ТЕХНИКАперспективаАВТОМОБИЛЬ НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХНИ ДЫМА НИ ОГНЯПервый отечественный экологически чистый автомобиль АНТЭЛ (автомобиль на топливных элементах) обозначился у нас скромно и буднично (см. ЗР, 2001, № 9). На Московском международном автосалоне-2001 машина не вызвала ожидаемого интереса. То ли архаичная по современным меркам внешность «Нивы» (она была носителем топливных элементов) тому причиной, то ли ВАЗ поскромничал с представлением новинки. Но как бы то ни было, экологически чистое транспортное средство существует и работы по этому проекту продолжаются. Прошло два года. На смену первому АНТЭЛу пришел второй, а в чертежах уже есть и третья версия. Главное отличие последней - на борту нет баллонов высокого давления, да и заправлять ее надо обычным бензином. Но обо всем по порядку. электродвигатель мощностью 25 кВт, батарея для разогрева и запуска энергоустановки и блок системы управления. Источник энергии - модернизированный электрохимический генератор «Фотон», созданный в свое время для решения космических задач. Его «упаковали» в просторный багажник бывшего вседорожника, ставшего по сути переднеприводным электромобилем. Баллоны с кислородом спрятали под задним сиденьем, а водородные, в которых газ под давлением 250 атмосфер, пристроили непосредственно над генератором. Места для багажа, естественно, не осталось. С пятью сеСЕРГЕЙ МИШИНдоками в салоне масса машины вплотную приближалась к двум тоннам. Тем не менее, при запасе водорода 60, а кислорода 36 л автомобиль развивал скорость до 80 км/ч и преодолевал 200 км без «заправки». АНТЭЛ-2 Это уже не отживающая свой век «Нива», а относительно молодой ВАЗ-2111, который и по начинке существенно отличается от первого АНТЭЛа. Новый электродвигатель переменного тока настолько компактен, что уместился в моторном отсеке вместес энергоустановкой. Да и сама она ужеСХЕМА АВТОМОБИЛЯ «АНТЭЛ-1» НА ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТАХВодородЭлектрохимический генератор Кислород ^ Система управленияС ЧЕГО НАЧИНАЛИ Напомним, в 2001 году только кузов пятидверной «Нивы» мог вместить еще громоздкую силовую установку на топливных элементах. Под капотомtБаллоны с водородомАВТОМОБИЛЬ «АНТЭЛ-1» НА ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ Блок системы управления (БСУ) Пусковая батарея68За рулем 8/2003 АВТОМОБИЛЬ НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХСХЕМА АВТОМОБИЛЯ «АНТЭЛ-2» НА ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ,^-fe. Буферная 1Второй АНТЭЛ получился легче почти на 300 кг, уложившись в снаряженную массу 1300 кг. Да и максимальная скорость выросла - новая машина способна разгоняться уже до 100 км/ч.КОЛЛЕКТИВНОЕ ХОЗЯЙСТВОЧ^М•*"•а Электрохимический генератор<*~ Н2Компрессор_|<«- Воздух С^—fa^ "'ВодородН20 Заправочное устройство Блок питания Водородные баллоны Система управления электроприводомСистема управления источникам и питанияВодородно-воздушныи электро химический генераторБуферная батареяСистема очистки воздуха Воздушный компрессорэкспандер ЭлектродвигательЕстественно, как и при создании первого АНТЭЛа, в проекте участвуют многие предприятия. Щелочные воздушно-водородные топливные элементы напряжением 240 вольт созданы совместно с Уральским электрохимическим комбинатом. Наряду с переходом от сжатого кислорода к атмосферному воздуху, почти в 20 раз снижено содержание драгоценных металлов в катализаторах и, соответственно, стоимость последних! Рыбинская научно-исслед< 1вательская лаборатория разработала и изготовила компактный и легкий тяговый электродвигатель, КПД которого более 90% - на 20% выше первенца. При этом он вдвое легче и вчетверо мощнее. В режиме торможения автомобиля электродвигатель способен рекуперировать энергию и таким образом подзаряжать буферную батарею. Совместно с ракетно-космической корпорацией «Энергия» созданы супербаллоны, способные хранить водород под давлением 400 атмосфер, и система очистки воздуха от присутствующего в нем С0 2 . Питерская аккумуляторная компания «Ригель» сделала никель-металлогидридный аккумулятор с напряжением 240 Ви емкостью 10 Ач. Он превосходит традиционные свинцово-кислотные по удельной энергоемкости в четыре раза! Это та самая батарея, которая обеспечивает быстрый запуск энергоустановки и подключается к ней, увеличивая ее мощность в два раза при разгонах автомобиля.Ваше отношение к перспективным отечественным разработкам? не доработанная космическая «батарейка», а созданный специально для автомобиля водородно-воздушныи электрохимический генератор. Кислород он берет из атмосферного воздуха, только очищенного от примесей углекислоты. Водородные баллоны переехали под пол багажника. Их суммарная емкость теперь 90 л, сжатых до 400 атмосфер. Это позволило довести запас хода до 350 км, что уже сравнимо с обычным автомобилем. Под подушкой заднего сиденья, где обычно расположен бензобак, размещены блоки систем управления источниками питания и электроприводом, а также буферная батарея. Ее задача - обеспечить разогрев и запуск энергоустановки и помогать ей при пиковых нагрузках. Таким образом. у нового АНТЭЛа багажник почти свободен. Его емкость - 350 л - несколько меньше штатного «одиннадцатого»: пол все же чуть приподнят над водородными баллонами.ajam • ^ • • • • • I MMUJЯзря стараются, все равно изобретут велосипедмне о них неизвестноЗа рулем 8/200369 ТЕХНИКАперспективаАВТОМОБИЛЬ НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ бычей» вакуума. Например, с дизельным двигателем - такие оснащают специальным вакуумным компрессором. ПЕРСПЕКТИВА А на очереди АНТЭЛ-3. В нем водород планируют получать из бензина уже на борту автомобиля, поэтому заправляться он будет на обычных АЗС. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХАНТЭЯ АНТЭЛ-2 АНТЭЛ-3Екатеринбургское НПО «Автоматика» разработало системы управления энергоустановкой и электроприводом, а поволжское отделение российской инженерной академии - электрический усилитель тормозов. Кстати, такой пригодится не только для АНТЭЛа и электромобиля, но и для обычных автомобилей, имеющих сложности с «до• Максимальная скорость, км/чЗапас хода, к м Снаряженная масса, кг Количество мест Объем багажника, л Полезная нагрузка, кг Полная масса, к г Нагрузка на переднюю ось при снаряженной массе, % Нагрузка на заднюю ось при снаряженной массе, % • Электрохимический генератор Напряжение, В Максимальная мощность, кВт80 2001570100 3501280100 95013105 0 37519455 350 4001680 49,4 50,6 водороднс-воздушньй5 350 4001710 49,3 50,7 водородно-возДуШНвЙСХЕМА АВТОМОБИЛЯ «АНТЭЛ-3» НА ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ С ТОПЛИВНЫМ ПРОЦЕССОРОМ ^ ^ буферная |46 54водораанс-юклоРОДШЙЭлектрохимический генераторif——р,rJJ НВоздухТопливный бак120 25водород240 25водород240 25бензин, реформируемый в водород на борту автомобиляТопливный 1 " & процессор I• ТопливоН20СО; Блок питания _ Топливный У' процессорЗапас топлива, к г Емкость топливных баллонов/бака, л Емкость кислородных баллонов,л • ЭлектродвигательU(водород!2,1 (водород)32 (бензин)60 36постоянного тока9045_переменного тока переменного токаСистема управления электроприводомМаксимальная мощность, кВт Максимальны* крутящий момент, Н м25 108670090 2801000090 28010000БензобакМаксимальная частота вращения, об/мин Масса электродвигателя, к г Система управления67транзисторная30транзисторная30транзисторнаяВодородно-воздушныи электро химический генераторэлектроприводомБуферная батарея Система управления источниками питания Система очистки воздуха Воздушный компрессорэкспандерУпразднят и водородные баллоны все-таки не дело возить с собой газ под давлением 400 атмосфер. Да и заправка их - дело не простое и не такое уж быстрое. Вместо них - топливный процессор, реформирующий бензин в водород и углекислый газ. По расчетам, нововведения вместе с бензобаком увеличат массу автомобиля всего на 30 килограммов и впишутся во второй АНТЭЛ. Стандартный «десятый» топливный бак объемом 45 л обеспечит ему запас хода почти в тысячу километров! При том, что из выхлопной трубы будут вылетать только вода и углекислый газ! Изготовление прототипа АНТЭЛ-3 намечено уже на следующий год. Естественно, опытный образец - еще не полноценный автомобиль и на доводочные работы понадобится время. Так же как и на создание самого производства, особенно если учесть оригинальность компонентов. И все-таки возможно, что безвредные для нашей планеты автомобили со временем перестанут быть экзотикой ив России. D70За рулем 8/2003