MAKING ZERO-EMISSION VEHICLES A REALITY

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ И АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

BASIC PROBLEMS OF ENERGY AND RENEWABLE ENERGY

Статья поступила в редакцию 12.08.2010. Ред. рег. № 850

The article has entered in publishing office 12.08.2010. Ed. reg. No. 850

MAKING ZERO-EMISSION VEHICLES A REALITY

Takao Asami

NISSAN MOTOR CO., LTD. 1-1, Morinosatoaoyama, Atsugi-shi, Kanagawa 243-0123, JAPAN +81-46-290-0870; t-asami@mail.nissan.co.jp

ülb

Takao Asami

Organization(s): Nissan Research Center, Corporate Vice President. Education: The University of Tokyo, Graduated from the Faculty of Engineering (1981), University of Southern California, Graduated from School of Engineering, Graduate School (1988).

Nissan's Environmental Philosophy

Nissan's vision of an ideal society is expressed in the company's environmental philosophy of fostering the "symbiosis of people, vehicles and nature." Nissan put forward this philosophy in 1992 and the Nissan Green Program was first announced based on this fundamental vision in 2002. Over the years, Nissan has consistently promoted an integrated program of vigorous environmental activities in line with this philosophy.

Vehicles are currently powered primarily by fossil fuels such as gasoline and diesel fuel. As a global vehicle manufacturer, Nissan aims to keep the environmental impact of vehicle use within the level absorbable by nature, by reducing the amount of energy vehicles consume and by advancing the use of energy sources having minimal impact on the environment. We are continuing our ceaseless efforts to minimize as much as possible the footprint of vehicle use on the Earth in the coming years.

Role of the Nissan Research Center

The Nissan Research Center (NRC) has set as its future goal the provision of value to everyone on the Earth in the form of new means of mobility. Toward that end, we are challenging ourselves to pursue manifold possibilities for achieving innovation. In the environmental sector, NRC plays a key role in the creation of cutting-edge technologies for attaining zero emissions. This requires holistic technologies, making it ever more important to merge knowledge and wisdom from all over the world. From that perspective, NRC vigorously conducts joint research projects with

universities, research institutes and other partners around the globe. We are undertaking a wide spectrum of research activities under the concept of open innovation.

This article in this special issue on fuel cell vehicles (FCVs) describes in detail the status of Nissan's research and development work on FCVs, representing a promising technology for attaining the ultimate goal of zero emissions. Our wide-ranging efforts to develop other new technologies in the environmental sector are also described.

R&D Work on Zero-emission Vehicles

Nissan's stated goal is to be a leader in zero-emission vehicles. We are focusing concerted efforts on the development of zero-emission vehicle technologies, including FCVs and battery-powered electric vehicles (B-EVs), notably the mass-produced Nissan LEAF slated for release toward the end of 2010. These are revolutionary vehicles that emit zero exhaust gas. This means that if the electricity or hydrogen that powers such vehicles is produced from natural energy sources, the vehicles will have virtually no environmental impact, thus realizing Nissan's aim of the "symbiosis of people, vehicles and nature." It is expected that electricity and hydrogen have the potential to be secondary sources of energy that are extremely attractive for the global environment. At that point, B-EVs and FCVs will provide their respective features in terms of cruising range, cost and other attributes. It will be necessary to make the most of these features in offering customers the optimal zero-emission vehicles.

For instance, FCVs are a technology that is still at the research stage. If FCVs are put on the market, they can

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 9 (89) 2010

© Scientific Technical Centre «TATA», 2010

provide enormous value to customers who want vehicles with a long cruising range or ones that are relatively large or heavy. In addition to B-EVs that are on the verge of being launched commercially, we are also proceeding vigorously with research on FCVs, representing a technology a little further down the road. Our aim here is to provide zero-emission vehicles to larger numbers of customers across a broader spectrum of the public.

Triple Layered Approach

The foregoing discussion has touched on zero-emission vehicles in some detail. Nissan is also pushing ahead steadily with the development of a wide range of other technologies that will lead to a reduction of the environmental impact. We are pursuing these activities

under the concept of our Triple Layered Approach that is outlined in Figure. These comprehensive efforts are aimed at introducing effective technologies in three different layers, representing not only vehicles but also the traffic environment and people's driving behavior. Besides improving the fuel economy attained with conventional engines and transmissions and pursuing the electrification of vehicles, we are installing an eco-meter in Nissan vehicles as a means of supporting eco-driving by our customers. Provision of probe-vehicle traffic information is also being studied for the same purpose. Intelligent Transport System (ITS) technologies are being developed to improve the traffic environment such as by mitigating traffic congestion. These and other technologies for reducing the environmental impact of vehicle use are being developed from many different perspectives.

Traffic

Driving behavior Vehicles

Traffic

Reduction on traffic congestion through the use of probe-vehicle information Driving behavior

Support for eco-driving by installing an eco-meter and providing probe-vehicle traffic information

Vehicles

Improvement of conventional internal combustion engines

Three-liter car capable of travelling 100km on three liters of fuel

Clean diesel vehicles

Development of bioethanol-tueled vehicles

Improvement and diffusion of C VTs Promotion of electric-powered vehicles

R&D work on plug-in hybrid vehicles

Fuel cell vehicles

Electric vehicles

Nissan's Triple Layered Approach to reducing energy consumption

The following pages will briefly describe Nissan's broad-ranging environmental technologies that are being developed in line with the Triple Layered Approach. After that, Nissan's FCV technologies and key fuel cell technologies, which are the main focus of this special issue, will be described in detail.

It is hoped that this special issue will serve as a useful reference to readers who are engaged every day in activities to address environmental concerns.

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (89) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010

T. Asami. Making zero-emission vehicles a reality

АВТОМОБИЛИ С НУЛЕВЫМ ВЫБРОСОМ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ -

ОТ МЕЧТЫ К РЕАЛЬНОСТИ

Такао Асами

Экологическая философия Ниссан

Видение идеального общества Ниссан в соответствии с экологической философией компании выражается в «симбиозе людей, автомобилей и природы». Ниссан предложил эту идею в 1992 г. Программа Ниссан по защите окружающей среды, основанная на этом фундаментальном принципе, была начата в 2002 г. На протяжении многих лет Ниссан последовательно продвигал комплексные программы, направленные на защиту окружающей среды, согласно этой философии.

В настоящее время транспорт работает в основном за счет ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо. В качестве одного из лидеров мировой автомобильной промышленности Ниссан стремится сохранить уровень воздействия транспортных средств на окружающую среду в приемлемых границах за счет сокращения количества топлива, потребляемого транспортом, а также продвижения источников энергии с минимальным воздействием на окружающую среду. В ближайшие годы мы продолжим прилагать все усилия по минимизации вредного воздействия, наносимого транспортом нашей планете.

Роль Научно-Исследовательского Центра Ниссан

Научно-Исследовательский Центр (NRC) Ниссан поставил своей будущей целью сформировать у человечества понимание важности перехода к новым видам мобильности. Действуя в этом направлении, мы стараемся реализовывать многочисленные возможности для осуществления инноваций. В экологическом секторе NRC играет ключевую роль в создании передовых технологий для достижения нулевого уровня выбросов транспортных средств. Это требует разработки глобальных, комплексных технологий, что делает их все более важными для объединения знаний и опыта ученых и исследователей со всего мира. С этой точки зрения NRC проводит совместные исследовательские проекты с университетами, исследовательскими институтами и другими партнерами из различных стран. Мы осуществляем широкий спектр научных исследований в рамках концепции открытых инноваций.

В этом специальном номере журнала, посвященном топливным элементам (РСУ), подробно описывается состояние научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводимых Ниссан в области топливных элементов и представляющих собой новые перспективные технологии, направлен-

ные на достижение нулевого уровня выбросов. Также представлены наши усилия и по разработке других новых технологий в области охраны окружающей среды.

Научно-исследовательская работа по созданию

транспортных средств с нулевым выбросом

Одна из важнейших целей Ниссан - стать лидером в области транспортных средств с нулевым уровнем выбросов вредных веществ в атмосферу. Мы концентрируем наши усилия на разработке технологий, обеспечивающих нулевой уровень выбросов, производимых транспортными средствами. К числу таких технологий относятся FCV, а также аккумуляторные электромобили (B-EV), в частности серийные Ниссан LEAF, планируемые к выпуску в конце 2010 г. Этот новейший вид транспортных средств обеспечивает нулевой выброс выхлопных газов. Это означает, что если электричество или водород, используемые в качестве топлива для таких транспортных средств, будут производиться из экологически чистых источников энергии, то транспортные средства практически не будут оказывать воздействия на окружающую среду, тем самым реализуя главную цель Ниссан - «симбиоз людей, автомобилей и природы». Мы исходим из того, что электричество и водород обладают достаточным потенциалом, чтобы стать вторичными источниками энергии, что является чрезвычайно привлекательным для охраны окружающей среды. В самом ближайшем будущем электромобили B-EV и автомобили на топливных элементах FCV будут соответствовать необходимым характеристикам по запасу хода, стоимости и других параметрам. Мы планируем максимально использовать эти возможности для предоставления покупателям оптимального транспортного средства, обладающего нулевым уровнем выбросов вредных веществ.

В данный момент FCV представляют собой технологии, которые все еще находятся на стадии исследования. Когда FCV появятся на рынке, они могут создать огромную ценность для потребителей, которые хотят приобрести автомобиль, обладающий большим запасом хода, а также относительно большими размерами или массой. В дополнение к B-EV, которые находятся на пороге начала коммерческой эксплуатации, мы продолжаем активно развивать технологии FCV, представляющие собой чуть более поздний этап развития технологий. Наша цель заключается в возможности предоставить широкий

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 9 (89) 2010

© Scientific Technical Centre «TATA», 2010

выбор транспортных средств, обладающих нулевым уровнем выбросов, как можно большему числу потребителей.

На следующих страницах будет кратко представлен широкий круг экологических технологий компании Ниссан, разработанных в соответствии с нашим трехсторонним подходом. Также будут подробно описаны разрабатываемые Ниссан БСУ технологии и ключевые технологии топливных элементов, которые являются основной темой настоящего издания.

Трехсторонний подход Ниссан

Выше мы уже затронули некоторые особенности транспортных средств, обладающих нулевым уровнем выбросов вредных веществ. Ниссан постоянно продвигается вперед, развивая самый широкий спектр новейших технологий, обеспечивающих сокращение воздействия на окружающую среду. Мы осуществляем эту деятельность в соответствии с концепцией трехстороннего подхода. Наши всеобъемлющие усилия направлены на внедрение эффек-

тивных технологий в трех различных направлениях, имеющих отношение не только к транспорту, но также к дорожной ситуации и поведению водителей. Кроме того, помимо экономии топлива обычных двигателей внутреннего сгорания с помощью трансмиссий и проведения электрификации транспортных средств, в автомобилях Ниссан мы устанавливаем эко-метр в качестве средства поддержки экологически рационального вождения. С той же целью изучается информация о движении транспортных средств. Технологии интеллектуальных транспортных систем (ИТС) разрабатываются для улучшения условий дорожного движения, в том числе и путем снижения транспортных заторов и пробок. Эти и другие технологии для снижения воздействия транспортных средств на окружающую среду в настоящее время разрабатываются для различных перспективных приложений.

Хочется надеяться, что этот специальный выпуск журнала послужит источником информации для наших читателей, которые ежедневно сталкиваются с необходимостью решения экологических проблем.

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (89) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010