Первый рекордсмен: На топливных элементах

Под капотом мы не найдем традиционного жидкостного радиатора. Вместо него для охлаждения топливных элементов установлена 400-литровая ванна, наполненная водой со льдом. Перед каждым заездом все подкапотное пространство заполняют ледяными кубиками и водой. Насосы прогоняют холодную воду через блоки топливных элементов и теплообменники типа «жидкость-жидкость». Едва не кипящую воду на выходе возвращают в охлаждающий резервуар, где ее разбрызгивают над остатками ледяных кубиков. Охлажденная вода вновь отправляется по всему циклу.

16 блоков топливных элементов на протонообменных мембранах (Ballard Power Systems Mk902) совместно выдают не менее 400 кВт электроэнергии. Батарея топливных элементов установлена под пассажирским салоном — для безопасности и снижения центра масс. К разным сторонам мембраны (таких мембран всего 1760) подаются водород и «гелиокс», смесь гелия и кислорода в отношении 60:40. Каждая мембрана окружена платиновым катализатором. Он запускает электрохимическую реакцию, в результате которой вырабатывается электроэнергия. Водород разлагается на аноде топливного элемента, и оторвавшиеся от молекул водорода электроны направляются по цепи к нагрузке, вращая электродвигатель. Протоны же движутся сквозь мембрану, приходят на катод и там образуют водяной пар, соединяясь с атомами кислорода и электронами.

Для того чтобы толкать трехтонный автомобиль даже по такой ровной поверхности, как на озерах Бонневиль, нужно много сил. Поэтому разработчики выбрали большой четырехполюсный трехфазный электродвигатель переменного тока, выдающий более 770 л.с. мощности и 680 Н*м крутящего момента. Даже при алюминиевом корпусе этот мотор весит 200 кг. Мотор сделали на заказ в Пенсильвании на фирме McQuin Electrical Power Consulting, а саму конструкцию двигателя для рекордного автомобиля разработал «король электромоторов» Найджел Маккуин — тот самый, что спроектировал силовой агрегат для рекордного электромобиля студентов Университета Огайо — OSU Buckeye Bullet. Поскольку для работы двигателя нужен переменный ток, а топливные элементы производят ток постоянный, здесь установлен инвертор, осуществляющий необходимое преобразование.

Можно было бы напрямую связать электродвигатель с задней осью автомобиля, но разработчики предпочли установить еще и сцепление (это специальное гоночное сцепление Tilton с дисками из углеродного волокна). Сцепление смонтировано в стандартном чашеобразном корпусе от шестискоростной механической коробки Ricardo, которую позаимствовали от 550-сильного суперкара Ford GT. Используя сцепление и только лишь вторую, третью и четвертую передачи коробки, водителю легче тронуться с места. Это же облегчает жизнь и самому двигателю.

Три топливных бака представляют собой алюминиевые капсулы, обернутые во множество слоев углеволокна. В одном баке хранится относительно небольшое количество водорода (всего 1,8 кг), а в двух других — по 18 кг «гелиокса». Для чего выбрали смесь гелия и кислорода? Объясняется это суровыми условиями Бонневиля: местный воздух богат соляной пылью. Так что если использовать его как источник кислорода для топливных элементов, систему не уберечь от коррозии, что неизбежно приведет к снижению ее эффективности. Использование сжатого под давлением кислорода в баллонах — выход из ситуации. Это избавляет разработчиков от необходимости использовать компрессор для поставки кислорода.