Как появились первые водородные автомобили Mercedes-Benz

Daimler Truck AG летом 2024 года планирует начать потребительские испытания магистральных тягачей GenH2 на водородных топливных элементах, а пока представляем уникальную историю развития технологии Fuel Cell на автомобилях с трехлучевой звездой

А все началось 25 февраля 1991 года с разработки блока топливных элементов для питания электромобилей в рамках проектного предложения компании Dornier GmbH в Фридрихсхафене, в то время входившей в Daimler. Это была эпоха «Группы интегрированных технологий» (Integrated Technology Group). Именно под этим корпоративным крылом тогдашняя Daimler-Benz AG объединила несколько компаний из разных отраслей: цифровой и компьютерной электроники, и даже космонавтики.

Компания Dornier разрабатывала системы для пилотируемых космических кораблей, включая щелочные топливные элементы AFC для питания. В 1980-х годах возникла новая технология топливных элементов – с протон-обменной мембраной  (PEMFC). Эта система использовала сравнительно низкие температуры от 60 до 120 С, что дало возможность применять ее в электромобилях для выработки электроэнергии из водорода. Именно это и предложили разработчики внутри Группы. Однако изначально идея была отвергнута – время для этого, по всей видимости, еще не пришло.

Проект получил новый импульс в 1991 году: непосредственно перед этим профессор Хартмут Вейле взял на себя руководство исследовательским подразделением Daimler-Benz. В итоге он  начал работу над силовым агрегатом на топливных камерах для электромобиля.

Первая ходовая модель всего через два года

Это был зеленый свет, которого ждали инженеры. Всего за несколько недель они разработали четкую концепцию силового агрегата и представили его компании Weule. В ноябре 1991 года было одобрено строительство ходового образца и выделено финансирование на ближайшие два года. Это были очень короткие сроки для развития технологии, которая до того времени никогда не существовала в таком виде. Но цель безэмиссионной мобильности была заманчивой: электрический ток для приводного двигателя вырабатывался электрохимическим преобразованием водорода, единственным побочным продуктом которого была вода.

Начался этап быстрого и успешного развития. 13 апреля 1994 года компания представила общественности первый водородный электромобиль – NECAR (New Electric Car). К тому времени инновационная машина уже проехала несколько тысяч километров – испытания на дорогах стартовали в декабре1993 года.

Вот так фургон Mercedes-Benz MB 100 стал мобильной лабораторией технологий будущего. Эта модель была выбрана потому, что силовая установка весила около 800 кг и была довольно громоздкоя,  занимая почти весь грузовой отсек. Испытания показали, что NECAR может преодолеть без дозаправки до 130 км, а его максимальная скорость достигает 90 км/ч. Мощность электродвигателя составляла 30 кВт (41 л.с.). Сегодня эта инновационная для своего времени машина находится в музее Mercedes-Benz в Штутгарте.

В дальнейшем технология топливных элементов совершенствовалась. Например, стало проще интегрировать все компоненты в транспортные средства, повысилась производительность и улучшились возможности холодного пуска. В 1997 году состоялась премьера водородного автобуса NEBUS (New Electric Bus). В последующие годы Mercedes-Benz выпустил порядка десятка таких машин – на базе модели Citaro, которые работали на реальных маршрутах во многих столицах Европы, Австралии и Китая.

А совсем недавно, в 2017 году, на Международном автосалоне IAA во Франкфурте был представлен прототип Mercedes-Benz GLC F-CELL. Он стал первым в мире электромобилем на топливных элементах с подключаемой гибридной технологией. С 2018 года машина прошла потребительские испытания корпоративными клиентами, а на следующий год –  и частными лицами. Для заправки требовалось всего три минуты – газообразный водород подавался под давлением 700 бар. Силовая установка развивала 155 кВт (211 л.с.), а запас хода составил около 430 км в цикле NEDC, плюс еще около 50 км в гибридном режиме – при питании от аккумуляторов.

Топливные элементы на коммерческих автомобилях

Компания Daimler Truck AG сосредоточила свое внимание на дальнейшей разработке и применении топливных элементов на грузовиках тяжелого класса и городских автобусах. Они идеально подходят для автобусов с электрической батареей для увеличения запаса хода.  Технология Fuel Cell также может быть использована на магистральных тягачах – благодаря применению жидкого водорода запас хода достигает 1000 км.  В 2020 году Daimler Truck AG отпраздновал мировую премьеру Mercedes-Benz GenH2 Truck – концептуального грузовика на топливных элементах. Компания запланировала запуск в производство этой машины на вторую половину десятилетия.

Также в 2020 году Daimler Truck AG основал компанию Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG, которая объединит всю деятельность Группы по топливным элементам. Помимо доктора Андреаса Горбаха, в состав Правления входит профессор Кристиан Мохрдиек, который более двух десятилетий отвечал за разработку и продвижение топливных элементов в Группе.

Компания Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG должна быть передана совместному предприятию с Volvo Group – соглашение о создании СП между Daimler Truck AG и Volvo Group было подписано в конце 2020 года. Главная его цель заключается в разработке, производстве и коммерциализации систем топливных элементов. В дополнение к использованию на грузовиках тяжелого класса в качестве основного направления, эти системы также будут предлагаться и для другого применения.