S GM HydroGen4 vstříc nulovým emisím

HydroGen4 je poháněný nejmodernějším systémem palivových článků GM a je významným milníkem na cestě k úplně bezemisním technologiím palivových článků v automobilech. HydroGen4 zaznamenal vůči svému předchůdci pozoruhodný pokrok směrem ke každodenní využitelnosti, v dynamice i v životnosti systému. Vývoj palivových článků vstoupil také do nové éry organizace GM. „Výzkumná divize Fuel Cell Activities (FCA) s více než 600 zaměstnanci se začlenila do klasického vývoje sériových vozidel, čímž získala v rámci koncernu klíčové postavení," dodáva Carl-Peter Forster. „I tímto způsobem připravujeme technologii palivových článků pro sériovou výrobu." Více než 400 inženýrů bude pokračovat ve vývoji v rámci Powertrain Organization (motory), dalších 100 se přemístí do globálního vývoje produktů, aby začali s integrací palivových článků do nových modelů GM.

Více než 100 vozidel čtvrté generace připravených pro globální nasazení

GM HydroGen4 (délka /šířka/výška: 4 796/1 814/1 760 mm) je už čtvrtou generací modelu Chevrolet Equinox Fuel Cell. Už na jaře roku 2008 první z těchto prototypů s palivovými články (plánuje se příprava globální flotila víc než 100 vozidel) vyjede na silnice  USA, aby se zúčastnily zkušebního programu „Project Driveway". Provozovatelé těchto automobilů budou pro GM shromažďovat všechny důležité informace o provozu jejich automobilů. Od poloviny roku 2008 absolvuje deset vozů HydroGen4 každodenní testy v Berlíně v rámci Clean Energy Partnership (CEP). Ve druhé fázi programu CEP budou  těmito vozy jezdit řidiči s odlišným stylem, takže opravdu důkladně prověří vlastnosti experimentálních modelů.

Sada palivových článků v modelu HydroGen4 se skládá ze 440 sériově propojených článků. Tento systém produkuje elektrický výkon 93 kW. S pomocí synchronního elektromotoru o výkonu 73 kW/100 k trvá zrychlení z 0 na 100 km/h asi 12 sekund. Maximální rychlost vozidla s pohonem předních kol činí asi 160 km/h. HydroGen4 je navržený na životnost 2 roky/80 000 km. Dokáže startovat a jezdit i při teplotách pod bodem mrazu - to je výrazný pokrok vůči předchůdci HydroGen3. Tento vývoj byl dosažen díky promyšlené kombinaci opatření, jako jsou tepelná izolace, vodní management a provozní strategie. Čtyřmístné vozidlo nabízí komfort, prostor a vysokou úroveň bezpečnosti dnes běžných automobilů. 

4,2 kg stlačeného vodíku umožňuje dojezd až 320 km

Během vývoje modelu HydroGen4 dokázali vědci a konstruktéři z GM Fuel Cell centra v Honeoye Falls (stát New York), Torrance (Kalifornia) a Mainz-Kastelu (Německo) zužitkovat spousty vědomostí a zkušeností získaných během rozsáhlých a důkladných zkoušek předchozích studií a konceptů. Při vývoji vedle sebe existovaly dvě verze modelu HydroGen3. Zatímco jedna využívala kapalný vodík o teplotě -253 °C, druhá vodík stlačený. Rozhodnutí nakonec padlo na plynný, vysoce stlačený vodík. „Hlavním důvodem bylo neustálé „odpařování" kapalného vodíku," vysvětluje Dr. Udo Winter, ředitel GME Fuel Cell Activities. „I při použití optimální tepelné izolace se zásobník pomalu zahřívá, takže kapalný vodík se vypařuje a v zásobníku roste tlak. Po několika dnech se plynný vodík musí upustit, čímž vznikají ztráty paliva. V případě stlačeného plynu takovéto ztráty nevznikají."  HydroGen4 má systém třech zásobníků z kompozitního materiálu z uhlíkatých vláken. Při tlaku 700 barů se do nich vejde 4,2 kg vodíku, což umožňuje dojezd až 320 km.
 

Vyrovnávací baterie umožňuje regenerativní brždění 

Součástí nového pohonného systému s palivovými články je i nikl-metal-hydridová vyrovnávací baterie a kapacitou 1,8 kWh. Baterie zabezpečuje lepší jízdní výkony a pokrývá výkonové špičky systému. Zlepšila se též účinnost pohonného systému, protože vyrovnávací baterie umožňuje regenerativní brždění. Při brzdění se elektromotor připojí ke generátoru a při brždění vznikající elektrickou energii využije na dobití baterie. Pokud je nutné brzdit intenzivněji, používají se běžné hydraulické brzdy. Tato kombinace regenerativního a hydraulického brždění se nazývá „brake blending" (smíšené brzdění). Využívá se pro programy stabilizace jízdy, jako např. ABS, či ESP. Baterie a technologie brzdění jsou též důležitým pojivem s inovativní architekturou elektrických automobilů GM E-Flex, na které společnost GM rovněž usilovně pracuje.

Elektrický turbokompresor dodává vzduch palivovým článkům

Srdcem automobilu HydroGen4 je soustava palivových článků. Palivové články proměňují bez spalování chemickou energii na elektrickou. Prostřednictvím elektro-chemické reakce v nich z vodíku a kyslíku vzniká voda, přičemž se produkuje i elektrická energie. Elektrochemický proces v palivových článcích probíhá takto: Vodík se na anodě katalyticky štěpí na kationty a uvolňuje elektrony. Negativně nabitý elektron prochází do vnějšího okruhu směrem ke katodě - touto cestou vzniká elektrický obvod. Kationty vodíku putují ke katodě jinou cestou. Na katodě se redukuje kyslík na anionty, které reagují s kationy vodíku na vodu. Soustava dostatečného počtu článků tak dokáže vyrobit množství elektřiny dostatečné pro pohon elektromotoru.

Text a hi-res fotografie na: http://media.gmeurope.com/