Одна з моїх перших статей для ITC.ua вийшла в 2014 році й стосувалася бачення майбутнього автомобільного світу. Тоді я відверто зробив ставку на електрокари, але не водневі автомобілі. Історію ви бачите самі: безліч нових серійних електромобілів на тлі штучних водневих моделей. Але вони також не стоять на місці: за минулі кілька років у світі з’явилося одразу кілька цікавих ідей навколо водневого транспорту. Що це за ідеї? І що вони із собою несуть? Зараз розповім.
Зміст
Колись компанія BMW досить активно працювала над водневими автомобілями – наприклад, створили седан BMW 7-серії. Причому найдивовижнішим було те, що у нього під капотом розташовувався двигун V12: це був традиційний двигун внутрішнього згоряння, який замість палива спалював водень. Однак далі компанія BMW рушила у бік електрокарів, а коли повернулася до теми водневих автомобілів, то зробила це у партнерстві з Toyota: фактично компанії обмінялися технологіями, нижче розповім детальніше. І нові водневі автомобілі BMW були збудовані вже за класичною схемою – з використанням водневих паливних елементів (fuel cell), які виробляють електроенергію для електродвигуна. У результаті на прикладі нового кросовера BMW iX5 Hydrogen ми можемо вивчити таку собі «класичну» конструкцію водневого автомобіля.
Центральною ланкою цієї конструкції є паливні елементи, де відбувається хімічна реакція з’єднання водню (з баків в автомобілі) та кисню (з навколишнього повітря). Продуктом реакції виступає вода та електроенергія – остання відправляється до електромотора, що обертає колеса. Ось тільки на шляху електроенергії також є невеликий акумулятор, який необхідний для живлення електромотора при різких прискореннях: такий собі «бустер». У результаті подібна схема дозволяє робити елементи менше потужності (у разі BMW iX5 Hydrogen це 125 кВт), ніж може бути підсумкова пікова потужність електромотора (у випадку BMW iX5 Hydrogen це 275 кВт або 374 к.с.) – все одно остання потрібна лише короткочасно і з цим допоможе проміжний акумулятор.
Кросовер BMW iX5 Hydrogen використовує водневу систему на основі паливних елементів та електромотора eDrive п’ятого покоління. Водень (6 кг) зберігається у двох баках, передбачений невеликий проміжний акумулятор. Фактично це стандартна схема побудови водневих автомобілів просто з максимально сучасними компонентами на сьогоднішній день.
Ще один кросовер, ще один водневий автомобіль. На перший погляд – все звично для стартапу: паливні елементи, задній чи повний привід, плани випуску серійної моделі у 2025 році. У чому цікавість та унікальність?
У тому, що водневий автомобіль NamX HUV реалізує ідею змінних балонів із воднем! При цьому в конструкції все також вже передбачено стандартний фіксований бак – разом сумарний запас ходу (стаціонарний бак плюс змінні балони) може досягати 800 км! Причому балони можна швидко замінювати, докупити з часом, передавати для використання в іншому водневому автомобілі.
Кросовер NamX HUV пропонує ідею додаткових змінних балонів-баків для водню. Творці обіцяють підготувати серійну версію моделі до 2025 року та запустити продажі за ціною від 65 до 95 тис. євро.
Як вже згадувалося вище, зазвичай водневий автомобіль має електромотор та проміжний акумулятор – цим його конструкція схожа на електрокар. А що, якщо розширити цю ідею? Так вирішили французи з компанії Peugeot та створили серійний фургон Peugeot e-Expert Hydrogen. Він побудований на основі електричної версії Peugeot e-Expert: є електромотор 100 кВт (136 к.с.), зарядний пристрій, тяговий акумулятор. Однак ємність останнього становить лише 10,5 кВт*год. – цього достатньо лише для 50 км пробігу.
А от якщо треба більше, то у справу вступають три баки з воднем (4,4 кг) та паливні елементи. У результаті сумарний запас ходу досягає близько 400 км, пере заправка воднем займає лише три хвилини. Нагадаємо, що в гамі Peugeot присутній і стандартний електричний фургон e-Expert, але його максимальний запас ходу складає лише 330 км, причому після потрібна довга зарядка. Воднева версія дозволяє збільшити дистанцію пробігу та швидко заправляти баки для нової тривалої поїздки. Рішення відверто «нішеве» – але в компанії Peugeot вважали, що ця ніша таки існує.
Peugeot e-Expert Hydrogen: електрокар, водневий автомобіль. До речі, де Peugeot – там й інші ідентичні моделі (наприклад, Opel): ось він, технологічний зв’язок по автомобільній групі!
Унікальний та ексклюзивний суперкар – таких мають випустити всього 25 штук (виробництво стартує у 2024 році), в основі лежить монокок із вуглепластику, потужність досягає 800 кВт (1088 к.с.), а його розробкою займалися фахівці Pininfarina та Viritech. Остання компанія працює над силовою установкою Tri-Volt: це і є найцікавіший пункт у конструкції.
Замість того, щоб вибудовувати послідовну схему «паливний елемент – акумулятор – електромотор», у випадку Pininfarina Viritech Apricale ці три елементи можуть підключатися між собою у довільному порядку: створювати пари або союз-трійку. Так можна зменшити проміжний бустерний акумулятор – наприклад, тут всього 6 кВт*год., причому АКБ працює з напругою 800 вольт.
Водневий суперкар Pininfarina Viritech Apricale цікавий не так дизайном, як технікою: якщо ідея спрацює, компанія Viritech продаватиме технологія іншим автомобільним виробникам.
Непросто так на початку матеріалу згадувалася компанія BMW та її співпраця з Toyota у питаннях водневих автомобілів. Коли BMW перейшли до використання паливних елементів, компанія Toyota почала створювати двигуни внутрішнього згоряння на водні!
Йдеться про 3-циліндровий двигун G16E-GTS, що встановлено під капотом «гарячого хетчбека» Toyota GR Yaris H2. Такий двигун обіцяє потужність 272 к.с. при спалюванні бензину, на водні буде вже 80-90% від номінальних показників. Хоча використання водню обіцяє інше: така суміш швидше спалахує, що має забезпечити різку реакцію на натискання педалі акселератора. Крім того, зберігається вібрації та звук роботи традиційного ДВС – все це важливо для «хот-хетчу». При цьому викиди вуглекислого газу радикально скорочені (-90%): на радість європейських та американських законотворців. Поки що все виглядає лише як сміливий експеримент, правда? Проте вже є натяки на серійне майбутнє: водневий ДВЗ може бути встановлений під капот нового покоління Toyota Prius.
«Гарячий хетчбек» Toyota GR Yaris H2 – вже не перша спроба компанії Toyota створити водневий автомобіль з ДВС: первістком стала модель Toyota Corolla Sport з аналогічним мотором, яка навіть брала участь у перегонах на витривалість. Результати середні, треба працювати над підвищенням потужності та надійності, зате вже вдалося скоротити час заправки воднем удвічі – до трьох хвилин. До сьогодні над водневими автомобілями з ДВС активно працювала компанія BMW – ще у 2000-х роках.
Для цього матеріалу я спеціально відібрав п’ять найцікавіших проектів навколо водневих автомобілів. Але їх набагато більше: наприклад, є напрацювання по водневих вантажівках, дебют другого покоління Toyota Mirai, концепт-кар Renault Scenic Vision з планами запуску водневої версії в 2030 році. Визнаю: як і раніше, я роблю ставку на електромобілі. Але всі перелічені приклади показують, що водневі автомобілі рано списувати з рахунків – зараз вони отримують новий шанс на боротьбу за титул «транспорту майбутнього».