Экология потребления. Мотор: Toyota объявила о начале продаж на внутреннем рынке Японии первого серийного автомобиля на водородных топливных элементах - модели Mirai. Теперь инновационный седан выходит на международный рынок

В Японии во всю идут продажи первого в мире серийного автомобиля с - седана Mirai ("Будущее") производства компании Toyota Motor Corp.

Из-за большого интереса к новой модели в Японии количество предварительных заказов на уже превысило план продаж внутри страны. До конца минувшего года японский автоконцерн планировал выпустить 700 машин на топливных элементах, в которых электроэнергия для двигателя вырабатывается за счет соединения водорода из бака с атмосферным кислородом. 400 из них должны поступить на внутренний рынок, 200 - в США и 100 - в страны Западной Европы. В связи с этим объявила, что до конца 2016 года инвестирует ¥20 млрд (около $162 млн) в развитие производства автомобилей с водородными двигателями, увеличив выпуск седанов Mirai втрое (до 2,1 тыс. в год).

Часть инвестиций будет направлена на расширение экспорта таких машин в страны Западной Европы и США. Они, по мнению Toyota, должны стать основным внешним рынком сбыта автомобилей на водороде. Всего до конца 2017 года автоконцерн намерен поставить в Соединенные Штаты более 3 тыс. седанов Mirai.

Значительное увеличение производства машин на водороде (до 50 тыс. в год) будет достигнуто в 2020 году, когда в Токио пройдут летние Олимпийские игры. Они, по мнению местных властей, должны стать большим шагом на пути к расширению использования водорода не только в автомобилестроении, но и в энергетике. А в 2030 году уже каждый десятый проданный в Японии автомобиль будет на топливных элементах, что, по прогнозу консалтинговой компании Deloitte Tohmatsu Consulting Co., принесет японской экономике дополнительные ¥4,4 трлн прибыли (около $36,9 млрд).

Стоимость нового седана Mirai в Японии составляет ¥7,23 млн ($60,7 тыс.), при этом правительство выделяет субсидии в размере $17 тыс. каждому покупателю таких машин в стране. Кроме того, владельцам предлагается круглосуточная бесплатная помощь на дороге, а также восьмилетняя гарантия на электродвигатель и топливные элементы. Единственным продуктом работы двигателя Mirai является вода, никакие вредные вещества в атмосферу не выбрасываются. Бака водородного топлива хватает примерно на 650 км пути, а на его полную заправку необходимо около трех минут.

Другой крупный японский автопроизводитель Honda Motor Co. в следующем году также планирует начать продажи аналогичного с Mirai по характеристикам автомобиля с водородным двигателем. Компания Nissan Motor Co. представит свою модель на топливных элементах через три года.

Автомобиль наделён силовой установкой TFCS (Toyota Fuel Cell System) с максимальной производительностью 114 кВт, которая сочетает преимущества топливных водородных элементов и гибридного привода. Машина не производит вредных выбросов в атмосферу, поскольку единственным продуктом работы TFCS является вода.

Toyota особо подчёркивает, что Mirai предлагает высочайший уровень безопасности. Так, баки для хранения водорода изготавливаются исключительно на предприятии Toyota с максимальным контролем качества. Особая структура резервуара из нескольких слоёв полимерных материалов и углеродного волокна обеспечивает прочность и эффективное поглощение энергии в случае деформации.

Система Pre-collision System (PCS) отвечает за автоматическое торможение в случае высокого риска аварии. Если же бортовая электроника зафиксирует факт ДТП, подача водорода из бака мгновенно прекратится. При необходимости будут раскрыты одна или несколько из восьми подушек безопасности.

Инновационный седан обладает уникальным дизайном и хорошей управляемостью, достигнутой за счёт рекордно низкого центра тяжести.

По случаю появления Mirai на коммерческом рынке президент Toyota Акио Тойода отметил: «Мы представляли себе будущее, в котором человечество будет пользоваться экологичными автомобилями, позволяющими не полагаться целиком и полностью на запасы нефти. Это были смелые, вдохновенные мечты. Сегодня они стали реальностью. Мы готовы производить автомобили, о которых мечтали. И первый из них мы назвали Mirai. Я видел будущее. Оно совсем рядом». опубликовано

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

В ноябре 2014 года компания «Тойота» презентовала общественности первую в мире серийную машину, работающую на водороде, которая получила название «Мирай», что с японского языка переводится как «будущее». Трёхобъёмник стал товарным воплощением концептуальной модели FCV Concept, представленной в 2013-м на автосалоне в Токио, а его продажи на домашнем рынке стартовали в декабре 2014 года.

Водородный «Mirai» имеет вычурный и футуристический внешний вид, выдающий его необычность. Чего только стоит эффектная передняя часть, увенчанная узкой головной оптикой и огромным бампером, большую площадь которого занимают воздухозаборники.

Силуэт четырёхдверки выглядит в меру динамично за счет ниспадающих контуров крыши с сильно заваленной вперед стойкой и рельефных выштамповок, однако маленькие колеса несколько диссонируют с общими пропорциями. Корма оформлена оригинально, но воспринимается тяжеловесно из-за крупных треугольных фонарей и массивной крышки багажника.

Габаритные размеры Toyota Mirai сопоставимы с Camry – представителем E-класса: 4890 мм в длину, 1535 мм в высоту и 1815 мм в ширину. Расстояние между осями у автомобиля вписывается в 2780 мм, а дорожный просвет в снаряженном состоянии не превышает 130 мм.

Внутреннее убранство «водородомобиля» смотрится не менее оригинально, чем внешность. Перед водителем обосновалось стильное рулевое колесо с трехспицевым дизайном и управляющими кнопками, а вот комбинация приборов, представленная цветным 4.2-дюймовым табло, располагается по центру передней панели, под самым лобовым стеклом. На современном торпедо красуется экран мультимедийного центра размерностью 9 дюймов, а ниже – сенсорная панель, заведующая управлением двухзонной климатической системы, аудиосистемой и другими вспомогательными функциями.

Спереди в «Мирае» установлены широкие кресла с анатомическим профилем, ненавязчивой поддержкой по бокам и массой электрических регулировок. Задний диван с мощным подлокотником по центру отформатирован под двоих человек, а большой запас пространства по всем фронтам позволяет комфортно разместиться седокам любой комплекции.

Для транспортировки багажа у «водородного седана» имеется грузовой отсек объемом 361 литр.

Если говорить о технических характеристиках, то основная особенность Тойоты Мирай заключается в новой технологии TFCS (Toyota Fuel Cell System). В роли топлива система использует водород, который преобразуется в электрическую энергию посредством блока топливных частей Toyota FC Stack мощностью 114 кВт. От него энергия направляется в преобразователь FC Boost Converter, повышающий напряжение до 650 вольт. Последним звеном системы является синхронный электромотор переменного тока, генерирующий 154 лошадиные силы (113 кВт) и 335 Нм предельного крутящего момента, а дополняют действо никель-металл-гидридный аккумулятор, собирающий рекуперативную энергию, и пара баков для хранения водорода (спереди объемом 60 литров, а сзади – 62.4 литра).

Насыщенность современном оборудованием довела снаряженную массу Mirai до 1850 кг, но это не мешает ему развивать первую сотню за 9 секунд и 175 км/ч предельных возможностей. Полное наполнение водородных емкостей на специализированных заправочных станциях занимает всего 3 минуты, а общий запас хода достигает примерно 480 километров, при этом в атмосферу выбрасывается только вода.

На передней оси Toyota Mirai монтирована независимая многорычажная подвеска, а на задней – полунезависимая конструкция с торсионной балкой. В систему рулевого управления вживлен электрический усилитель, а тормозной пакет сформирован дисковыми механизмами всех колес (на передних – с вентиляцией) с технологией рекуперации энергии.

Появление «водородного авто» в России ждать не стоит – не располагает к этому инфраструктура. В Японии реализации Тойоты Мирай начались в декабре 2014-го по цене от 6.7 миллионов иен, на рынке США автомобиль поступит в продажу в середине 2015 года, где за него минимально попросят 57 500 долларов. Релиз трехобъемника в Европе намечен на сентябрь и первоначально он будет предлагаться в Германии, Дании и Великобритании по цене от 78 540 евро.

Toyota взяла твердый курс на водородные технологии. Глава корпорации Такеши Учиямада (Takeshi Uchiyamada) заявил, что водород и водородные топливные ячейки изменят правила игры в социальном и экономическом плане, а водород станет топливом будущего. Именно поэтому тойотовцы назвали свое творение Mirai, что означает «будущее». В Toyota уверены, что Mirai – это автомобиль, который откроет дверь в будущее для их компании.

Toyota Mirai – четырехдверный среднеразмерный переднеприводной седан на топливных элементах, который может составить полноценную конкуренцию автомобилям с ДВС. На его заправку уходит всего лишь 3-5 минут, а дальность поездки достигает 482 км. Топливные ячейки Mirai могут работать при температуре до 30 градусов мороза. Силовая установка ускоряет Mirai до 100 км/ч за 9 секунд, разгон с 40 до 65 км/ч занимает 3 секунды, а максимальная скорость составляет 178 км/ч.

В Mirai используется фирменная система Toyota Fuel Cell System (TFCS), использующая технологии топливных ячеек и гибридные технологии. Она включает в себя также собственные разработки Toyota: блок топливных ячеек (FC Stack), повышающий преобразователь (FC boost converter) и водородные баллоны высокого давления. TFCS намного энергоэффективнее ДВС и не выделяет при работе CO2 и канцерогенных веществ.

Toyota FC Stack

Максимальная мощность нового блока топливных элементов достигает 114 кВт (153 л.с.). Эффективность генерации электричества повышена за счет использования тончайших 3D каналов. Каналы расположены в тонкой трехмерной решетчатой структуре и повышают дисперсию воздуха (кислорода), что позволяет достичь равномерной выработки электроэнергии на поверхности ячеек. Это, в свою очередь, обеспечивает компактные размеры и высокий уровень производительности – плотность выходной мощности достигает 3,1 кВт/л или 2 кВт/кг.

Это один из самых высоких показателей в мире. Каждый блок состоит из 370 ячеек толщиной 1,34 мм и весит 102 грамма. В отличие от предыдущих устройств, разработанных Toyota, новый FC Stack не требует применения увлажнителя. Значительного сокращения стоимости топливных элементов удалось добиться также за счет уменьшения использования драгоценных металлов (количество платины в катализаторе снизилось на две трети, а обработка поверхности золотом была исключена). Батарея топливных элементов располагается под передними сиденьями.

FC Boost Converter

Новый компактный (13-литровый), высокоэффективный преобразователь большой емкости был разработан для повышения энергии, генерируемой батареей топливных ячеек, до 650 В. Увеличение напряжения позволило уменьшить размер электродвигателя и количество блоков топливных элементов, что привело к снижению общей стоимости системы. Преобразователь расположен непосредственно перед батареей топливных элементов.

Водородные баллоны высокого давления

Два баллона, имеющие трехслойную структуру, изготовлены из пластика, армированного углеродным волокном и других материалов. Водород хранится в них под давлением 70 МПа (около 700 бар). Трехслойная структура включает в себя:

• Внутренний слой: пластиковый вкладыш (предотвращает утечку водорода).
• Средний слой: пластик, армированный углеродным волокном (структурная основа).
• Внешний слой: пластик, армированный стекловолокном (защищает внешнюю поверхность от истирания).

Передний баллон вмещает 60 литров, задний – 62,4 литра. Общая масса хранимого водорода – около 5 кг. По сравнению с баллонами, которые использовались в Toyota FCHV-adv, объем увеличился почти на 20% при уменьшении веса и размеров. Плотность хранения водорода достигает 5,7% (самый высокий показатель в мире).

Электродвигатель и батарея

Силовая установка включает в себя также электродвигатель, блок управления мощностью и никель-металлгидридную (NiMH) батарею. Электромотор развивает мощность 113 кВт (152 л.с.) и 335 Нм крутящего момента.

Безопасность

Toyota начала разработку топливных ячеек в начале 1990-х и создала ряд «водородных» автомобилей, общий пробег которых составил свыше 1,6 млн. км. Водородные баллоны из углеволокна не раз подвергались испытаниям в краш-тестах. Весь накопленный опыт отражен в безопасности и надежности Mirai. В центре безопасности Toyota автомобиль был подвергнут обширным краш-тестам, включающим фронтальные, боковые и задние удары. Структура кузова спроектирована таким образом, чтобы энергия удара распределялась и поглощалась несколькими его элементами.

Особое внимание было уделено защите водородных баллонов и батареи топливных элементов при деформациях кузова. Баллоны оснащены датчиками водорода, которые подают сигнал тревоги и перекрывают запорные клапаны в случае утечки. Все элементы, содержащие и подающие водород, размещены вне пассажирского салона, что обеспечивает, в случае утечки, его быстрое рассеивание в окружающей среде.

Каркас блока топливных элементов изготовлен из недавно разработанного термопластичного армированного углеродным волокном пластика. Это легкий, прочный и легко внедряемый в массовое производство материал. Он защищает FC Stack, поглощая удары от неровностей дорожного покрытия.

Внешняя система питания

Toyota Mirai оснащается собственной системой питания, вырабатывающей около 60 кВт/ч и максимальной мощностью до 9 кВт. Она предназначена для питания бытовых потребителей при перебоях подачи электроэнергии в стационарной электрической сети. Блок питания преобразует постоянный ток в переменный и через расположенный в багажнике разъем CHAdeMO подключается к домашней электросети. Кроме того, бытовая техника может быть непосредственно подключена к имеющемуся в автомобиле разъему (постоянный ток напряжением 100 В мощностью до 1,5 кВт).

Маркетинг

Владельцам Mirai Toyota предлагает широкий спектр сервисных услуг и гарантий, включающих:

• круглосуточный консьерж-сервис, где на все телефонные звонки, касающиеся топливных элементов, отвечает специальный представитель компании;
• круглосуточная помощь на дорогах, включающая буксировку, устранение неисправностей батареи, замену и ремонт шин, возмещение издержек из-за потерянного времени, выделение подменного автомобиля;
• три года фирменного обслуживания с проведением всех рекомендованных заводом операций при годовом пробеге до 12000 миль (19200 км);
• 8 лет/100000 миль (160000 км) гарантии на компоненты блока топливных элементов;
• три года бесплатной поддержки сервисом Safety Connect, включающим, среди прочего, приложение с картами водородных заправочных станций;
• три года бесплатной заправки водородом.

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 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.

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, 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.

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!

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.

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 появилась не сразу, к тому же по карману она лишь толстосумам.

Если однажды мы все-таки въедем в светлое водородное будущее, то отнюдь не на седане с красивым именем Мирай, а за рулем более доступной и эффективной машины. Но достижение японцев, запустивших в серию первый в мире водородомобиль, заслуживает аплодисментов. И, как положено в особо торжественных случаях, я аплодирую им стоя.

История

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

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.