Топливные элементы E-Flex с водородом в качестве источника энергии позволили значительно усовершенствовать электрический привод автомобиля
Результаты глобального проекта корпорации GM, направленного на снижение потребления транспортными средствами масел и поиск новых топлив для автомобилей, были наглядно продемонстрированы на Шанхайской Автомобильной Выставке. Здесь была показана архитектура электрического привода автомобилей, в основе которой лежит самая совершенная на сегодняшний день система водородных топливных элементов. Этот, уже второй, вариант системы E-Flex включает в себя энергетическую установку пятого поколения на топливных элементах и литий-ионной батарее. Такой тандем позволил увеличить пробег автомобиля без заправки до 300 миль (483 км), причём автомобиль не нуждается в бензине, а вредные выбросы в атмосферу отсутствуют. Транспортное средство, оснащённое такой системой, является по-настоящему «чистым» (Автомобиль без вредных выбросов, ZEV). Вся электрическая энергия на нём вырабатывается водородными топливными элементами или поступает от аккумуляторной батареи. Эта батарея, имеющая возможность зарядки от внешнего источника, дополнительно увеличивает запас хода автомобиля на 20 миль (34 км).
Система E-Flex, вырабатывающая электрическую энергию для всех нужд транспортного средства, может сделать его по-настоящему «всеядным», получающим энергию из множества источников. Впервые эта разработка, установленная на автомобиль Chevrolet Volt, была продемонстрирована на Североамериканском Автомобильном салоне. Volt имеет аккумуляторную батарею, которая может обеспечить его энергией на 40 км пути, и маленький двигатель с генератором, работающий на биотопливе и способный увеличить запас хода до внушительных 640 миль (1030 км).
«Вся прелесть разработки E-Flex заключается в том, что с её помощью мы можем в одном и том же автомобиле размещать различные энергетические установки в зависимости от того, какой источник энергии наиболее предпочтителен в регионе сбыта автомобиля», — сказал Лари Бёрнс (Larry Burns), занимающий пост вице-президента научно-исследовательского, опытно-конструкторского и стратегического подразделения корпорации. «Она даёт нам возможность использовать различные источники энергии. Это может быть как водород, так и огромное количество возобновляемых источников энергии (ветер, Солнце, приливы и отливы, гейзеры, биологические топлива). Кроме того, здесь можно использовать природный газ, чистый уголь, ядерное топливо и традиционный бензин».
«Гибкость системы E-Flex проявляется в двух аспектах: выбор энергетической установки, а также источника энергии, способного конкурировать с нефтяными топливами и отвечающего требованиям, предъявляемым постоянно развивающимся автомобильным транспортом».
Независимые исследования показали, что транспортные средства на топливных элементах обладают превосходной экономичностью и выбрасывают значительно меньше парниковых газов, чем автомобили с аналогичными техническими характеристиками, оборудованные двигателями внутреннего сгорания.
Система топливных элементов пятого поколения, разработанная корпорацией General Motors, занимает в два раза меньше места, чем её предшественница, и имеет при этом такую же мощность. Четвёртое поколение системы было установлено на концептуальный автомобиль Chevrolet Sequel. В топливный резервуар Sequel помещаются 8 кг водорода, которых хватает на 300 миль (483 км) пути. Volt с «полным баком» способен проехать те же 300 миль, однако его ёмкость для топлива вмещает всего 4 кг водорода (75 миль/кг).
Разработки GM наилучшим образом демонстрируют способность систем на топливных элементах конкурировать с двигателями внутреннего сгорания, причём сразу по многим параметрам, таким как размеры, мощность, надёжность и стоимость.
«Наш прогресс показал, что энергетические установки вполне жизнеспособны и пригодны для использования в автомобилях», — добавил Бёрнс. «Однако, прежде чем эта технология получит повсеместное распространение, правительства стран, поставщики энергии и фирмы, образующие инфраструктуру автомобильного транспорта, должны совместно с корпорацией General Motors подготовить рынок к появлению на нем таких автомобилей и топлива для них».
Повысить экономичность модели Volt позволило применение современных технологий и использование лёгких материалов. Хотя данный автомобиль в снаряжённом состоянии весит 3500 фунтов (1588 кг), это всё равно на 30 % меньше, чем у Sequel. Энергетическая установка целиком уместилась под капотом, заняв почти столько же места, сколько требуется четырёхцилиндровому двигателю с автоматической коробкой передач. Volt имеет накладки на крылья, изготовленные из формованного пластика, вклеенные стёкла, панель приборов и рулевое колесо. Каждая деталь легче обычного аналога на 30 — 50 %.
Автомобиль с топливными элементами E-Flex, кроме прочих технических новинок, имеет колёсные электродвигатели третьего поколения, спрятанные в задних колёсах и подающие на них момент в дополнение к уже имеющемуся моменту, распределенному между всеми колёсами. Новая технология, использованная в этих электродвигателях, позволила избавиться от металлического сердечника. Это повлекло за собой значительное снижение массы и повышение мощности электродвигателей по сравнению с их предшественниками первого поколения, представленными ещё в 2003 году.