАДЕЖДЫ

Toyota Mirai — по сути, электромобиль. Электричество вырабатывается в блоке топливных элементов при взаимодействии водорода и кислорода. Электрический ток проходит через инвертор (Fuel Cell Boost Converter), где преобразуется из постоянного в переменный, а напряжение увеличивается до 650 В.

Реакция происходит без процесса горения, а «выхлоп» — безвредный водяной пар.

Тяговый синхронный электродвигатель приводит в движение передние колеса. Питание — не только от топливных элементов, но и от расположенной в задней части машины никель-металлгидридной аккумуляторной батареи максимальной выходной мощностью 21 кВт: она подпитывается при рекуперативном торможении и отдает энергию при резких ускорениях. Максимальная отдача электромотора — 113 кВт (154 л.с.).

Mirai весит 1850 кг, и полторы сотни «лошадей» не сулили ничего интересного. Но водородомобиль оказался отнюдь не беззубым! Крутящий момент в 355 Н∙м, доступный во всем диапазоне оборотов, обеспечивает уверенный разгон. А ускорение в режиме Power (принудительно задействуется вторичная батарея) таково, что тебя вжимает в сиденье — поневоле веришь в заявленные 9,6 секунды разгона до сотни. На безлимитном автобане я играючи разогнал Mirai до 180 км/ч!

13-Toyota-Mirai_zr-12_15

Благодаря низкому центру тяжести управляемость крупного седана очень надежна. А вот куража нет. Ездить нужно спокойно, наслаждаясь плавностью хода и тишиной. Лишь при интенсивных разгонах в салон прорывается едва уловимый троллейбусный гул.

Двухцветный интерьер приятен глазу и комфортен. Несмотря на экзотическую архитектуру панели, я не испытываю никаких неудобств — эргономика в порядке, а среди оснащения есть даже обогрев сидений заднего ряда и руля. Расстроила лишь безбожно тормозящая мультимедийная система с сенсорными кнопками.

По автобану я проехал буквально километров пять. Съехал на второстепенную дорогу, включил режим Eco и покатил предельно размеренно. А теперь представьте мое удивление, когда через 65 км трип-компьютер вновь стал показывать «предзаправочный» запас хода: 260 км. Выходит, несмотря на мои старания, на килограмме водорода удалось продержаться лишь обещанные электроникой 70 км — и в реальных условиях пробег на полных баках составит около 350 км. Никак не пятьсот.

02-Toyota-Mirai_zr-12_15

ЖДЕМ СКИДОК

До сих пор я не обмолвился о главном: за этот самый килограмм водорода на гамбургской заправке я заплатил 9,5 евро. Даже если вычеркнуть автобан и допустить, что в пенсионерском темпе я проехал бы на этом килограмме около ста километров, получается неприлично дорого. Дизельный автомобиль схожей мощности в аналогичном режиме езды потребовал бы не больше пяти литров солярки, которая обошлась бы мне в пять евро — вдвое дешевле!

И выходит, что единственный резон в пользу покупки Mirai — забота об окружающей среде. Да и то весьма сомнительная. Ведь при получении водорода из природного газа с помощью реакции паровой конверсии (именно так производится около половины всего водорода) в качестве побочного продукта выделяется углекислый газ. А производство водорода путем электролиза воды — процесс более дорогой и энергозатратный.

Последний гвоздь в крышку гроба здравого смысла — цена. В Германии Toyota Mirai обойдется минимум в 66 тысяч евро! При нынешней стоимости водородного топлива я не вижу ни одной причины для покупки этого футуристического водородомобиля. Конечно, к электромобилям поначалу тоже относились скептически, а сейчас Tesla завоевала сердца и умы людей во всем мире. Но популярная Tesla Model S появилась не сразу, к тому же по карману она лишь толстосумам.

Mirai

История

Mirai_Antuan

Официальным открывателем химического элемента, занимающего первую ячейку таблицы Менделеева, признан французский химик и естествоиспытатель Антуан Лоран Лавуазье. В 1783 году он установил, что водород входит в состав воды. Первый поршневой двигатель, работающий на водороде, построил франко-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз в 1807 году. Водород он получал методом электролиза воды. А выхлопные газы представляли собой смесь водяного пара и азота.

Конкурент

Honda-FCV-Concept-rear-three-quarter

В конце октября компания Honda показала мелкосерийный водородный седан Honda Clarity Fuel Cell. Принцип действия — точь- в‑точь как у Mirai. Мощность силовой установки составляет около 100 кВт (135 л.с.), заявленный запас хода — 700 км, время заправки не превышает трех минут. Начало производства намечено на весну 2016 года.

Источник статьи: http://www.zr.ru/content/articles/830560-zazhigaem-za-rulem-toyota-mirai-pervogo-serijnogo-vodorodomobilya/