А. В. Агарков, заместитель заведующего отдела сертификации колесных транспортных средств;
К. Я. Шевчук , заведующий отдела сертификации колесных транспортных средств;
Ю. І. Iванина, ведущий инженер отдела сертификации колесных транспортных средств; (ГП «ГосавтотрансНИИпроект»)
ОПЫТ КОМПАНИЙ “AVL” И “NISSAN” ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ТОТЭ В КАЧЕСТВЕ РАСШИРИТЕЛЕЙ ПРОБЕГА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
DOI:10.33868/0365-8392-2019-2-258-31-35
Аннотация. Ранее мы рассматривали перспективность использования энергетических систем на твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ) в качестве вспомогательных силовых установок для грузового автомобильного транспорта: были рассмотрены американский и европейский опыт. Высокий уровень ожиданий от данной технологии был показан с описанием экономических и технических данных. В этой работе рассматривается первый мировой опыт использования энергетических установок на ТОТЭ в качестве расширителя пробега для электрических легковых автомобилей. Соответствующая работа была проведена коллективом исполнителей австрийской компании «AVL» и компании «Nissan». Описанное легковое транспортное средство было разработано и создано для демонстрации во время летних Олимпийских игр в 2016 году в Рио-де-Жанейро (Бразилия). Био-этанол, произведенный из природных источников, был использован в качестве топлива для энергоустановки на твердооксидных топливных элементах. Созданное транспортное средство было оборудовано литий-ионным аккумулятором, который использовался в качестве основного источника энергии, а энергоустановка на твердооксидных топливных элементах с мощностью 5 кВт применялась в качестве расширителя пробега для увеличения пробега транспортного средства методом подзарядки батареи во время движения для компенсации ее разряда по причине движения автомобиля по дороге. Это легковое транспортное средство было испытано в дорожных условиях. Пробег при использовании только литий-ионного аккумулятора был измерен на уровне 120 км, в то время как использование энергоустановки на твердооксидных топливных элементах позволило увеличить это значение до 600 км – примерно в 5 раз. Было показано, что время запуска энергоустановки на ТОТЭ составляет около 40 минут, что подходит для данного применения, поскольку энергоустановка на твердооксидных топливных элементах не является основным источником энергии, транспортное средство может начинать движение до запуска системы на ТОТЭ за счет энергии аккумуляторов. Эти данные, очевидно, обосновывают сильные преимущества введения системы с аккумулятором и расширителем пробега на твердооксидных топливных элементах для легкового транспорта.
Ключевые слова: автомобильный транспорт; легковой автомобиль; твердооксидные топливные элементы; ТОТЭ; энергетическая установка; расширитель пробега; электрический автомобиль.
REFERENCES
1. Aharkov, O. V., Shevchuk, K. Ya. (2015). Perspektyvy vykorystannya tverdooksydnykh palyvnykh elementiv v avtomobil’nomu transporti. [Prospects for the use of solid oxide fuel cells in road transport]. Avtoshlyakhovyk Ukrayiny, 4, 246, 23.
2. Aharkov, O. V., Shevchuk, K. Ya., Ivanyna, Yu. I. (2017). Yevropeys’ka prohrama rozrobky dopomizhnykh sylovykh ustanovok dlya avtomobil’noho transportu na bazi tverdooksydnykh palyvnykh elementiv. [European program of development of auxiliary power plants for road transport on the basis of solid oxide fuel cells]. Avtoshlyakhovyk Ukrayiny, 3, 251, 2.
3. Burmistrov, I. N., Agarkov, D. A., Korovkin, E. V., Yalovenko, D. V. & Bredikhin S. I. (2017). Fabrication of membrane-electrode assemblies for solid-oxide fuel cells by joint sintering of electrodes at high temperature. Russian Journal of Electrochemistry, 53, 8, 873–879. https://doi.org/10.1134/S1023193517080043
4. Burmistrov, I. N., Agarkov, D. A., Tsybrov, F. M. & Bredikhin S. I. (2016). Preparation of membrane-electrode assemblies of solid oxide fuel cells by co-sintering of electrodes. Russian Journal of Electrochemistry, 52, 7, 669–677. https://doi.org/10.1134/S1023193516070053
5. Burmistrov, I. N., Agarkov, D. A., Bredikhin, S. I., Nepochatov, Yu. K., Tiunova, O. V. & Zadorozhnaya O. Yu. (2013). Multilayered Electrolyte-Supported SOFC Based on NEVZ-Ceramics Membrane. ECS Transactions, 57, 1, 917–923. DOI: doi: 10.1149/05701.0917ecst
6. Large Engines. (2019). Retrieved from https://www.avl.com/engineering-solutions-for-large-engines/-/asset_publisher/ gYjUpY19vEA8/content/avl-solid-oxide-fuel-cell-combined-heat-and-power-avl-sofc-chp-?inheritRedirect=false
7 Nissan Motor Corporation. (2019). Retrieved from https://www.nissan-global.com/EN/COMPANY/PROFILE/
8. Nissan unveils world’s first Solid-Oxide Fuel Cell vehicle. (August 4, 2016). Retrieved from https://nissannews.com/en-US/nissan/usa/releases/nissan-unveils-world-s-first-solid-oxide-fuel-cell-vehicle. https://doi.org/10.1016/S1464-2859(16)30231-0
9. Fuel Cell Bulletin. (2016). Nissan SOFC powered vehicle system runs on bioethanol. 7, 2–3. https://doi.org/10.1016/S1464-2859(16)30165-1
10. Tesla Model 3: review. (2019). Retrieved from https://www.tesla.com/model3