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.
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.
Продажи автомобиля Toyota Mirai («будущее» яп.) - первого в мире серийного автомобиля с водородным двигателем. Цена новинки составляет 7 236 000 иен (примерно $61 100), при этом правительство Японии субсидирует покупку на 2.02 млн иен (немногим более $17 000). Согласно планам компании продажи должны были начаться весной 2015 года, однако, поскольку число предварительных заказов превысило ожидание, было принято решение о переносе даты на ранний срок.
Mirai - это четырёхдверный седан, двигателем которого является электромотор с мощностью в 151 л. с., получающий энергию от конвертера, исходным веществом которого является водород, хранящийся в двух баках из углеродного волокна под давлением в 70 МПа. Требуемый для химической реакции кислород поступает прямо из радиатора автомобиля во время его движения. Одной заправки хватит на пробег в 480 км, а сама заправка 5 килограммами (170 литров) водорода длится около 3 минут. Максимальная скорость Mirai составляет 111 миль в час (около 180 км/ч), при этом для разгона до 100 км/ч потребуется 9 секунд.
Под капотом у Mirai
В Европе автомобиль официально презентуют на автосалоне в Женеве, а в Америке продажи начнутся в конце следующего года по цене в $57 500 (что сравнимо с детищем Илона Маска - электрокарами Tesla) только в Калифорнии и только в количестве 200 экземпляров - на данный момент водородные заправочные станции на территории США отсутствуют, и Toyota совместно с Air Liquide планирует их построить в количестве 12 штук к началу продаж - цена одной станции составляет $7.2 млн. Как ожидается, конечная цена на авто с учётом всех скидок и государственных субсидий может составить $45 000.
Внутри у Mirai
Помимо своего прямого предназначения, силовая установка автомобиля может служить еще и своеобразной домашней электростанцией для дома: инженеры утверждают, что при помощи разработанной ими системы отбора мощности (Power take off System) средний японский дом может питаться вырабатываемой электроэнергией в течение 5 дней. Интересно отметить, то мысль об этом нестандартном использовании автомобиля возникла из-за значительных рисков катастроф в Японии, когда из-за цунами целые города остаются без электричества.
Независимо от того, есть ли причины волноваться Илону Маску, ТАСС, ссылаясь на бывшего министра Саудовской Аравии Ахмеда Заки Ямани, отмечает , что «эпоха нефти подходит к концу»:
В результате распространения альтернативных источников спрос на нефть будет сокращаться. В сфере генерации электроэнергии ее уже замещают атомные и ветряные установки. Для транспорта нефть все еще нужна, однако спрос и там падает из-за растущего распространения гибридных и электрических машин. Нефтяная эра окончательно закончится, если удастся практически внедрить водородное топливо и дешево его производить".
говорит эксперт.
Продажи автомобиля Toyota Mirai («будущее» яп.) - первого в мире серийного автомобиля с водородным двигателем. Цена новинки составляет 7 236 000 иен (примерно $61 100), при этом правительство Японии субсидирует покупку на 2.02 млн иен (немногим более $17 000). Согласно планам компании продажи должны были начаться весной 2015 года, однако, поскольку число предварительных заказов превысило ожидание, было принято решение о переносе даты на ранний срок.
Mirai - это четырёхдверный седан, двигателем которого является электромотор с мощностью в 151 л. с., получающий энергию от конвертера, исходным веществом которого является водород, хранящийся в двух баках из углеродного волокна под давлением в 70 МПа. Требуемый для химической реакции кислород поступает прямо из радиатора автомобиля во время его движения. Одной заправки хватит на пробег в 480 км, а сама заправка 5 килограммами (170 литров) водорода длится около 3 минут. Максимальная скорость Mirai составляет 111 миль в час (около 180 км/ч), при этом для разгона до 100 км/ч потребуется 9 секунд.
Под капотом у Mirai
В Европе автомобиль официально презентуют на автосалоне в Женеве, а в Америке продажи начнутся в конце следующего года по цене в $57 500 (что сравнимо с детищем Илона Маска - электрокарами Tesla) только в Калифорнии и только в количестве 200 экземпляров - на данный момент водородные заправочные станции на территории США отсутствуют, и Toyota совместно с Air Liquide планирует их построить в количестве 12 штук к началу продаж - цена одной станции составляет $7.2 млн. Как ожидается, конечная цена на авто с учётом всех скидок и государственных субсидий может составить $45 000.
Внутри у Mirai
Помимо своего прямого предназначения, силовая установка автомобиля может служить еще и своеобразной домашней электростанцией для дома: инженеры утверждают, что при помощи разработанной ими системы отбора мощности (Power take off System) средний японский дом может питаться вырабатываемой электроэнергией в течение 5 дней. Интересно отметить, то мысль об этом нестандартном использовании автомобиля возникла из-за значительных рисков катастроф в Японии, когда из-за цунами целые города остаются без электричества.
Независимо от того, есть ли причины волноваться Илону Маску, ТАСС, ссылаясь на бывшего министра Саудовской Аравии Ахмеда Заки Ямани, отмечает , что «эпоха нефти подходит к концу»:
В результате распространения альтернативных источников спрос на нефть будет сокращаться. В сфере генерации электроэнергии ее уже замещают атомные и ветряные установки. Для транспорта нефть все еще нужна, однако спрос и там падает из-за растущего распространения гибридных и электрических машин. Нефтяная эра окончательно закончится, если удастся практически внедрить водородное топливо и дешево его производить".
говорит эксперт.
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.
