Toyota Mirai с водородным двигателем — «будущее» уже в Европе / Habr
Про автомобиль от Toyota, работающий на водородном двигателе, писали примерно год назад, примерно в то же время его продажи были начаты в Японии. Однако, старт продаж Toyota Mirai (Mirai с японского переводится как «будущее») на Континенте (как на старом так и на новом) остался почти незамеченным. Попробуем исправить этот момент и разобраться как это работает.Итак, что предлагает нам Тойота: автомобиль класса «седан» с двигателем мощностью 153л.с, разгоняющийся с 0 до до 90км/ч за 9.4сек. Максимальная скорость ограничена электроникой и составляет 170км/час. Весьма неплохо, учитывая что двигатель у автомобиля электрический.
Внешний вид (фото с сайта blog.toyota.co.uk)
Не менее интересно, что внутри.
Конструкция
Блок-схема автомобиля (с сайта Toyota):
Водород хранится в баке, затем он смешивается с забортным воздухом, в результате реакции в топливном элементе получается электричество, от которого (после преобразования до нужного напряжения) и работает мотор переменного тока. Очевидно, что главный плюс такого авто — экологически чистый «выхлоп», каждый школьник знает что при реакции водорода и кислорода получится водяной пар. Внутри авто есть емкость, воду из которой надо периодически сливать. Вода судя по всему, достаточно чистая, один из авторов обзоров не побоялся ее даже выпить:
Мощность встроенного генератора достаточно велика, автомобиль можно даже использовать в качестве резервного источника электричества мощностью до 9КВт. Сам водород хранится в баке с давлением 10МПа, время заправки составляет 3-5 минут, заявленный производителем запас хода составляет до 600км. По заявлению производителя, усиленный карбоном бак является достаточно прочным и безопасным, чтобы выдержать ДТП.
Заправка
Пора перейти к самому интересному: где же автомобиль заправлять. Очевидно, что распространенность таких авто в первую очередь ограничивается наличием заправочных станций. И тут все пока довольно-таки грустно. Первой страной, где начали продаваться Mirai, была Япония. Кроме Японии и США, в Европе автомобиль поставляется в 3 страны: Великобританию, Данию и Германию (первые 5 машин были отгружены в сентябре 2015). На настоящее время 7 заправочных станций имеется в Дании, 10 в США, 18 в Германии и 4 в Великобритании. К концу 2015 года в Германии планируется построить 50 заправочных станций, с увеличением этого числа до 400 к 2023 году.
Не менее важным шагом является унификация заправочных станций: был принят единый стандарт, что позволяет с одной стороны, другим производителям делать авто (и заправочные станции) с коннекторами одинакового типа, с другой стороны, пользователи разных моделей получают преимущество от появления большего числа станций.
Что касается цен, в Германии килограмм водорода стоит 9.5€, заправка полного бака (емкостью в 4.7кг) обойдется примерно в 45€. При запасе хода в 600км, можно примерно посчитать стоимость эксплуатации, которая составит 7.5€ на 100км. Для сравнения, цена бензина Е10 составляет 1.3€, т.е. 10л бензина обойдется в 13€. В общем, стоимость заправки выходит примерно одинакова.
Выводы
Технология безусловно интересна. Главный плюс, на который указывает производитель: полная экологичность, сопоставимая с электромобилями, и при этом время заправки, сопоставимое с «обычным» бензиновым авто. Минус тоже очевиден: заведомое усложнение конструкции и малое количество заправочных станций.
Чисто интуитивно, идея и концепция электромобиля мне нравится больше: аккумулятор и бесколлекторный мотор позволяют сделать автомобиль очень простым, с минимальным числом движущихся частей. Здесь же мы видим явно усложненную конструкцию с гипотетически небезопасными компонентами (все помнят Гинденбург?). С другой стороны, технологию, позволяющую зарядить аккумулятор за 5 минут, мы в ближайшее время вряд ли увидим, так что водородные авто явно займут свою нишу, там где нужна быстрая перезаправка. Ну и в целом, я таки-надеюсь дожить до момента, когда воздух в городах станет чистым (хотя есть сомнения, особенно применительно к России), и новый тип экологичных автомобилей — это еще один шаг к этому.
Наконец, цена вопроса. Цена Toyota Mirai составляет 58,325$ в США и 66,000€ в Европе. Недешево, но с другой стороны, вполне сопоставимо с другими авто премиум-класса. Всего за 2015 год Toyota планирует выпустить 700 авто, и 2000 штук за 2016 год.
PS: Если кому интересно, видео (на английском) и немножко ссылок:
www.youtube.com/watch?v=hTmL5YPU0ek
ssl.toyota.com/mirai/fcv.html
blog.toyota.co.uk/mirai-launch-the-future-arrives-in-hamburg
europe.autonews.com/article/20151016/ANE/151019907/toyota-targets-mirai-fuel-cell-car-at-germany-uk
PPS: Вся собранная выше информация была найдена в открытых источниках, 100% достоверность не гарантируется. Если есть какие-то неточности, пишите, исправлю.
habr.com
Новый автомобиль Toyota Mirai, работающий на водороде :: Инфониак
Технологии Представьте, что вместо того, чтобы выбрасывать вредную смесь двуокиси углерода, окиси углерода, углеводородов, бензола и различных твердых частиц, выхлопная труба Вашего автомобиля испускает только воду.
Это может звучать как научно-фантастический рассказ, но на самом деле является реальным новым автомобилем под названием Toyota Mirai, который появится на улицах уже в этом году.
Авто на водороде
В то время, как мы привыкли заполнять бензином или дизельным топливом свой автомобиль, новое «японское чудо» – Мирай – работает на наиболее распространенном элементе во вселенной — водороде.
Газообразный водород заправляют в бак автомобиля так же, как и бензин, а затем особый топливный элемент, производящий химическую реакцию за счет водорода и кислорода, преобразует электроэнергию, которая и является движущей силой машины. Что удивительно: единственным побочным продуктом этого процесса является вода.
Несомненно, Вы уже слышали про электромобили, которые далеко не могут уехать без подзарядки, а их максимальная скорость варьируется в пределах 70 км/ч. Однако Мирай на альтернативном виде топлива вне конкуренции.
Этот автомобиль может разогнаться до 179 км/ч, причем до 100 км/ч машина разгоняется за 9.6 секунд и, самое главное, она способна проехать без дополнительной дозаправки 482 км. Ультрасовременные баки из углеродного волокна заполняются примерно за десять минут.
Читайте также: Автомобиль с ядерным двигателем: 8 грамм тория на миллионы километров
При упоминании водорода в качестве топлива некоторые люди могут вспомнить о немецком дирижабле Гинденбурга, который сгорел над штатом Нью-Джерси, США в 1937 году.
Однако конструкторы Toyota Mirai заверяют, что на данном автомобиле такая ситуация сведена на «нет» благодаря
В целом авто имеет амбиции покорить весь мир. Но компании Toyota нужно спешить, ибо в следующем году Honda, Ford и Nissan планируют выпустить на рынок автомобили с похожими технологиями.
Если бы все автомобили ездили на водороде, то воздух в наших городах был бы намного чище. К тому же всем известен факт, что нефть на планете заканчивается, а, следовательно, рано или поздно бензин будет стоить безумно дорого (хотя и сейчас это уже не дешевое удовольствие).
Получается, что если все люди пересядут на такие автомобили, то человечество может сделать шаг к избавлению от проблем, связанных с загрязнениями окружающей среды.
Недостатки автомобиля на водороде
Но, конечно же, не все так радужно, как хотелось бы. Существуют серьезные проблемы, которые могут стать камнем преткновения на пути к альтернативе бензиновых двигателей.
1. В настоящее время автомобили на водороде очень дорогие. Мирай, четырехдверный седан, должен поступить в продажу за 99 700 долларов. В то время как стоимость автомобиля с бензиновым двигателем такого же класса составляет приблизительно 30 000 долларов.
2. Следующая проблема — это заправка автомобиля будущего. Вам нужно будет найти ближайшую водородную заправочную станцию, чтобы ехать после того, как бак опустеет, а в настоящее время таких АЗС единицы в некоторых европейских странах и США, в то время как в большинстве стран водородных АЗС вообще нет. Предположительно к 2020 году количество водородных заправочных станций увеличат в разы, но и этого будет
3. Заправка полного бака Toyota Mirai будет стоить около 103 доллара, что примерно в два раза больше, чем заправить автомобиль на бензиновом двигателе того же класса, который проезжает те же 482 км.
Субсидии для авто на водороде
Конечно, вопросы стоимости инфраструктуры могут быть частично решены правительствами, которые в состоянии создать стимулы: предоставлять покупателям различные скидки или даже обеспечивать людей заправкой водородом бесплатно.
Это уже происходит в Японии – в стране, где беспокоятся о своей энергетической безопасности (особенно после ядерной катастрофы на Фукусиме).
Правительство Японии очень помогает населению субсидиями на покупку водородных автомобилей (сумма субсидии составляет почти 27 000 долларов) в рамках программы, для которой выделят 400 млн. долларов из государственного бюджета.
С помощью данной программы планируется помочь населению Японии закупить 6 000 частных транспортных средств, работающих на водороде.
Между тем в США комитет энергетики штата Калифорния пообещал 205 млн. долларов для обеспечения почти 70 АЗС водородным топливом к концу следующего года. В Калифорнии также выплачивают 12 000 долларов тем, кто покупает автомобили на водороде.
А вот в Великобритании такие автомобили будут стоить дороже, по той простой причине, что технологические компании, как правило, «раздувают» там цены. На туманном Альбионе люди готовы платить за такой товар традиционно больше, нежели жители других продвинутых стран.
Британское правительство, со своей стороны, пообещало 17 млн. долларов для постройки еще 15 водородных станций на Юго-Востоке страны.
Производство водорода
Еще одной проблемой таких машин является производство водорода, так как это довольно проблематичное мероприятие.
Наиболее распространенный метод называется паровой реформинг. Он заключается в том, что пар смешивается с природным газом, затем нагревается до определенной температуры с последующим добавлением катализатора, такого как никель, в результате чего получается водород и моноксид углерода (ядовитый газ). Около 95 % водорода в мире производится этим путем.
К сожалению, это не экологически чистый процесс, потому что результатом являются и побочные продукты. Таким образом, хотя сам по себе водород в автомобиле не загрязняет окружающую среду, производство данного топлива будет загрязнять наш с Вами воздух.
В результате даже защитники автомобилей на водородном топливе признаются, что производство водорода будет загрязнять окружающую среду в лучшем случае как автомобили на бензиновых двигателях, а в худшем – значительно больше.
Ученые сейчас разрабатывают «зеленые методы» производства водорода, такие как извлечение водорода из кукурузной шелухи или использование ветряных турбин для питания электролиза воды.
В настоящее время не было придумано экологически чистых и достаточно эффективных методов производства водородного топлива для каждодневной заправки миллионов автомобилей.
Конечно же, поклонники автомобилей, работающих на водородном топливе, непреклонны: они уверены, что мы должны продвигаться вперед, ибо наше будущее зависит от работы автотранспорта, который не будет причинять ущерб нашей планете.
Проблемы водородных автомобилей
Компания Toyota утверждает, что Mirai выделяет всего 100 мл воды на примерно 2 км пути. Подсчитано, что, например, в Великобритании все автомобили проезжают около 488 млрд. км в год. Это означает, что если бы каждый автомобиль был бы Toyota Mirai, то утечка от всех автомобилей составила бы 3 млрд. л воды и водяного пара каждый год.
Читайте также: Автомобили на водородном топливе – будущее становится ближе
Для сравнения: такого огромного количества воды хватило бы, чтобы заполнить около 12 000 плавательных бассейнов, предназначенных для проведения олимпийских игр.
Конечно, вода сама по себе является безобидной для нас всех субстанцией, но только не для наших дорог во время морозов. Представьте себе автомагистраль с интенсивным движением в середине зимы, и с каждого транспортного средства выливается 1 литр воды каждые 20 км. Ведь вся эта вода превратится в каток в считанные минуты. А если вода выбрасывается в виде пара, то предсказуемый результат — туман.
По сообщениям, в городе Рейкьявик, Исландия, пассажиры автобусов на водородном топливе тревожатся о количестве водяного пара, который выходит только из одного автобуса из множества.
Таким образом, хотя водородные автомобили имеют массу преимуществ (например, беззвучность и экологичность), существует много проблем с ними, которые требуют решения, иначе такие машины будут не востребованы.
Возможно, водородные топливные элементы станут успешно использоваться, например, вилочными погрузчиками, работающими в закрытых помещениях, где бензиновый или дизельный дым особенно нежелательны.
Так что еще предстоит выяснить, будем ли мы все наслаждаться водородными семейными автомобилями в следующем десятилетии или нет…
Автомобиль на воде (видео)
www.infoniac.ru
Toyota Mirai — серийный автомобиль на водороде
Ноябрь 2013 года был ознаменован тем, что концерн «Toyota» представил на всеобщее обозрение новый автомобиль – презентабельный седан, который первым был разработан компанией как гибридное водородное авто на топливных элементах.
Презентация проводилась в одном из крупнейших автосалонов Токио, где президентом компании было объявлено название оригинального изобретения, «Toyota Mirai», а также были озвучены планы концерна на ближайшее будущее.
Параметры водородного автомобиля от Тойоты
В основу новой модели была взята «Toyota FCV». При этом основные системы и агрегаты качественно усовершенствовали и модернизировали, создав обособленный шедевр автомобильного производства. Оптимальный клиренс в 130 мм, уютные пропорции четырехместного седана и передний привод довершает базовая комплектация с легкосплавными дисками R17 и уникальной гибридной установкой FCA110.
Именно эта установка позволяет автомобилю производить действия и выполнять свои функции при помощи водородных топливных элементов – при химической реакции между кислородом и водородом, и выработанной вследствие этого электроэнергии.
Процесс горения при этом не происходит, а преобразование водорода в электрический ток осуществляется с максимальным КПД в 83% (это при среднем показателе КПД двигателей автомобилей «Toyota» — 23%).
Электродвигатель новой Toyota Mirai обладает максимальной мощностью в 154 лошадиные силы или 113 киловатт. Вырабатываемое при помощи топливных элементов электричество проходит через специальный повышающий преобразователь. Далее происходит преобразование постоянного тока в переменный, увеличивая напряжение до 650 вольт.
Toyota Mirai — безопасность на дороге и в атмосфере
О преимуществах нового автомобиля можно говорить достаточно долго. Особенно уверенно и выигрышно они выглядят в сравнении с любыми современными транспортными средствами, оснащенными двигателями внутреннего сгорания или гибридами. Основными достоинствами «Toyota Mirai» можно считать следующие:
- Быстрая заправка – не более чем три минуты уходят на заправку двух резервуаров;
- Нулевые выбросы вредных веществ в атмосферу;
- Запас хода на одной заправке (одного бака хватит на 650 км).
Даже в сравнении с электромобилями Mirai – более успешный агрегат, учитывая хотя бы то, что электромобили заряжаются несколько часов и проехать на одной подзарядке могут гораздо меньшее расстояние.
Серийные автомобили на водороде в Японии и мире
Стоимость водородных автомобилей нового поколения по приблизительным расчетам будет колебаться в пределах 57-70 тысяч долларов. Toyota Mirai поступит в «ин трейд» уже в декабре 2014 года (для автомобильного рынка Японии), а в странах Европы и Соединенных Штатах продажи водородной Тойоты стартуют в 2015 году.
Еще одним не до конца решенным вопросом остается проблема заправки водородных автомобилей при их массовой продаже. В некоторых странах водородные заправочные станции уже начинают появляться, однако широкого развития пока не наблюдается.
Например, по всей Европе таких заправок всего 82, в Америке – 124, в Китае можно насчитать 23 водородные заправочные станции.
Кстати, еще один японский производитель заявил на днях, что пускает в серию свой водородный автомобиль — Honda FCV (первый прототип Honda FCX Clarity был выпущен еще в 1999 году) и в 2016 новая Fuel Cell eXperimental Хонда будет продаваться в Японии, Европе и США.
www.sciencedebate2008.com
Водородный двигатель, «Тойота». Toyota Mirai с водородным двигателем
На сегодняшний день практически все мировые автопроизводители ведут активные разработки машин, работающих на экологически чистом виде топлива. Специалисты говорят, что уже через 15-20 лет мир полностью перейдет на такой вид транспорта. Пока лидерство в этом деле сохраняет компания «Тойота». После выпуска знаменитого «Примуса» японцы решили пойти дальше и разработать еще один экологически чистый автомобиль — Toyota Mirai с водородным двигателем. В сегодняшней статье мы рассмотрим все особенности данной новинки, а также перечислим все преимущества и недостатки использования водородных машин.
Характеристика
«Тойота Мирай» — это один из первых седанов японского производства, который компания решила выпускать в серийном масштабе. Кстати, решение назвать данную модель Mirai было вполне оправданным, ведь в переводе с японского это слово означает «Чистое будущее».
Производитель утверждает, что первая серийная водородная Toyota отличится от своих аналогов большим запасом хода, который составит 480 километров. Этого вполне хватит как для повседневной эксплуатации в черте города, так и для семейных путешествий на большие расстояния. Но что касается дальних поездок, пока совершить их на таком авто не удастся. И здесь вопрос не в надежности конструкции (как всегда, японцы сделали машину качественно и «на века»), а в отсутствии нужных АЗС. Но об этом мы поговорим несколько позже.Интересный факт
Стоит отметить, что «Мирай» не самый первый в мире автомобиль с водородным двигателем. «Тойота» занимается разработкой гибридных моделей авто начиная с 1997 года. Именно тогда мировая публика увидела первый автомобиль с водородным двигателем в виде концепт-внедорожника модели FCHV. Однако запускать его в масштабное серийное производство японцы так и не решились. Чаще всего данный джип можно было встретить в госучреждениях и организациях, которые занимались тестированием данного вида транспорта. Кстати, водородный двигатель объединяет BMW и Toyota. Немцы заключили контракт с японскими инженерами и до 2020 года планируют создать новый экологически чистый седан BMW Hydrogen 7-й серии.
Плюсы водородного автомобиля
Для начала о преимуществах. Начнем с того, что двигатель на водородном топливе не выделяет никаких загрязняющих веществ, в отличие от дизеля и бензина. Стоит отметить и низкую себестоимость эксплуатации данного вида транспорта. Само топливо (водород) можно получать как в малых, так и крупных масштабах. Это позволит значительно стабилизировать ситуацию с постоянно меняющимися ценами на горючее и более рационально распределять энергетические ресурсы в мире.
Какие имеет минусы двигатель на водородном топливе?
Теперь поговорим о недостатках. Основной минус данного вида транспорта заключается в том, что водородный двигатель («Тойота FCV» в том числе) более взрывоопасен, чем классические дизельные и бензиновые аналоги. Это объясняется особым химическим составом водорода. Кстати, кроме взрывоопасности он отличается высокой летучестью. Эта характеристика значительно усложняет транспортировку и заправку автомобилей водородом. Также эксперты говорят, что обслуживание подобной установки будет более затратным, чем например ремонт дизельного ДВС (в силу малого количества работников, знающих толк в данной сфере). Ну и, конечно же, отсутствие водородных заправочных станций. В мире таких лишь единицы, потому использовать сейчас такие автомобили весьма трудно (тем более что заправить такую машину можно только при помощи специального оборудования).
Вопросы снабжения
Основная проблема водородных авто – отсутствие АЗС, на которых их можно было бы заправлять. Именно поэтому миру более актуальны электрокары, так как они заряжаются от обыкновенной розетки и даже на ходу, если на крыше есть солнечная батарея. Но производство водородных станций уже набирает темпы. Уже известно о планах строительства 20 таких АЗС в Калифорнии. Если продажи будут расти, количество заправок увеличат вдвое. Кстати, этот штат был выбран неспроста – именно в Калифорнии начнутся старты продаж водородных «Тойот». Но о продажах мы поговорим в конце статьи, а пока давайте рассмотрим экстерьер новинки.
Дизайн
Внешний облик новой «Тойоты Мирай» весьма впечатляющий. Сразу в глаза бросается массивный агрессивный «передок» с суровым широким бампером и раскосыми фарами. Решетка радиатора – это, пожалуй, самый мелкий и незначительный элемент в экстерьере.
Но даже на таком маленьком кусочке пластика японцам удалось разместить свою фирменную эмблему, выполненную в хромированном стиле. Машина имеет хорошую площадь остекления. Особенно это касается лобового стекла. Водитель не будет чувствовать «мертвых зон», так как все события вокруг видны теперь как на ладони. Кузов имеет как угловатые, так и сглаженные, аэродинамические черты. Все это делает внешний облик седана очень свежим, современным и уникальным.Интерьер
Внутренняя часть автомобиля словно часть космического корабля – масса кнопок, экранов, датчиков и всякой другой всячины. Что интересно, японцы не решились тратить деньги на разработку двух вариантов компоновки интерьера – для европейского и для внутреннего рынка. Проблему с перестановкой руля они решили очень просто, разместив все важные информационные приборы посредине торпеды.
Сама панель размещена впритык к лобовому стеклу и растянута по всей его ширине. Дальше от нее размещен массивный бортовой компьютер, который оснащен встроенной функцией навигатора. Ниже него есть еще один дисплей. А разделяют их два широких воздуховода. Такие же дублируются по бокам у зеркал, только с хромированной окантовкой в углу. Рулевое колесо тоже оснащено кнопками дистанционного управления. Ручки КПП в салоне нет – вероятнее всего, используется вариатор или АКПП. Динамики размещены в дверях, также как и кнопки управления электростеклоподъемниками. Рулевое колесо имеет удобный хват. В целом, компоновка салона очень эргономичная. И даже невзирая на массу кнопок (тем более что половина из них сенсорные), он не перегружен лишними элементами и в некоторой степени кажется аскетичным.Технические характеристики
«Тойота» выпустила машину с водородным двигателем, имеющим большой запас мощности. Силовая установка, по словам производителей, будет иметь 153 лошадиные силы, чего вполне достаточно как для автомобиля такого класса. О других двигателях японцы не говорят, и, скорее всего, на рынок выйдет только одна модификация новинки со 153-сильным экологически чистым агрегатом. Водородный двигатель («Тойота Мирай» 2015 года выпуска) работает на специальных топливных ячейках. Внутри последней происходит реакция, в которой принимают участие водород и кислород. В результате химического взаимодействия вырабатывается мощная энергия, которая питает электромотор.
Динамика и затраты эксплуатации
Производитель говорит, что по динамическим характеристикам Toyota с водородным двигателем ничем не отличается от своих бензиновых аналогов. Разгон с нуля до «сотни» оценивается в 9 секунд. При этом инженеры отмечают низкую себестоимость поездок.
Цена заправки бака за 1 километр составит всего 10 центов. Таким образом, чтобы проехать машине сотню километров, нужно потратить всего 10 долларов. А заправить авто можно всего за 5 минут.Как работает двигатель на водороде?
Наверняка каждый из нас задумывался о принципе действия данного агрегата. Что же, давайте рассмотрим, как работает водородный двигатель на самом деле.
Основной движущей силой данных машин является электрохимический генератор (некий топливный элемент). У японцев он называется FC Stack. Внутри электрохимического генератора происходит реакция, в результате которой происходит окисление водорода. Именно в этот период вырабатывается нужная энергия, которая потом перенаправляется в компактный аккумулятор. Последний выполняет функцию питания электродвигателя, который и приводит машину в действие. В каком виде вырабатывает отходы водородный двигатель? «Тойота Мирай» не зря называется экологически чистой машиной, так как из ее выхлопной трубы исходят вовсе не ядовитые газы, а обыкновенная вода.
Все это очень хорошо, однако есть сила, препятствующая развитию данного вида транспорта. Основная проблема заключается в том, что процессы изготовления топлива для водородных авто на данный момент недостаточно развиты и требуют больших денежных затрат. Тем более что при создании водорода задействуются такие компоненты, как уголь и метан. Они очень сильно загрязняют атмосферу, а потому смысла в использовании таких двигателей ради «сохранения окружающей среды» нет. Конечно, отходов от сгорания данного топлива нет (чистая вода), но чтобы его приготовить, нужно значительно испортить атмосферу грязными выбросами. Поэтому все больше специалистов ищут замену теперешним ДВС в солнечных батареях.
Кстати, водород не относится к какому-либо уникальному виду топлива, который может использоваться только на одном типе двигателей. Исследования показали, что этот продукт вполне реально применять и на классических моторах с внутренним сгоранием. Однако после такой реакции есть последствия. Дело в том, что водород при сгорании в ДВС выделяет лишь 1/3 от той энергии, которую он произвел бы на специализированном агрегате. Правда, инженерам удалось исправить этот недостаток. Благодаря измененной системе зажигания КПД таких двигателей не снижается, а, напротив, увеличивается почти в 1,5 раза от обычного, что делает эксплуатацию этого топлива более благоприятной и разумной с экологической и финансовой точки зрения.
Но все же неприятности были подмечены не только в области КПД. И если коэффициент полезного действия инженерам удалось увеличить методом усовершенствования системы зажигания, то с такими проблемами, как высокая температура горения в камере, прогар поршней и клапанов, они справиться не в силах. Кстати, при длительной работе водород способен вступать в реакцию с другими составляющими мотора, в том числе и со смазкой. А без нее двигатель очень быстро изнашивается. Кроме этого, водород в силу своей летучести может проникать в выпускной коллектор и там воспламеняться. Что касается роторных ДВС, они в силу простой конструкции и большого расстояния между коллекторами являются более благоприятными для использования подобного топлива в качестве основного. На этом вопрос, как работает водородный двигатель, можно считать закрытым.
О стоимости
По словам производителя, старт продаж автомобилей «Тойота Мирай» состоится весной 2015 года. Сначала новинка будет доступна только на внутреннем рынке, а уже летом она появится на европейском и американском рынках. Стартовая цена водородной «Тойоты» составляет 57,5 тысячи долларов. Кроме этого, компания предлагает приобрести данное авто в кредит с ежемесячной оплатой в 500 долларов США. Бонусом станет возможность бесплатной заправки автомобиля в течение года на АЗС Калифорнии.
Пока у японской «Тойоты» нет конкурентов среди водородных автомобилей. По крайнее мерее, так будет до 2016 года. Дело в том, что в марте 2016-го на рынок выходит новый водородный автомобиль Honda FCV. Но насколько популярным она будет, мы прогнозировать не станем, а пока дождемся старта продаж новой «Тойоты Мирай».
Заключение
Итак, мы выяснили, почему он такой особенный и как работает водородный двигатель. «Тойота» — один из первых автопроизводителей, который всерьез задумывается запустить в массовое производство свой «экологически чистый продукт». Правда, пока не будет решена проблема с заправочными станциями и более дешевым способом получения водорода, компанию вряд ли ждет большой успех в сфере продажи подобных машин.
fb.ru
Водородный автомобиль Toyota Mirai проезжает более 500 км на одной заправке / Habr
Фото Toyota
Глава североамериканского подразделения компании Toyota Джим Ленц (Jim Lentz) объявил, что первый водородный серийный автомобиль его компании Mirai способен преодолеть расстояние в 312 миль (примерно 502 км), единожды заполнив топливный бак водородом. В пересчёте на литры этот показатель выглядит таким образом: 1 галлон водорода (около 3.8 литра) затрачивается гибридной установкой машины на расстояние, составляющее примерно 67 миль (это около 107 км).
Этот расход водорода на самом деле имеет важное значение по двум причинам. С одной стороны, он важен для обычных покупателей машины, которым, вероятно, будет приятно осознавать возможности своего автомобиля, который к тому же использует дешёвый и действительно экологичный вид топлива.С другой стороны, за показателем расхода топлива в автомобилях в Америке пристально следит государственная организация «Агентство по охране окружающей среды США» (United States Environmental Protection Agency, EPA), которая контролирует количество вредных выбросов в атмосферу, создаваемого автомобильным транспортом. В 2013 году чиновники наложили штрафы в размере $210 миллионов для Hyundai и $185 миллионов для Kia за то, что южнокорейские автокомпании намеренно занизили показатели расхода горючего в продаваемых автомобилях. Около 900 тысяч автомобилей Hyindai и Kia были проданы в США за два года с заведомо неверным показателем расхода топлива, который был занижен на 3% (0.3–0.5 литра бензина). В случае же с Toyota Mirai, очевидно, вопросов у чиновников быть не может.
О начале продаж Mirai в Японии стало известно в конце прошлого года. Машина на своей родине стоит примерно $61 100, при этом из-за экологичности автомобиля правительство страны субсидирует покупку суммой в около $17 000. Электромотор Mirai мощностью в 151 л. с. получает энергию от конвертера, исходным веществом которого является водород, хранящийся в двух баках из углеродного волокна под давлением в 70 МПа. В них содержится 5 кг сжиженного водорода(это 170 литров). Toyota рекламирует автомобиль довольно специфичным образом: в видеороликах утверждается, что водород — самый широко распространённый химический элемент Вселенной и его так много, что его можно получать даже из навоза. Видео с рекламой имеет прямолинейное название «Fueled by bullsh*t» и посмотреть его можно ниже:
habr.com
Тест-драйв Toyota Mirai: водородящий — Автоцентр.ua
Раньше не доводилось бывать в Гамбурге. И выбор именно этого места для теста казался странным. Ведь на роль автомобильного сердца Германии всегда претендовали Мюнхен, Штутгарт, ну, в крайнем случае, Франфурт. А тут – Гамбург! Оказалось, что крупный портовой город в качестве теста серийного водородного автомобиля был выбран не случайно. Именно этот город – негласная столица зелёных технологий Германии. Здесь масса решений направлена не только на поддержание чистоты и порядка, но и рационального использования ресурсов. Даже таких, как ветер. Десятки мощнейших ветрогенераторов расположены в полях и даже прямо в водах Эльбы.
Общественный транспорт в городе переведен на электричество, а программа внедрения автобусов на топливных элементах уже стала буднями. Именно поэтому в городе уже сейчас существует своя сеть водородных автозаправок. К слову, водород для них добывается путем электролиза (расщепления воды на кислород и водород под воздействием электрического тока) прямо в центре города, где расположен небольшой водородный «заводик».
Но вернемся к виновнику поездки. К показу своего электромобиля на топливных элементах Toyota шла, методично развивая экологические технологии. От первого поколения модели Prius с гибридной силовой установкой в далеком 1997 году до нынешней Mirai, которая, несомненно, является воплощением автомобильного будущего компании. К слову, Mirai по-японски как раз и значит – будущее. А уж то, что развитие таких технологий признано рынком, оспаривать было бы сложно. Одних только гибридов Toyota продала уже более 8 миллионов штук!
И вот я стою рядом с серийным образцом электромобиля на водороде. Источником энергии для электромотора в этом автомобиле является не заряд батареи, а топливные элементы. В них водород и кислород вступают в реакцию, при которой выделяется электроэнергия. Отходом такой реакции является обыкновенная вода.
Серийным производство Mirai пока можно назвать с натяжкой. Машина производится на той же ленте конвейера в японском Motomachi, Toyota City, где производился суперкар Lexus LF-A. То есть, речь о высокоточном и технологичном, но мелкосерийном производстве. Сейчас мощность производства Mirai составляет порядка 700 авто в год. Но уже к 2017 году планируется довести его до 3000 авто/год. Такой малый тираж отчасти объясняет и высокую стоимость машины. Так в Европе один Mirai обойдется порядка 66 000 евро. Это без учета государственной поддержки и компенсации. В США при поддержке правительства, к примеру, стоимость Mirai составляет куда более скромные $45 000. Но и европейская цена не так уж страшна, если учесть, что авто будет не просто продаваться, а передаваться в 4-летний лизинг с месячным взносом в Британии 600-700 фунтов, в Дании 1050 евро, а в Германии 1200 евро.
Логичен вопрос, почему именно сейчас Toyota решилась вывести на европейский рынок такую модель? Неужели на фоне фатального пике крупнейшего европейского концерна с его дизельгейтом? Оказалось, что эта шумиха стала лишь «приятной неожиданностью» для японского концерна, давно соперничающего с VW за мировое господство. Настоящей причиной стало межгосударственное соглашение о стандартизации заправки водородного транспорта. Иными словами, теперь все водородные заправки в мире будут оснащены универсальными заправочными пистолетами, системы хранения водорода получат стандартизированные параметры, а машины – одинаковые заправочные горловины.
Интересно почему у Mirai, так скажем, специфический дизайн? Ответов сразу несколько. Во-первых, восточное и европейское представление о красоте всегда отличалось. Во-вторых, главной задачей внешности Mirai было подчеркнуть то, что это совершенно особенный, не похожий на все остальные автомобиль. А в-третьих, дизайн был вторичным от компоновки. Ведь важно было суметь уместить силовую установку электромобиля в габариты среднеразмерного седана. Ведь длина Toyota Mirai – 4,89 метра, что практически как у Toyota Camry.
Прогресс в разработке и развитии топливных элементов очень впечатляет. За 7 лет FCV блок уменьшился в размере на 58%, стал легче почти в половину (56 вместо 108 кг) при этом добавил в мощности 26%. А удельная мощность улучшилась в 2,2 раза
Если вы боитесь за надёжность водородного бака, то знайте, что испытывали их безжалостно. Что только не творили. Их роняли, били на краштестах с усилием 150 тонн, проверяли двойным давлением закачки и даже стреляли в них из винтовки
Хоть ДВС и нету, но подкапотное пространство занято. Там находится блок управления электропотоками и блок силовой электроники
После недолгих смотрин под холодным гамбургским дождем сажусь за руль. И хотя необычного в Mirai всего и много, но по салону этого не скажешь. Немного вычурный дизайн – вот, пожалуй, и все. Даже необычный алгоритм селектора АКП не нов. Такой же точно у Prius. Так что, включаю Drive и поехали.
В управлении машина не отличается от гибридов Toyota и Lexus. Такой же безмолвный старт, та же вялость педали тормоза на малых ходах. Ведь сначала подключается рекуперация, и лишь потом прихватывают колодки. Тяга нормальная. Хотя технические характеристики Mіrai не так чтоб впечатляли, но для будней их, что называется – за глаза. Сначала казалось, что 155 лошадей и максимальная скорость под 190 км/ч на автобанах будут скромноваты для авто массой под две тонны. Но об этом быстро забываешь. По трассе машина идёт 150-170 км/ч, оставляя запас тяги под ногой. Надо ли больше? Точно не в этот день с проливным дождем. При маневрах не чувствуется что машина тяжелая.
На ходу рассеивается внимание при взгляде на панель приборов. Возможно это дело привычки, но цифр и значков многовато. Да и удобство центральной консоли с мелкими кнопками оставляет желать лучшего. Хотя на вид – очень даже по передовому
Система регулировки температуры в климат-контроле позаимствована у Lexus IS. Достаточно как в смартфоне провести пальцем по сенсорной полосе и настройка климата меняется
В управлении Mirai пожалуй даже более приятна и проворна чем аналогичная по габаритам Camry. Снаряженная масса немала – 1850 кг. Однако при манёврах этого не особо ощущаешь, ведь за счёт низкого центра тяжести авто очень устойчивое. Бак, аккумуляторы расположены не высоко. Хотя никель-магниевая батарея расположена не так уж низко – за спинкой заднего сиденья.
Кстати, сами заждние сиденья разделены высоким подлокотником с большой нишей внутри. Так что Mirai – сугубо четырехместный.
Самыми ярким впечатлением должен был стать процесс заправки авто. Прямо в городе возле дороги буднично стоит заправочный комплекс. Пожалуй, лишь надпись «h3» выдает в нем «общепит» для автомобилей будущего. Процесс оплаты автоматизирован. Деньги считываются со специальной карты, которая так же является и ключом доступа к заправочному терминалу. Выбираешь колонку, давление (350 или 700 атмосфер) и все.
Потом подгоняешь авто к колонке, включаешь штуцер в разъем на авто и нажимаешь зеленую кнопку. Система сама определяет свободный объём в баке и дозаправляет авто. На все про все пару минут. Не дольше чем на обычной заправке. В этом, пожалуй, одно из ключевых преимуществ перед обычным электромобилем. А что до цены, то здесь я особой выгоды не нашел. Цена килограмма водорода составляет 9,5 евро. На сто км используется 0,76 кг водорода. Если пересчитать это на расход, то сумма вполне сопоставима с тратами на авто с обычным ДВС и ощутимо больше, чем на простом электромобиле и даже плагин гибриде. Так что в этом направлении еще есть, над чем работать.
Относительно инфраструктуры есть вполне определённые планы. В Германии планируется построить вдобавок к нескольким заправкам в Гамбурге сеть из 50 станций. А к 2023 году довести их число до 400. В Британии планы скромнее. 15 сразу и 65 к 2020. Третья страна в этой водородной обойме – Дания, которая берётся создать в ближайшее время 12 заправок. Естественно, что все это делается с правительственной поддержкой. В ближайшие 6 лет планируют инвестировать 650 миллионов евро.
После пройденной на тесте сотни километров пробуем сбросить накопившуюся воду. По идее было выработано около 7 л. Большая часть вышла паром. Но часть накапливается в отдельном резервуаре и ее можно удалить принудительно, нажав кнопку h3O слева от рулевой колонки.
Когда сливали остаток воды, ее вытекло не так уж много – максимум до литра, а потом пошёл пар. Вода имеет выраженный синтетический запах, будто кипяток залили в пластиковую ёмкость. Хотя в процессе реакции и выделяется идеально чистая вода. Запах появляется от пластиковых трубопроводов.
В итоге подходить к Mirai с мерками обычного седана было бы не только не разумно, но и даже смешно. Ведь сам факт создания серийной машины с водородным источником питания – уже огромный прорыв. А то, что вместо SUV (как на прототипах) использовали форм-фактор седана, только добавляет славы и почета разработчикам, ведь кузов седана более сложен для размещения всех элементов системы. Инженеры сами себе бросили серьёзный вызов и сами же его успешно преодолели.
Багажник небольшой. Как в хетчбеке C-класса. И трансформации его не предусмотрено, ведь за спинкой сиденья расположены один из баков и аккумуляторы
Пожалуй, короткая встреча с «будущим» оказалась не такой уж яркой, как я ожидал. Это можно сравнить не с путешествием сквозь время на десятилетия вперед, а на пробуждение новым утром. Mirai – это будущее, которое стоит на пороге. Оно не идеальное, но более чем реальное.
Резюме
Кузов и комфорт | |
| Очень тихо работает электромотор и шумоизоляция от внешних шумов тоже на высоте. Много места для ног задних пассажиров, хотя их и только двое. В стандартном оснащении есть обогрев рулевого колеса. | Небольшой багажник и отсутствие возможности его трансформировать. Комбинация приборов очень насыщена информацией.
|
Силовой агрегат и динамика | |
| Полнейшая экологичность силовой установки. Быстрая заправка заметно практичнее чем у электромобиля. Постоянный запас тяги. Запас хода как у обычного авто с ДВС. | Разгон «среднестатистический»
|
Финансы и оснащение | |
| На свои 66 000 евро Mirai оснащен хорошо, как по системам активной безопасности, так и сервисным опциям. | Стоимость 100 км пробега сравнима с ценой езды на обычным авто с бензиновым ДВС. |
| Toyota Mirai | ||
Общие данные | ||
| Тип кузова | седан | |
| Дверей/мест | 4/4 | |
| Габариты Д/Ш/В, мм | 4890/1815/1535 | |
| База, мм | 2780 | |
| Колея передняя/задняя, мм | 1535/1545 | |
| Клиренс, мм | 130 | |
| Масса снаряженная/полная, кг | 1850/2180 | |
| Объем багажника, л | 361 | |
| Объем бака, л | 5 | |
Двигатель | ||
| Тип | синхронный, перемен. тока, с постоян. магнитом | |
| Мощность, кВт (л.с.)/об/мин | 114(155) | |
| Макс. кр. мом., Нм/об/мин | 335 | |
| Аккумулятор сил. уст-ки | никель-металлгидридный | |
Трансмиссия | ||
| Тип привода | передний | |
| КП | E-CVT | |
Ходовая часть | ||
| Тормоза передние/задние | диск. вент./диск.
| |
| Подвеска передняя/задняя | независ./полузавис.с. | |
| Усилитель | электро | |
| Шины | 215/55 R17 | |
Эксплуатационные показатели | ||
| Максимальная скорость, км/ч | 178 | |
| Разгон 0–100 км/ч, с | 9,6 | |
| Расх. трасса–город, кг/100 км | 0,76 | |
| Гарантия, лет/км | 5/100 000 | |
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.autocentre.ua
Водородные технологии Toyota
Тойота: шаг в водородное будущее.
Когда мы говорим о водородных автомобилях, то сразу думаем о Toyota Mirai. Эта модель автомобиля идеально подходит на роль серийного первооткрывателя на современном авторынке. Но эта машина не отражает истинную приверженность компании Toyota водородным технологиям. Toyota развивает водородные технологии не только для легковых машин. Например, прямо сейчас японцы разрабатывают водородные технологии для грузовых автомобилей и не только.
Toyota хочет быть лидером в области электромобильности и экологических решений в автомобильной промышленности. Использование водорода является способом сделать автотранспорт с нулевым уровнем вредных выбросов. Также водородные технологии позволяют сделать процесс эксплуатации водородной машины совместимым с сегодняшними привычками водителей, пользующихся обычными автомобилями. Кроме того, использование водорода в автомобилях позволяет широко применять возобновляемые источники энергии и экологически чистые технологии.
Напомним, что Toyota в водородном автомобиле Mirai использует водород не для питания двигателя внутреннего сгорания, а для подзарядки встроенного в машину аккумулятора, который, в свою очередь, питает электродвигатель.
Эта технология более перспективна, чем использование водорода для питания традиционного двигателя внутреннего сгорания.
Использование аккумулятора, питающегося от водорода, позволяет внедрять подобную технологию практически в любое транспортное средство, начиная от мини-автомобиля и заканчивая огромными грузовиками, автобусами … и даже луноходами.
Водород эффективно ограничивает в городах загрязнение воздуха. Он также является отличным энергоносителем, например в производственных цехах, где работают транспортные грузовики.
Известно, что получение водорода не является сложной задачей, но требует много энергии. Toyota не просто первый в мире производитель серийных водородных автомобилей. Компания не ограничивается в этой сфере только созданием и продажами инновационных машин. Водородные технологии Toyota – это целая экосистема. Когда Toyota привезла модель Mirai в Канаду, вот что сказал представитель компании Мартин Гилберт:
«Вместе с продажей автомобилей Toyota Mirai мы хотим сделать Квебек (франкоязычная провинция на востоке Канады) мировым лидером в производстве водорода. Для нас важно, чтобы там, где мы продаем свои машины, было собственное производство водорода. Благодаря своим гидроэлектростанциям Квебек – отличное место для производства водорода путем электролизера. Таким образом, благодаря избыточной энергии в энергосистеме гидроэлектростанций можно получать возобновляемую энергию (водород), который будет храниться в форме экологического чистого топлива для водородных автомобилей».
Оказывается, потенциалом в производстве водорода обладает … Россия. Да-да, вы не ослышались. Именно Россия. В настоящее время в России производится не менее 2 млн тонн водорода – это побочный продукт на заводах по производству удобрений или на нефтеперерабатывающих заводах. Этим объемом водорода можно заправить более 10 млн автомобилей. Да, конечно, для того чтобы Россия стала мировым поставщиком водорода, необходимы огромные инвестиции и новые технологии, которые в условиях санкций являются большой роскошью.
Но инвестиции можно найти и внутри страны. К сожалению, без них никак. Ведь водород нужно очищать и правильно хранить.
Кстати, водород можно также добывать из угля. Технология газификации угля может сделать нас глобальным игроком на энергетическом рынке, «обойдя» этап рискованных атомных электростанций и энергии на основе нефти.
Так что у нашей страны есть потенциал стать мировым лидером по производству водорода.
Стоит отметить, что японская экономика уже переключается с атома на водород. В рамках этих мероприятий японцы импортируют водород из Австралии, где его получают из угля. Может быть, нашим властям пришла пора организовать переговоры с властями Японии с целью наладить поставки водорода в Страну восходящего солнца? Да и нам самим бы не прочь развивать водородные технологии, чтобы не отстать от других стран.
На сегодняшний день водородные технологии, разработанные компанией Toyota, признаны одними из самых безопасных в мире. Все технологии успешно прошли испытание временем на серийных автомобилях Toyota Mirai. В 2020 году уже дебютирует второе поколение Mirai с другим кузовом и миниатюрным приводом. Но главное – это увеличение запаса хода автомобиля на одном баке водорода, который должен составить до 1000 км!
Новое поколение Toyota Mirai может стать более массовым продуктом, чем сегодняшняя версия. Так, предполагаемый уровень производства новой модели должен составить 30 000 шт. в год.
С ростом же популярности водородных автомобилей цены на водород рано или поздно значительно упадут. Хотя уже сегодня водородная заправка в США стоит столько же, сколько езда на бензине. Также Toyota работает над новыми решениями. Например, специалисты компании разрабатывают так называемые «твердые батареи» – им не нужна жидкость для работы. Новые батареи должны стать более эффективными. Также они могут иметь различную форму, что позволит в будущем встраивать элементы питания в водородные автомобили во многие места, куда сегодня установить батарею невозможно.
В заключение вот краткий обзор водородных проектов, в которых участвует компания Toyota:
1. Водородный марсоход Toyota
Toyota и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) подписали соглашение о сотрудничестве в области международного освоения космоса. На первом этапе JAXA и Toyota продолжат разработку совместного проекта пилотируемого водородного марсохода. Космический автомобиль Toyota рассчитан на двух человек, но в случае чрезвычайной ситуации он сможет разместить четырех пассажиров.
«Гравитация Луны составляет одну шестую гравитации Земли. Поверхность Луны – сложная область, полная кратеров, скал и холмов. Также на Луне трудные внешние условия, из-за радиации, температуры и очень тонкой атмосферы. Лунная транспортная концепция Toyota отвечает этим требованиям», – объясняет Коити Ваката, вице-президент JAXA.
Космический автомобиль, разработанный Toyota, может перемещаться по Луне с помощью автопилота. Ожидаемая (запланированная) дальность хода – 10 000 км.
Размеры пилотируемого вездехода: длина – 6 м, ширина – 5,2 м, высота – 3,8 м. Размер кабины для космонавтов составляет 13 м3. Благодаря оборудованию и герметичности лунохода космонавты смогут работать без скафандра.
2. Легковые водородные такси в Париже: их будет 600!
Toyota Mirai в качестве автомобилей такси работает в Париже с 2015 года. В настоящий момент в Париже используется 100 автомобилей. К концу 2020 года Toyota поставит в Париж еще 500 автомобилей. В Париже есть четыре водородные заправки. Пьер-Этьен Франк, вице-президент по водородной энергетике компании Air Liquide (производитель водорода), считает, что к 2020 году эти автомобили такси заметно улучшат воздух в Париже.
3. Водородные автобусы Toyota
Городской автобус Sora
Toyota прогнозирует, что перед Олимпийскими и Паралимпийскими играми в Токио в 2020 году в японских городах появится более 100 автобусов на базе водородных топливных элементов. Увеличение количества таких транспортных средств также повысит осведомленность граждан о водородных технологиях и их преимуществах.
Автобус SORA имеет 10 топливных водородных баков общей вместимостью 600 литров. Для привода используются два электродвигателя мощностью 154 л. с. Автобус также может служить резервным источником энергии. Например, он может обеспечить 235 кВтч электричества там, где в этом есть необходимость (например, на случай аварии в электросети).
Toyota также сделала технологию водородных топливных элементов доступной для португальского производителя автобусов Caetanobus.
4. Toyota разрабатывает технологию по добыче водорода
Toyota работает над устройством, которое будет производить водород из воздуха.
5. Toyota завоевывает новые рынки
Дебют в Канаде: 50 водородных автомобилей Toyota доставлены правительству Квебека.
6. Водородные фуры-грузовики Toyota
Грузовик Project Portal 2.0
Идеальное сочетание: классические формы американского грузовика и вода из выхлопных труб вместо выхлопных газов! Эксплуатационные испытания первого водородного большегрузного грузовика начались в апреле 2017 года. В настоящий момент грузовик в качестве испытаний работает в морском порту Лонг-Бич, штат Калифорния. Так что можно с уверенностью сказать, что водородная фура успешно прошла испытание.
Тем не менее Toyota уже доработала грузовик, увеличив ему дальность хода с 320 км до 480 км. Кстати, в порту Лонг-Бич и Лос-Анджелесе в настоящий момент работает более 16 000 грузовиков. Так что новые водородные фуры в порту будут способствовать значительному улучшению качества воздуха в этом районе. И первые заказы уже пошли. Toyota уже начала продавать водородные грузовики. Первые 10 автомобилей, работающие на водороде, будут построены на базе большегрузного автомобиля Kenworth T680s.
Водородная силовая установка грузовика выглядит примерно так же, как и обычный двигатель внутреннего сгорания. Но по технологиям у этих двигателей нет ничего общего. В силовую установку водородной фуры входят топливные элементы (водородные баки с водородом), электрический двигатель и аккумуляторы мощностью 12 кВтч. Мощность грузовика составляет 670 л. с., максимальный крутящий момент – 1800 Нм. Это достойные параметры для 36-тонного грузовика!
Места у водителя-дальнобойщика почти столько же, сколько и в классическом грузовике. Но в отличие от обычной фуры в водородной машине определенно меньше шума в салоне.
www.1gai.ru