A jövő kapujában? Két újdonság a Volkswagentől

Az Audi A7 Sportback h-tron quattro és a Volkswagen Golf Variant HyMotion képében rögtön két hidrogénes tanulmányt is bemutatott a Volkswagen konszern a Los Angeles-i Autószalonon. A Toyota nagyszériás premierje után a jelek szerint a másik világmárka is a tüzelőanyag-cellában lát lehetőséget. A jövő kapujában állunk?

Több mint 500 kilométer egyetlen tankkal – a kipufogóból pedig mindössze néhány vízcsepp jön: az A7 Sportback h-tron quattro nagy erejű, sportos tüzelőanyagcellás elektromos hajtást használ energiaforrásként, amit hibrid-akkumulátor és egy hátul működő elektromos motor egészít ki. Hajtásrendszere összkerékhajtású modellé avatja a 231 lóerő Audi A7 Sportback h-tron quattro tanulmányt, ami alapvető újdonság a tüzelőanyagcellás járművek körében. Az első és a hátsó hajtás itt nem áll mechanikai kapcsolatban, az A7 Sportback h-tron quattro kísérleti modell e-quattro hajtásrendszere teljesen elektronikus szabályozású forgatónyomaték-elosztással működik.

„Az A7 Sportback h tron quattro vérbeli Audi, azaz egyszerre sportos és gazdaságos. e-quattro hajtásrendszere két elektromos motorjával mind a négy kereket hajtja” – magyarázta Prof. Dr. Ulrich Hackenberg, az AUDI AG igazgatótanácsának a műszaki fejlesztés területéért felelős tagja. „A h-tron Concept Car meggyőzően igazolja, hogy a tüzelőanyagcellás technika területén is otthonosan mozgunk. Amint a piac igényli és az infrastruktúra lehetővé teszi, akár a sorozatgyártás is szóba jöhet.”

A h-tron név „h” betűje a hidrogénre, mint kémiai elemre utal. Külső megjelenésében a kísérleti modell, amelyet az Audi a Los Angeles-i Autószalonra hozott, megegyezik a sorozatgyártású kivitelekkel. Mint h-tron típusjelzése is mutatja, e Concept Car az alternatív hajtásrendszerű e-tron és g-tron Audi modellek sorába illeszkedik. Külsejében semmi más nem utal tüzelőanyagcellás hajtásrendszerére, amely a hidrogénből a fedélzeten állítja elő az elektromos áramot.

Az Audi kísérleti autójának tüzelőanyagcellája – akárcsak a hagyományos A7 Sportback belsőégésű motorja – az autó orrában kapott helyet.

Mivel a kipufogórendszer ez esetben kizárólag vizet vezet el, tömegtakarékos műanyagból készült. Maga az üzemanyagcella valójában több mint 300 önálló cella összessége, amelyek együttesen alkotnak egy köteget. Az egyes cellák központi eleme a polimer műanyag membrán, amelynek mindkét oldalán platinaalapú katalizátor található. Működése nem különösebben bonyolult: az anódra hidrogént vezetnek, amely protonokra és elektronokra bomlik. A protonok a membránon keresztül a katódra vándorolnak, ahol a levegő oxigénjével vízgőzt eredményezve lépnek reakcióba. Az elektronok ezzel szemben a cellakötegen kívülre vezethető elektromos áramot keltenek, az egyes cellák munkaponttól függően 0,6 – 0,8 volt feszültséget állítanak elő.

A tüzelőanyagcella temperálásáról saját hűtőköre gondoskodik, míg az utastérben egy hőcserélő és egy termo-elektromos, önszabályozó fűtőelem biztosít kellemes hőmérsékletet. A 80 Celsius fok hőmérséklettartományon működő hajtás magasabb követelményeket állít a hűtőrendszer elé, mint a vele összevethető teljesítményű belsőégésű motor, emellett azonban nagyobb, akár 60 százalékos hatásfok jellemezheti. Ez a mai belsőégésű motorok hatásfokának nagyjából a kétszerese. A rendszer indíthatósága egészen mínusz 28 Celsius fokig biztosított.

Az A7 Sportback h-tron quattro különlegessége hálózatról tölthető hibrid koncepciója, amely az Audi A2H2 és Q5HFC kísérleti modellek hajtásrendszerének továbbfejlesztése.

A rendszer az elektromos hálózatról kábel segítségével feltölthető lítium-ionos akkumulátorral van felszerelve, a 8,8 kWh energiatároló képességű konstrukció az Audi A3 Sportback e tron modellből érkezett. E nagyteljesítményű akkumulátor a tüzelőanyagcella számára is optimális partner. Fékezéskor hatékonyan tárolja a visszatáplálásból (rekuperáció) származó energiát, amivel teljes terheléskor jelentős teljesítménynövelést biztosít. Pusztán akkumulátora segítségével az Audi A7 Sportback h-tron quattro akár 50 kilométert is megtehet. Egy-egy teljes töltés feszültségtől és áramerősségtől függően két (380 voltos ipari áram) és négy óra (230 voltos háztartási hálózat) közötti időtartamot igényel.

A két elektromos motor egyaránt állandó gerjesztésű szinkronmotor. Teljesítményük egyenként 85 (így jön ki 231 lóerős rendszerteljesítmény), maximális forgatónyomatékuk 270+270 newtonméter. Az elektromos motorok házába egy 7,6:1 áttételű bolygóműves egységet integráltak a mérnökök. A rendszert mechanikus parkolófék és egy differenciálmű-funkció teszi teljessé. A 1,95 tonnás hidrogénes A7 mindössze 7,9 másodperc alatt gyorsít fel 100 kilométer/órás tempóra. Végsebessége 180 kilométer/óra.

Az ötajtós kupé bal hátsó sárvédőjén van a tanksapka-fedél, alatta a hidrogén betöltőnyílásával. Egy-egy tankolás – akárcsak a belsőégésű motor hajtotta autók esetében – csupán mintegy három percet vesz igénybe. A tartályok infravörös jelekkel kommunikálnak a töltőberendezéssel, s egyenlítik ki az esetleges nyomás- és hőmérséklet-különbségeket. A tartályok 700 bar nyomáson mintegy öt kilogramm hidrogénnel tölthetők fel, ami több mint 500 kilométerre elegendő. Az NEFZ-menetciklus szerint mérve a hidrogénfogyasztás nagyjából egy kilogrammra adódik 100 kilométerenként, amelynek energiatartalma 3,7 liter benzinének felel meg.

A helyi forgalomban már ma is teljes mértékben károsanyag-kibocsátás nélkül közlekedik az A7 Sportback h-tron quattro, megújuló forrásokból nyert hidrogénnel tankolva azonban akár globálisan is nulla emissziójú járműként üzemelhet. Az Audi 2013 óta olyan kísérleti berendezést működtet Alsó-Szászországban, amely a szélenergiát vízbontás (elektrolízis) útján hidrogén előállítására használja fel. Jelenleg e hidrogént még szintetikus metán (Audi e-gas) fejlesztésére használják fel, ha azonban a jövőben hidrogén-töltőállomások hálózatába táplálják, közvetlenül a tüzelőanyagcellás járművek is tankolhatók vele. Ez viszont már konkrét megoldás a károsanyag-kibocsátás nélküli, hosszútávon fenntartható mobilitás kérdésére.

Nem csoda, hogy a névadó konszern márkája is a technika mellett teszi le voksát. A hidrogénes Golf kombi tanulmány a hagyományos modellel megegyező külsőt kap, lemezei alatt viszont 136 lóerős hajtásláncot találunk, amely 10 másodperces 0-100-as sprinttel vértezi fel a tüzelőanyagcellás modellt. A lítium-ionos kiegészítő akkumulátor és a hibrid funkció itt is jelen van (innen a HyMotion elnevezés, a maximális hatótáv ennek köszönhetően 500 kilométerre adódik, ugyancsak három perces töltési idő mellett.

A Toyota, majd a Honda úttörése mellett a BMW már szándéknyilatkozatot tett a hidrogén mellett, most pedig a Volkswagen konszern is csatlakozik hozzájuk. Nem kapkod, inkább kivár, miközben szépen lassan újdonságok armadáját tölti csőre, hogy amikor megérik a piaci helyzet, tüzelőanyagcellás modellekkel gazdagítsa kínálatát. Lehet, hogy a jövő hajtáslánc szempontból egységesebb lesz, mint gondoltuk?

Forrás: Autó Pult