Tatra Force e-Drive – Světová premiéra

V říjnu minulého roku představila společnost Tatra Trucks a.s. ve světové premiéře prototyp těžkého nákladního automobilu s elektrickým pohonem a vodíkovými palivovými články. 

První scénou se stala konference H2 Forum v Ostravě a tou druhou, jen o týden později, tradiční odborné MobilitySympo v Roztokách u Prahy. Nutno podotknout, že po převzetí společnosti Tatra od zahraničních vlastníků skupinou CSG a Promet Group se novým majitelům podařilo téměř nemožné. Tatra se stala opět ziskovou společností s perspektivním výrobním programem. Snížil se počet základních modelových řad s tím, že pro civilní sektor je určena řada Tatra Phoenix s komponenty DAF a ZF, případně Allison, a pro vojenské a záchranné složky, hasiče a pro další speciální úkoly je využívána řada Tatra Force. Pro vybrané projekty je určena řada Tatra 810 Tactic, která jako jediná nemá tradiční páteřový podvozek a nepřímo navazuje na legendární vůz ­Praga V3S.

Foto: Tatra

Malý tým pod vedením ředitele výzkumu a vývoje Ing. Radomíra Smolky a vedoucího vývoje hnacího traktu Ing. Jakuba Pončíka navrhl a postavil v rekordně krátké době první český vodíkový nákladní elektromobil. Jen na okraj doplňme, že prvním autobusem byl před několika lety funkční vzorek TriHyBus z Ústavu jaderného výzkumu v Řeži u Prahy. Cenné zkušenosti byly využity u vodíkových autobusů Iveco e-Way H2 z Vysokého Mýta a Škoda H-City z Plzně. Není proto divu, že na vývoji vodíkové Tatry se podílí právě ÚJV a agilní společnost Devinn. Dalšími partnery jsou VŠCHT a Centrum výzkumu Řež.

Prototyp Tatra Force e-Drive s celkovou technickou/legislativní hmotností 44/32 t je postaven na páteřovém čtyřnápravovém podvozku Tatra 8x6 s třetí zadní zvedací nepoháněnou nápravou. Pohon první a druhé zadní nápravy je trvalý a řiditelnou přední nápravu lze připojit i během jízdy. Odpružení všech náprav je vzduchové. Rozměr pneumatik je 385/65 R22,5, na prostřední dvojici náprav 315/80 R22,5 ve dvojmontáži. Technicky možné zatížení je u náprav 9 + 13 + 13 + 9 tun.

Hnací jednotkou je střídavý (AC) motorgenerátor Danfoss EM-PMI540 700 A s výkonem 480/580 kW (trvalý/krátkodobý) a točivým momentem 2300 N.m, spolu s pětistupňovou elektronicky ovládanou převodovkou Tatra a sestupným dvoustupňovým převodem, rovněž značky Tatra. Převody jsou nutné pro přizpůsobení širokému spektru provozních podmínek. Střídavý synchronní elektromotor s permanentními magnety má rozsah otáček z klidu do 4000 min^-1 a s nejrychlejším převodem vůz s legislativní celkovou hmotností dosahuje rychlosti 85 km/h. Naopak s nejpomalejším převodem má vůz s nejvyšší technickou hmotností a plazivou rychlostí stoupavost přes 60 %. Volba sestupného převodu, tedy pomalého (želva) 2,61 a rychlého (zajíc) 1,57, je možná jen v klidu.

Foto: Tatra

Stejnosměrný elektrický proud (DC) za­jišťují dva palivové články Ballard 2x 106 kW, 280–560 V, společně s baterií akumulátorů LiNMC (Lithium-Nikl-Mangan-Cobalt oxid). Jeden článek Kokam má 53 Ah a celková kapacita akumulátoru činí 171 kWh. Zásoba 30 kg vodíku pro palivové články je pod tlakem 35 MPa (350 bar) v šesti tlakových nádobách Wortington Typ 3. Výkonové měniče AC/DC pro motorgenerátor a DC/DC pro palivové články pracují s napětím až 350 V. Hmotnost palivových článků 2x 260 kg ale výrazně předčí hmotnost akumulátoru 1650 kg. Celkové uspořádání pohonu, jeho mechanické, elektrické a vodíkové části jsou nejlépe patrné z obrázků.

Foto: Tatra

Velmi důležitou částí celého systému je termomanagement a sofistikovaná řídicí elektronika. Z konstrukčního hlediska jde o prostorově náročné řešení a v případě prototypu třístranného sklápěče pro těžký provoz v těžebním průmyslu je z obrázku patrné, jak velká část celkové délky vozidla zbývá pro náklad. Dalším vývojem se tento parametr jistě podaří zlepšit.

Z hlediska ochrany životního prostředí je přínosem, že jedinou emisí z přeměn energií je pouze čistá voda a teplo. Nespornou výhodou je krátká doba plnění nádrží vodíkem, srovnatelná s dobou čerpání nafty – za předpokladu odpovídající infrastruktury. Vozidlo je tak – proti bate­rio­vým elektromobilům – zcela nezávislé na síti elektrických nabíjecích stanic. Veřejné plnicí stanice vodíku jsou u nás zatím jen dvě, ale vzhledem ke specifickému využití si provozovatelé pořizují vlastní plničky v areálech firemních autoparků.

Foto: Tatra

Prototyp Tatra Force e-Drive nyní podstupuje náročné dlouhodobé zkoušky s laděním všech komponent a jejich ukončení se plánuje koncem letošního roku. Radim Matera, odpovědný za inovační projekty v Promet Group, předpokládá použití nového vozu s palivovými články v nejnáročnějších provozních podmínkách například těžebního průmyslu a stavebnictví.

Vodík je perspektivním palivem budoucnosti, a to nejen pro palivové články, ale i pro plynové spalovací motory. Zkušební vodíkový jednoválec Tatra je již na brzdě v laboratoři Ústavu automobilů, spalovacích motorů a kolejových vozidel Strojní fakulty ČVUT v Roztokách u Prahy. Jeho nároky na čistotu vodíku nejsou tak striktní jako v případě palivového článku. Zdá se, že jde – vzhledem ke stávající politicko-hospodářské situaci – o dobře rozehranou partii.

Převzato z časopisu

Fotogalerie