GM Europe
10. září 2007
Palivové články: Deset let intenzivního výzkumu Rekordy a technické milníky přibližují vodíkový pohon k sériové výrobě
General Motors (GM) až doposud investoval více než jednu miliardu dolarů do svých výzkumných center v Německu, Japonsku a v USA. Jejich cílem je vyvinout vodíkové palivové články tak, aby byly připravené pro velkosériovou výrobu a použití k pohonu automobilů. Přibližně 600 zaměstnanců ve výzkumném a vývojovém centru Fuel Cell Activities (FCA) (Opel a GM ho společně založily v roce 1997) se k tomu cíli krok po kroku přibližuje i prostřednictvím mnoha experimentálních vozidel. Vědci a konstruktéři mohli od počátku využívat bohaté zkušenosti z oblasti elektrického pohonu i technologie související s vodíkem a palivovými články, protože technici GM v Detritu postavili první osobní automobil (GM Electrovan) s pohonem využívajícím palivové články už v 60. letech 20. století. Historie vývoje palivových článků, zejména během posledních deseti let, je důkazem vysoké úrovně odbornosti a je bohatá na inovace a rekordy, jako např.: 1998 Na autosalonech v Ženevě v Paříži představili inženýři z FCA svoji první studii vozidla s palivovými články. Prototyp konvertoval metanol pomocí reformátoru na plynný vodík. Únor 2000 Na autosalonu v Ženevě byl představen HydroGen 1, první pojízdný prototyp na bázi Opelu Zafira s pohonem využívajícím vodíkové palivové články. Zásobník palivových článků s 200 spojenými články produkoval až 80 kW konstantního výkonu. S pomocí
-2třífázového synchronního elektromotoru zrychloval HydroGen1 z 0 na 100 km/h za cca 16 sekund a dosahoval nejvyšší rychlosti 140 km/h. Léto 2000 HydroGen1 byl během světové tour představen automobilovým odborníkům a vládním činitelům v Evropě, Asii, Oceánii i v Americe. HydroGen1 se v rámci tour představil i jako vodící automobil maratónského běhu na Olympijských hrách v australském Sydney. Říjen 2000 GM se stává členem California Fuel Cell Partnership (CaFCP), konsorcia výrobců automobilů, energetických společností a vlády státu Kalifornia. Cílem konsorcia je připravit v Kalifornii trh pro vozidla s vodíkovým pohonem a pohonem využívajícím palivové články. 2001 Zafira s palivovými články se dostala do novinových titulků po celém světě: Během programu vytrvalostních testů ve zkušebním centru GM Mesa v Arizoně ustavila 15 světových rekordů pro automobily s palivovými články. Stala se jediným osobním automobilem s palivovými články schopným absolvovat 450 km dlouhý mezinárodní závod ekologických automobilů „Michelin Challenge Bibendum” z Los Angeles do Las Vegas. Leden 2002 Na autosalonu v Detritu GM představil novou studii vozu pro 21. století – AUTOnomy. Poprvé se podařilo skloubit palivové články s ovládáním „by wire“: řízení, brzdy a další funkce vozu se ovládaly elektronicky a ne mechanicky. Všechny pohonné a ovládací systémy byly umístěné v plochém podvozku, konstrukčně připomínajícím skateboard. Záři 2002 Jen osm měsíců po představení studie AUTOnomy v Detritu následuje na autosalonu v Paříži pojízdná studie Hy-wire. I ta kombinuje palivové články a technologii „by-wire“. Podobně, jako v případě studie AUTOnomy, se řízení, brzdy a plyn ovládaly elektronicky. Pohonný systém se zásobníkem vodíku, palivovými články a elektromotorem byl kompletně zabudovaný ve „skateboardovém“ podvozku vysokém jen 279 mm. Prosinec 2002 V jižní Francii se představil HydroGen3 – třetí generace pohonu s vodíkovými palivovými články. Během testovacích jízd s novináři z řady zemí demonstrovala Zafira s palivovými články, třífázovým asynchronním motorem (60 kW/82 k) a maximální rychlostí 160 km/h
-3svoji každodenní využitelnost. Zajímavostí bylo, že automobil by už bylo možné montovat na stávajících výrobních linkách. Červenec 2003 První zkoušky každodenního využití modelu HydroGen3 v tokijském provozu. Kurýrní služba FedEx použila studii pro pravidelný rozvoz zásilek v hlavním městě Japonska. Vůz byl součástí Japan Hydrogen & Fuel Cell Demonstration Projects (JHFC), vedeného japonskou vládou. Listopad 2003 V Berlíně se v rámci projektu Clean Energy Partnership (CEP) začalo s výstavbou první integrované veřejné čerpací stanice vodíku v Německu. Cílem projektu, který podporovala německá vláda a partneři z oblasti průmyslu, bylo ověřit každodenní využitelnost vodíku v dopravních prostředcích a posoudit zájem potenciálních zákazníků. Květen/červen 2004 HydroGen3 skvěle demonstroval svoji každodenní využitelnost a spolehlivost během dálkové jízdy z Hammerfestu (Norsko), nejsevernějšího města Evropy, na Cabo da Roca, nejzápadnější bod Evropy poblíž hlavního města Portugalska Lisabonu. 23 novinářů z 15 evropských a amerických států se střídalo za volantem „vodíkové“ Zafiry během 38-denního maratonu dlouhého 9696 kilometrů přes 14 státu. Předchozí rekord pro automobily s palivovými články byl překonán takřka dvojnásobně. Červen 2004 Firma U.S. Postal Service (U.S. pošta) se stala první organizací v USA, která začala komerčně využívat automobil s palivovými články - HydroGen3 byl nasazen na rozvoz zásilek ve Washingtonu D.C. Leden 2005 Chevrolet Sequel se po studiích AUTOnomy a Hy-wire stal třetím vozidlem představeným veřejnosti během autosalonu v Detritu pod mottem „Znovu objevený automobil“. Tak, jako jeho předchůdci, i Sequel byl speciálně navržen pro vodíkové technologie a palivové články. Sequel mohl byt vybaven nádrží na 8 kg vysoce stlačeného vodíku, což vozu propůjčovalo akční rádius 480 km. Na rozdíl od studií AUTOnomy a Hy-wire, které byly čistokrevnými studiemi, byl Sequel plně provozuschopný automobil. Také on spojoval pohon s palivovými články s technologií By-wire.
-4Duben 2005 HydroGen3 absolvoval další vytrvalostní test na prvních závodech „Rallye Monte Carlo Fuel Cell and Hybrids”. Zafira zvítězila v kategorii automobilů s palivovými články, když absolvovala 417 k, dlouhou trasu napříč Švýcarskem, Itálii a Francií průměrnou rychlosti asi 80 km/h. Trať přitom vedle přes města a nechyběly horské úseky se serpentinami. Za studie seděl bývalý pilot F1 a tovární pilot Opelu Heinz-Harald Frentzen. Červen 2005 V rámci struktury Clean Energy Partnership (CEP) začal Opel/GM ukázkový test v Berlíně ve spolupráci se švédskou nábytkářskou společnosti IKEA. Továrna od té doby používá model HydroGen3 pro dodávky zboží svým klientům. Podzim 2005 GM představuje HydroGen3 v Číně (Šanghaj) a v Jižní Koreji (Soul), aby demonstroval každodenní využitelnost vozu, zvýšil zájem veřejnosti o takováto vozidla a podpořil dvě vládní iniciativy, týkající se regulace škodlivin. Září 2006 Současně s představením modelu Chevrolet Equinox Fuel Cell, už čtvrté generace automobilu s palivovými články, GM oznamuje, že připraví největší flotilu osobních automobilů s palivovými články na světě. Vyrobeno a zákazníkům předáno bylo více než 100 automobilů Chevrolet Equinox Fuel Cell, v Evropě pojmenovaných HydroGen4. Zákazníci budou mít za úkol zaznamenávat své zkušenosti s vozy a s tankováním vodíku. Září 2006 GM a nejdůležitější automobilové a energetické společnosti se dohodly na prvních krocích tříetapového plánu, vedoucího k vytvoření vodíkové infrastruktury a komercionalizace vodíkových vozidel. Duben 2007 Na autosalóne v Šanghaji GM prezentuje studii Chevrolet Volt ve verzi poháněné palivovými články. Využívá při tom inovativní technologii E-Flex, tedy elektrický pohon, jehož architektura umožňuje do stejného podvozku namontovat různé pohonné systémy. Ty mohou vyrábět elektřinu, aby tak zvětšili dojezd vozu. Vodíkem poháněná verze je pátou generací pohonných jednotek General Motors využívajících palivové články. Květen 2007 Během zkušebních jízd v USA ustanovil Chevrolet Sequel s palivovými články nový světový rekord, když projel na jednu náplň nádrže a v běžném provozu doposud
-5nepřekonanou vzdálenost - 480 km! Larry Burns, viceprezident GM pro výzkum a vývoj, jej označil za „technicky nejpokrokovější automobil v historii“. 5-sedadlový automobil využívá např. elektronické řízení a brzdy (by-wire), tři elektrické motory (z toho dva v nábojích zadních kol), lithium-ionovú baterii a bezemisní pohon. Pohonný systém je umístěný v hliníkovém podvozku. Červen 2007 GM oznámil, že výzkumná divize Fuel Cell Activities (FCA) s více než 600 zaměstnanci byla začleněna do vývoje sériových modelů. Tento krok je přípravou na sériovou výrobu modelů s palivovými články. Více než 400 inženýrů bude pokračovat ve vývoji v rámci Powertrain Organization (motory) a dalších 100 se začlenilo do celosvětového vývoje vozů GM, aby začali s integrací palivových článků do budoucích modelů GM.
Text a hi-res fotografie na http://media.gmeurope.com.
