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Tecnología

En el enchufe

RONDA DE DECISIÓN: ELECTRONES CONTRA HIDROCARBUROS

El progreso en el diseño de vehículos eléctricos finalmente se ha hecho visible a simple vista.

Mikhail GZOVSKIY, Alexey VOROBYEV-OBUKHOV

Cada año hay más y más automóviles "eléctricos" en las vías públicas, y los informes de nuevos desarrollos en esta área no salen de las páginas de revistas y periódicos. ¿Puede un automóvil eléctrico realmente ser capaz de competir con automóviles de gasolina y diesel? ¿O el uso de alta tecnología es solo un truco publicitario astuto diseñado para demostrar la superioridad sobre los competidores?

Hasta hace poco, el desarrollo de vehículos eléctricos estaba limitado por bajos parámetros de las fuentes actuales. Durante muchos años, una batería de plomo-ácido tradicional sirvió como esto. Entre otras deficiencias graves, limita el kilometraje del automóvil para recargar unos 150 kilómetros. Por supuesto, con el tiempo, la batería pudo aligerar y reemplazar el ácido en forma líquida con un gel menos peligroso. Sin embargo, aquí no se esperan sensaciones: la densidad del "empaque" de energía y la potencia de las baterías ácidas casi han alcanzado el límite teórico. Al reemplazar el plomo con níquel, fue posible crear una gama completa de baterías nuevas: níquel-cadmio, níquel-hidrógeno y níquel-zinc. Se caracterizan por su durabilidad, insensibilidad a las heladas, la capacidad de recargarse rápidamente. Sin embargo, el precio, las picaduras y el agua en algunos tipos de baterías aún deben agregarse periódicamente.

Los más prometedores hoy en día son los sistemas de hidruro de níquel-metal: tienen indicadores máximos específicos y la autodescarga es aceptable: 50% de la capacidad por mes. Han pasado seis años desde que las baterías de hidruro de níquel metal se usaron por primera vez en la industria automotriz. Durante este tiempo, los autos eléctricos experimentales rodaron millones de kilómetros a lo largo de las carreteras, demostrando su idoneidad para operar a temperaturas de -25 a + 50 ° С.

Las ventajas obvias de los sistemas de hidruro de níquel-metal, en primer lugar, son el funcionamiento que casi se duplica en comparación con una batería de plomo ácido hasta la próxima recarga, hasta 250 kilómetros. Y en 1996, también se registró un récord: ¡el automóvil Solektria-Sunrise, conducido solo por un motor eléctrico con baterías de hidruro de níquel-metal, superó más de 600 km de una vez! Otra ventaja indiscutible es la velocidad de recarga: ¡en solo 10 minutos, dicha batería se puede "cargar" al 80% de su capacidad! Durante las pruebas, resultó que los sistemas de hidruro de níquel-metal pueden soportar más de 80 mil ciclos de carga-descarga, lo que es comparable al kilometraje de 160 mil km.

Todo esto el comprador estará encantado de contarlo, por ejemplo, en los concesionarios Toyota en los EE. UU. E inmediatamente se le ofrecerá viajar en el nuevo vehículo todo terreno RAV-4EV. Debajo del piso hay 24 baterías de hidruro de níquel-metal que alimentan el motor eléctrico de 67 litros. con Esto es suficiente para una aceleración bastante rápida (0–100 km / h - 18 s), y la velocidad máxima tuvo que limitarse a 125 km / h. Me gustó: "RAV-4EV" se puede comprar allí por 42, 000 dólares. ¿Algo no te queda bien? No se moleste, porque la elección de los vehículos eléctricos "Toyota" no está limitada. Aquí y el Honda-EV Plus, y el Ford Ranger EV, y el Nissan Altima EV - la lista continúa. A los europeos les gustaron el "Peugeot 106 Electric" y el "Citroen-AH Electric", y se llamó al micromobile Bombardier NV para impresionar a los jóvenes de moda, por lo que pidieron casi nada menos que algunos VAZ. Y aunque estos modelos nunca se producirán en las mismas cantidades que las versiones de gasolina, su valor no debe subestimarse. Después de todo, los autos eléctricos dieron origen a una nueva dirección extremadamente prometedora: los llamados autos híbridos.

Un esquema híbrido es una combinación de un motor que funciona con combustible familiar (gasolina o gas, pero más a menudo con combustible diesel) y un motor eléctrico. Un representante típico de este grupo en particular, Toyota Prius (ZR, 1998, No. 1), es uno de los ejemplos más exitosos desde un punto de vista comercial. El año pasado, más de 10 mil clientes prefirieron este modelo, y esto, ya ves, ya significa algo.

Sin embargo, los estudios se realizan de acuerdo con varios escenarios, cada uno de los cuales es interesante y prometedor a su manera. Es probable que las baterías sigan dando paso a otra fuente de energía más práctica. Entre los principales contendientes por el título de "principal competidor de los motores de combustión interna" hoy se denominan automóviles con celdas de combustible.

La pila de combustible vio la luz por primera vez en 1839, cuando el físico inglés William Grove recibió corriente como resultado de la reacción electroquímica de hidrógeno con oxígeno. El tema se desarrolló intensamente en los años 60 y 70 de nuestro siglo, cuando los motores con celdas de combustible se utilizaron por primera vez en la industria espacial. Uno de los pioneros en la introducción de esta tecnología en la industria automotriz es la empresa Mercedes-Benz (ahora Daimler-Chrysler). En 1994, sobre la base de la camioneta, construyó un prototipo de un automóvil Neckar-1 con celdas de combustible, y dos años después, un automóvil de pasajeros de clase V estaba equipado con una planta de ese tipo. El siguiente paso fue el estreno de Nekara-3, que utiliza metanol como combustible. Una característica distintiva de este modelo es la falta de baterías para almacenar energía. El proceso en el sistema tiene lugar directamente: cuando presiona el pedal del acelerador, aproximadamente el 90% de la potencia máxima está disponible después de menos de dos segundos. Como resultado, una dinámica de aceleración decente del automóvil, que es bastante comparable a los modelos convencionales de diesel o gasolina. En cuanto al combustible, el uso de metanol no requiere medidas especiales de seguridad, y el proceso de reabastecimiento de combustible de un automóvil no es muy diferente al de llenar un tanque con gasolina. Por cierto, el tanque de combustible Neckar-3 contiene 38 litros de combustible, en los cuales el automóvil puede superar los 400 km. Este resultado aparentemente ya bueno superó a "Neckar-4", el próximo y probablemente no el último prototipo en el camino hacia la producción en masa.

Además de la preocupación de Daimler-Chrysler, muchas empresas llevan a cabo la investigación y el desarrollo de automóviles con celdas de combustible: Ford y Volvo, Nissan y Renault, Mazda … Y aunque todavía hay muchos problemas por resolver en el camino Según las previsiones de Daimler-Chrysler, para la producción en serie de tales automóviles, solo esta compañía podrá lanzar la producción de 40 a 100 mil unidades de vehículos de celdas de combustible en los próximos 4 a 5 años.

¿Está este pronóstico destinado a hacerse realidad? Si no, ¿cuál será el automóvil de mediados del siglo XXI? Depende no solo del desarrollo de la tecnología, sino también de muchos otros factores, incluidos los políticos. De hecho, muchas de las medidas ya tomadas para mejorar el medio ambiente se percibieron una vez con hostilidad, porque requerían grandes costos financieros. Por ejemplo, en los EE. UU., La ley que insta a cada compañía a tener al menos un modelo de automóvil eléctrico en su programa para el año 2003 está llamada a estimular a la industria automotriz a buscar activamente nuevas soluciones. De lo contrario, una prohibición del comercio. Las medidas son, por supuesto, difíciles, pero ¿no vale la pena el futuro verde?

tanque de combustible de hidrógeno

electrónica de potencia

motor electrico

pilas de combustible

Ubicación de las unidades Ford-R2000 con celdas de combustible.

conclusión negativa

válvula de seguridad

conclusión positiva

anillos colectores

electrodo positivo

electrodo negativo

cuerpo

separador

El dispositivo es un elemento hidruro de níquel metal.