Водородные технологии toyota

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.

Engine, Transmission, and Performance

The Toyota Mirai is powered by what’s called a fuel-cell electric powertrain, meaning that hydrogen (which could actually come from cow manure, among other sources) is converted into electricity by the on-board fuel cell—essentially a chemical laboratory on wheels. Fuel cells create electricity by stripping electrons from hydrogen atoms; the hydrogen then bonds to oxygen to create water, while the electrons power the electric motor. The result is an electric vehicle that is fueled with hydrogen from a pump rather than electrons drawn from the nation’s electrical power grid. The electric motor powering the Mirai produces 182 horsepower, all of which is sent through a one-speed direct-drive transmission to the rear wheels. Although Toyota claims the Mirai requires a leisurely 9.1-seconds to reach 60 mph, the immediate nature of the electric motor’s power delivery makes it feel perkier than that when driving around town. Likewise, the rear-wheel drive chassis delivers a surprising level of athleticism while preserving a refined and composed ride.

View Photos

Toyota

Список автомобилей на водородном топливе

Существует ли автомобиль на водородном топливе? Да, причём их количество не такое уж и малое. Расскажу про самые популярные модели.

Honda Clarity

Автомобиль продавали в Японии и Калифорнии до 2014 года. Запас хода около 600 км, что больше, чем у любого электрокара. Заправляется Honda Clarity за считанные минуты.

Затем автоконцерн Honda выпустил конкурента Toyota Mirai, цена которого 72 тыс. долл. под названием Clarity Fuel Cell. На полной заправке можно было проехать до 700 км. Мотор имеет мощность 174 л.с. Автомобиль 5-местный.

Toyota Mirai

Это японский автомобиль, который создали после несколько десятков лет разработок. Автомобиль сначала выпустили для японского рынка, а затем и для американского.

Запас хода автомобиля на одной заправке 502 км, максимальная скорость – 178 км/ч., мощность – 153 л.с. В авто встроена система, которая видит препятствия и автоматически включает тормоз. В машине есть сенсорные экраны, при помощи которых осуществляется управление навигацией и микроклиматом.

Ford Airstream

Это гибридный автомобиль с электрическим мотором и водородными ячейками. Поэтому кроме водорода автомобиль может применять для движения аккумуляторы, которые подзаряжаются от водородных элементов.

На аккумуляторе Ford Airstream может проехать около 40 км (это половина заряда), а затем активируется водородное топливо. Запас хода чуть более 450 км, а максимальная скорость — 135 км/ч.

Mercedes-Benz GLC F-CELL

Это первый серийный автомобиль, который сочетает в себе аккумулятор и водородные топливные ячейки. На электричестве он может проехать 50 км, а на водороде – около 430 км. Отмечу, что аккумулятор можно зарядить от обычной электрической розетки.

Автомобиль можно использовать как в качестве электрокара на небольшие расстояния, так и в качестве водородного авто для длительных поездок.

Pininfarina H2 Speed

Это итальянский автомобиль, который способен разгоняться до 100 км/ч всего за 3,4 секунд. Максимально автомобиль может разгоняться до 299 км/ч. Запасы чистого водорода в баке – чуть более 6 кг. Кроме этого Pininfarina имеет мощный аккумулятор и электромоторы. Цена этого продвинутого автомобиля составляет 2,5 млн. долл.

BMW Hydrogen 7

Авто создано на базе стандартной BMW 7. Он работает как на бензине, так и на жидком водороде. В BMW Hydrogen 7 имеется бензиновый бак на 74 литра и большой водородный баллон весом целых 8 кг. Таким образом, максимальный запас хода в этой машине 780 км.

Автомобиль автоматически переключается между двумя типами топлива. Мощность двигателя на водороде – 228 л.с., а на бензине – больше на 32 л.с. Максимальная скорость 229 км/ч, разгон до 100 км/ч осуществляется чуть меньше, чем за 10 секунд.

Hyundai Nexo

Этот автомобильный концерн также стал одним из первых производить серийные водородные автомобили. Мощность двигателя Hyundai Nexo составляет 161 л.с., запас хода – 600 км. Разгоняется авто до 100 км/ч за 10 секунд. Цена автомобиля от 70 тыс. долл.

Grove Obsidian

Это водородный китайский автомобиль нового поколения, у которого запас хода составляет впечатляющие 1000 км. Он экономно расходует топливо за счёт облегчённого корпуса из углеродного материала и невысокому аэродинамическому сопротивлению. Заправка бака происходит всего за 3 минуты, а сам топливный бак очень прочен. А если бак будет повреждён, то водород из него вытечет в жидком виде и сгорит менее чем за 2 минуты.

Серийно автомобили станут выпускать с 2020 года, а к 2030 планируется создать 1 миллион экземпляров.

Другие авто

Ограниченно выпускают:

• Audi A7 h-tron quattro;
• Hyundai Tucson FCEV;
• Mazda RX-8 Hydrogen RE;
• Автобус Ford E-450;
• Низкопольные автобусы MAN Lion City Bus.

Испытывают:

• Focus FCV;
• Honda FCX;
• Nissan X-TRAIL FCV;
• Toyota Highlander FCHV;
• Volkswagen — space up!;
• Mercedes-Benz A-Class и Mercedes-Benz Citaro;
• Irisbus;
• Toyota FCHV-BUS;
• единичные модели в Чехии, Китае и Бразилии.

Комплектации Toyota Mirai

Удивительно, но для японского седана предусмотрена всего одна единственная комплектация. То есть, все системы, которые описаны ниже, будут доступны покупателям водородного автомобиля Toyota Mirai. Ещё не менее удивительно название этой единственной комплектации, она имеет такое же название как и автомобиль – MIRAI, правда пишется большими буквами.

В комплектация MIRAI одноимённой модели японского концерна входят следующие электронные опции и помощники:

• Кнопку Стоп/Старт;
• Электрорегулировку передних сидений;
• Подогрев передних и задних сидений;
• Электрообогрев руля;
• Двухзонный климат-контроль;
• Система помощи при парковке;
• Камера заднего обзора;
• Автоматические дворники с датчиком дождя;
• Аудиосистема с 6-ю динамиками;
• Антиблокировочная тормозная система ABS;
• Электронная система распределения тормозных усилий EBD;
• Вспомогательная тормозная система BAS;
• Система контроля движения по полосам LKA;
• Интеллектуальный круиз-контроль ACCS;
• Система, контролирующая устойчивость автомобиля ESP;
• Антипробуксовочная система TCS;
• Система помощи движения на подъём HAC;
• Система автоматического переключения дальнего света;
• Система отслеживания «мёртвых зон»;
• Система предотвращения лобового столкновения.

На фото салон Toyota Mirai

Кроме этого сам салон у автомобиля полностью отделан кожей, чтобы хоть как то оправдать заоблачную цену на автомобиль. Подробнее о ценах будет описано в соответствующем разделе.

Безопасность

Японская автокомпания заботится о безопасном и комфортном вождении, поэтому весь периметр водородного автомобиля дополнен 9 подушками Advanced Airbag System. Система безопасности Star состоит из набора механизмов для торможения, контроля тяги и устойчивости. В базовую комплектацию входят:

• адаптивный круиз-контроль;
• парктроник;
• доступ к авто без ключа;
• камера заднего вида;
• экстренный тормоз;
• управление стабильностью E-VSC;
• антипробуксовка TRAC;
• антиблокировочная система ABS;
• распределение тормозной силы EBD;
• система предотвращения столкновений;
• технология Smart Stop;
• контроль в слепых зонах Blind Spot Monitor;
• система контроля скорости Drive-start Control limits.

Чтобы водород не попадал в механизмы вне баллона, в машине автоматически отключается выходной клапан. Все элементы, которые поддерживают связь с топливом, находятся за пределами кабины. Таким образом исключен риск возгорания салона. Автомобиль имеет оригинальный каркас. Если транспортное средство сталкивается с себе подобным, сила от удара распределяется вокруг кабины с пассажирами, тем самым снижая возможность повреждения кузова и получения травм. Складная рулевая колонка защищает водителя и поглощает ударную силу.

Есть ли будущее у автомобилей на водородном топливе

В настоящее время имеется множество препятствий для того, чтобы перевести большую часть автомобилей на водородное топливо:

Высокая цена водорода. Примерная цена 9 долларов на 100 км пробега. Гибридный автомобиль (Toyota Prius) проедет те же сто км за 2,8 долларов, а Tesla Model S – за 3 бакса. А снижение цены на водород до уровня цен на бензин не прогнозируют даже сами производители автомобилей. Поэтому здесь не получится никакой экономии как при покупке транспорта, так и при заправках.

Производство водорода — вредно для экологии. Сейчас водород производится при помощи паровой конверсии метана, либо частичного окисления. После производства чистого водорода в атмосферу оксид углерода (углекислый газ, CO₂), против которого борются многие страны при помощи альтернативных источников энергии для автомобилей. Поэтому здесь получается замкнутый круг.

Отсутствие развития водородных заправок. Для открытия средней водородной заправочной станции требуется не очень большие средства. Все станции можно пересчитать по пальцам, поэтому на водородном автомобиле далеко не уедешь. Придётся осуществлять поездки только в тех местах, где имеются эти самые водородные станции.

Высокая цена на водородные автомобили. Цена на Toyota Mirai на данный момент составляет от 58 тыс. долларов, а на самом деле его продают почти по себестоимости. Из-за таких цен многие не спешат с покупкой таких автомобилей.

Отсутствие преимуществ перед электрокарами. Запас хода, цена заправки, безопасность, мощность и разгон – везде выигрывают электрические автомобили по сравнению с водородными машинами. Единственный плюс у водородных авто – это очень быстрая заправка – 3-5 минут, тогда как электромобили заправляются за 30 минут и более. В любом случае можно в электрокарах можно быстро поменять батарею и через пару минут ехать на «полном баке». Да и когда изобретут более быстрый метод заправок электрических автомобилей, то водородные авто отойдут на 2 план.

Для чего тогда автоконцерны производят и разрабатывают автомобили? Во-первых, это вложение, вдруг через несколько лет именно эта технология окажется наиболее перспективной. Во-вторых, между фирмами идёт соперничество. В-третьих, в некоторых штатах законодательство так поменялось, что сделать водородное авто в 5 раз выгоднее, чем электрокар, плюс государство даёт постоянные гранты и вливания на развитие заправок. Если появится большое количество заводов по производству водорода, то цена автомобилей и водорода будет более интересная.

Видео: Автогиганты бьют по ТЕСЛА: ВОДОРОДНЫЕ автомобили будущего!

Водородный автомобиль – это авто будущего, к переходу на которые могут перейти в недалёком будущем. Сейчас самый популярный авто на водороде – это Toyota Mirai, стоимость которого сравнима с ценой электрокаров. Обеспечивается работа автомобилей при помощи специальных топливных ячеек или элементов, число которых достигает несколько сотен.

Если бы цена на газ была меньше, а заправок было бы больше, то авто с водородными двигателями получили бы не меньшую популярность, чем электромобили. Посмотрим, что покажет будущее.

Сделай репост и информация будет всегда под рукой

Safety

Heightened peace of mind

Read Info

Mirai Fuel Cell Power Control Unit shown using visual effects

Toyota Hybrid Battery and FCEV Warranty

Mirai’s Hybrid Battery Pack complements its Fuel Cell Stack by assisting in acceleration and regenerative braking…

Mirai’s Hybrid Battery Pack complements its Fuel Cell Stack by assisting in acceleration and regenerative braking. Similar to other Toyota Hybrids, Mirai’s hybrid battery comes with a 10-year/150,000-mile warranty. It also has an 8-year/100,000-mile warranty on key Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) components including the air compressor, boost converter and hydrogen tanks. Knowing you’re covered, you can drive with added peace of mind.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Blind Spot Monitor with Rear Cross-Traffic Alert

Mirai’s Blind Spot Monitor (BSM) with Rear Cross-Traffic Alert (RCTA) is designed…

Mirai’s Blind Spot Monitor (BSM) with Rear Cross-Traffic Alert (RCTA) is designed to help look out for your safety. The Blind Spot Monitor warns you when a vehicle in the next lane enters Mirai’s blind spot on either side of the vehicle. And when you’re in reverse, the Rear Cross-Traffic Alert helps detect vehicles approaching from either side, warning you with side mirror indicators and a warning tone.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Eight airbags

Mirai comes standard with eight airbags in total…

Mirai comes standard with eight airbags in total—all designed to help keep you safe.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Safety Connect

With a 1-year Safety Connect trial, emergency assistance is within reach…

With a 1-year Safety Connect trial, emergency assistance is within reach. Utilizing Toyota’s 24/7 call center, Safety Connect offers subscribers helpful features such as Emergency Assistance, Stolen Vehicle Locator, Roadside Assistance and Automatic Collision Notification.

VIEW SPECS

LEARN MORE

Read More
Show Less

Read Info

Limited shown in Hydro Blue with available 20-in. Super Chrome aluminum alloy wheels. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

No cost maintenance plan and Roadside Assistance

ToyotaCare for Mirai covers normal factory scheduled maintenance for three years or 35,000 miles…

ToyotaCare for Mirai covers normal factory scheduled maintenance for three years or 35,000 miles, whichever comes first, and 24-hour Roadside Assistance for three years, unlimited mileage.

VIEW SPECS

LEARN MORE

Read More
Show Less

Read Info

Limited shown in Hydro Blue with available 20-in. Super Chrome aluminum alloy wheels. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Star Safety System

Mirai’s comprehensive suite of six advanced safety features is designed to…

Mirai’s comprehensive suite of six advanced safety features is designed to help keep you out of harm’s way. The system includes Enhanced Vehicle Stability Control (VSC), Traction Control (TRAC), Anti-Lock Brake System (ABS), Electronic Brake-force Distribution (EBD), Brake Assist (BA) and Smart Stop Technology (SST).

VIEW SPECS

Read More
Show Less

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6

Technology

Innovation you can interact with

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

• SofTex is a registered trademark of Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc.

• Concentrating on the road should always be your first priority while driving.

12.3-in. touchscreen display

Mirai’s 12.3-in. touchscreen display is a blank canvas ready to be customized…

Mirai’s 12.3-in. touchscreen display is a blank canvas ready to be customized. It’s easy to set up with your favorite apps, and with such a large display—multiple screens can be shown simultaneously. Dynamic Navigation also comes standard for the first three years, so you can follow directions while your copilot puts on a playlist. You can even make calls hands-free using Bluetooth wireless connectivity.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Color Head-Up Display

With your hands on the steering wheel and your eyes on the road, Mirai’s available color Head-Up Display (HUD)…

With your hands on the steering wheel and your eyes on the road, Mirai’s available color Head-Up Display (HUD) casts your speed, turn-by-turn directions, and Hybrid System Indicator info right into your line of sight.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Bird’s Eye View Camera

Mirai’s available Bird’s Eye View Camera with Perimeter Scan…

Mirai’s available Bird’s Eye View Camera with Perimeter Scan helps you check your surroundings for hazards. It uses four cameras, one on each side of the vehicle, to display a bird’s-eye view onto the touchscreen display. When you’re parked and using the Moving View setting, Mirai creates an animated virtual view from above to give you a bigger picture of what’s around.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects. Actual view may vary.

• SofTex is a registered trademark of Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc.

• Concentrating on the road should always be your first priority while driving.

Digital rearview mirror with HomeLink

Connected to a camera on the trunk, Mirai’s available digital rearview mirror with HomeLink…

Connected to a camera on the trunk, Mirai’s available digital rearview mirror with HomeLink casts an obstruction-free view. You can zoom in, zoom out and adjust the mirror to get a better look at what’s behind you.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Qi-wireless charging with four USB ports

Set your compatible smartphone on the Qi-wireless charging pad…

Set your compatible smartphone on the Qi-wireless charging pad and it instantly starts charging—no power cords needed. Passengers can power their smartphone, tablets and more using one of the four USB charge ports. Up front, a media USB port links to Mirai’s audio system so your friends can easily share a new album or play their favorite podcast just by plugging in and pressing play.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Multi-Information Display

Behind the wheel, you don’t have to look far to find the information you need…

Behind the wheel, you don’t have to look far to find the information you need. Inside Mirai’s gauge cluster, an 8-in. color Multi-Information Display (MID) combination meter highlights your driving mode, fuel efficiency, safety alerts and more. Stay up to speed with the latest alerts and feel more in control on every drive.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6

Performance

Harness the power of hydrogen

Read Info

Limited shown in Oxygen White. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Rear-Wheel Drive

Enhancing both cornering and acceleration, Mirai’s premium rear-wheel-drive platform is engineered…

Enhancing both cornering and acceleration, Mirai’s premium rear-wheel-drive platform is engineered to make you want to take the long way home. With every twist and turn, you’ll fall in love with driving all over again.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Mirai Fuel Cell Power Control Unit shown using visual effects

Class-leading 402-mile range

With an available EPA-estimated range of up to 402 miles, …

With an available EPA-estimated range of up to 402 miles, Mirai just needs around five minutes to fill up and you’re ready to go.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited shown with available 20-in. Super Chrome aluminum alloy wheels. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Three hydrogen tanks

The all-new Mirai features an added hydrogen tank for extended range…

The all-new Mirai features an added hydrogen tank for extended range. These high-pressure carbon-fiber-reinforced-polymer tanks have been rigorously tested and proven to meet Global Technical Regulation No. 13.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

Read Info

Limited interior shown in White SofTex trim. Prototype vehicle shown with options using visual effects.

Drive modes

With three driving modes: ECO, Normal and Sport, Mirai lets you alter driving dynamics at the push of a button…

With three driving modes: ECO, Normal and Sport, Mirai lets you alter driving dynamics at the push of a button. With more control, you have the freedom to make every moment in the driver’s seat more exciting than the last.

VIEW SPECS

Read More
Show Less

• 1
• 2
• 3
• 4

Как работает водородный автомобиль

Расскажу про то, как устроен автомобиль на примере популярной модели Toyota Mirai.

Не так давно, в 2013 году Тойота представила миру первый в мире серийный водородный автомобиль Mirai, который сам вырабатывает для себя электричество. В нём находится электрический двигатель, который имеет мощность 154 л. с. В Mirai находятся 370 топливных элементов, постоянный ток которых преобразуется в переменный, а напряжение при этом повышается до 650 В. Максимальная скорость Toyota Mirai 175 км/ч. Дополнительный аккумулятор собирает лишнюю энергию, который может при необходимости обеспечить питание небольшого дома. Запас хода этого автомобиля 500 км, а по факту – примерно 350 км. Для сравнения — электрокар Tesla Model S может пройти на одном заряде целых 540 км, но, к сожалению, зарядка занимает целых 1,5 часа.

А как работает топливный элемент, простыми словами? Автомобиль заправляется водородом. Он смешивается с платиновым катализатором и кислородом в электрохимической системе. В результате этой реакции вырабатывается электрический ток, который питает двигатель и аккумуляторную батарею. В результате реакции образуется вода или пар.

А какое устройство и принцип работы водородного двигателя? Для работы применяют роторные ДВС, потому что стандартные поршневые двигатели быстро выходят из строя из-за влияния водорода на смазку и детали ДВС. Из-за высокой разницы между бензином и водородом перевести обычный двигатель непросто, особенно если это делать своими руками. Водород при горении вызывает перегрев клапанов, масла, поршней. Если нагрузку сделать очень высокую, то возникает детонация.

Решили эту задачу заменой чистого водорода на его смесь с бензином. Подача газа уменьшается при повышении крутящего момента, чтобы предотвратить перегрев деталей силового агрегата. Это применяется в таких моделях, как Mazda RX-8 Hydrogen RE и BMW Hydrogen 7, который был выпущен всего в 100 экземплярах. Здесь переключение между 2 типами топлива происходит автоматически. Но, несмотря на успешность эксперимента, всё равно имелись проблемы: сильно падала мощность авто, запаса водорода хватало всего на 200 км, а также из-за наличия бензина автомобиль не был признан экологически чистым.

Mazda RX-8 Hydrogen RE

Зачем в водородных автомобилях платина? Этот дорогой металл использовался в качестве катализатора, цена которого очень высока, что не может не отражаться на стоимости автомобиля. Хотя американские учёные уже создали катализатор на основе углеродных трубок, который стоит в 650 дешевле платины.

Таким образом, механизм работы водородного автомобиля похож на работу электромобилей. Всё дело только в источнике энергии.