Вес силовой установки электромобиля на топливных элементах с учетом необходимого запаса топлива GБ.т. э может быть в первом приближении определен по формуле:

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Где N — мощность батареи топливных элементов, кВт;

γТ. э —удельный вес батареи топливных элементов, кг/кВт;

A — количество энергии, необходимое для движения электромобиля, квт·ч;

γТ —удельный расход топлива на единицу вырабатываемой энергии, кг/кВт·ч.

Для сравнения вес аккумуляторной батареи однотипного электромобиля GA.6 будет равен:

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Где γA.6 —удельный вес аккумуляторной батареи, кг/кВт·ч.

Если сделать допущение, что мощность, потребная для движения электромобиля, равна номинальной мощности батареи топливных элементов, тогда количество энергии, необходимое для движения электромобиля, может быть определено по уравнению:

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Где t — время движения электромобиля, ч.

Произведя подстановку в формулы (9) и (10), получим:

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Таким образом, отношение веса батареи топливных элементов и аккумуляторной батареи для однотипных электромобилей зависит только от времени движения, Удельных показателей химических источников тока и удельного расхода топлива. При постоянных значениях удельных показателей химических источников тока при определенном значении времени имеет место равенство веса батареи топливных элементов и аккумуляторной батареи. Время движения электромобиля при постоянной скорости движения v прямо пропорционально запасу хода. Поэтому при определенном значении запаса хода оба типа химических источников тока имеют одинаковый вес. При других значениях запаса хода тот или иной источник тока имеет преимущество в отношении веса.

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Рис. 28. Зависимость веса на единицу мощности силовой установки различных источников энергии автомобиля от запаса хода: 1 — при удельном весе аккумуляторов 47 кг/кВт·ч; 2 — при удельном весе аккумуляторов 35 кг/кВт·ч; 3 — при удельном весе аккумуляторов 20 кг/кВт ч; 4 — при удельном весе топливных элементов 50 кг/кВт; 5 — при удельном весе топливных элементов 20 кг/кВт; 6 — при удельном весе двигателя внутреннего сгорания 4 кг/кВт.

Для иллюстрации этого положения на рис. 28 представлена зависимость веса на единицу мощности силовой установки различных источников энергии автомобиля от запаса хода. В расчет были заложены следующие исходные данные:

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

На графике откладывался не абсолютный вес источника энергии автомобиля, а вес, приходящийся на единицу мощности кг/кВт силовой установки.

Как видно из рис. 28, при больших запасах хода топливные элементы имеют преимущества в смысле веса перед аккумуляторной батареей. Однако пока батарея топливных элементов в случае ее применения на электромобиле все же значительно тяжелее современных двигателей внутреннего сгорания.

В табл. 17 по данным исследований (США) приведены некоторые параметры топливных элементов в сравнении с автомобильными поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Из таблицы видно, что даже в самом оптимальном случае вес и стоимость водородно-кислородного топливного элемента значительно больше, чем современных автомобильных двигателей.

В табл. 18 приведены стоимости разных видов топлив, которые могли бы использоваться в топливных элементах:

Перспективы применения топливных элементов электромобилей - Часть 2. Вес силовой установки электромобиля

Эти данные показывают, что водород является очень дорогим видом топлива. Если также учесть трудности обеспечения надежной герметичности циркуляционных систем газов и электролита, обеспечение взрывобезопасности, большой вес газовых баллонов, применение непосредственно водородно-кислородных топливных элементов для электромобилей не может рассматриваться как перспективное.