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深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-06-25 10:56 ? 次閱讀
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早一陣子CLARITY燃料電池車在日本乃至美國都大紅大紫,其續(xù)航里程最強(qiáng)可達(dá)到750km,實(shí)在令人大吃一驚(此處應(yīng)有吃手指的表情)。然而,早在2013年便發(fā)布的氫燃料電池的現(xiàn)代看得并不是那么有滋味?,F(xiàn)款ix35 FCV燃料電池車整體設(shè)計跟不上時代節(jié)奏,巨大儲氫罐放在尾箱常被吐槽。這次上海車展,現(xiàn)代展示了第四代氫燃料電池技術(shù)。這套氫燃料電池技術(shù)相比之前的系統(tǒng)有改進(jìn)呢?

● 第四代氫燃料電池概況

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

現(xiàn)代在2017年日內(nèi)瓦車展便對外公布下一代燃料電池計劃,并預(yù)計搭載第四代燃料電池技術(shù)的車型將會在2018年推出?,F(xiàn)代眼看本田和豐田都專門為燃料電池設(shè)計一款車,其認(rèn)為也很有必要打造燃料電池專用車型。這次上海車展則帶來已在日內(nèi)瓦車身全球亮相的FE Fuel Cell概念車。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

第四代氫燃料電池技術(shù)是基于ix35 FCV技術(shù)上而改進(jìn),將動力效率提升10%,燃料電池功率密度增加30%,車重降低20%,從而使續(xù)航里程進(jìn)一步提升。未來續(xù)航里程將會超越本田CLARITY的750公里,續(xù)航里程達(dá)到800公里。

● 儲氫系統(tǒng)提升儲存效率

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

一直以來ix35 FCV的儲物空間都被用戶所詬病,作為一臺緊湊級SUV其儲物空間如同小型轎車版小,因其車尾行李箱放置兩個大大的氫氣罐。這次現(xiàn)代對儲氫系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模的升級改造,改變儲氫罐大小以及位置。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

儲氫罐降由原來的兩個一大一小,改為三個大小形狀一樣的罐。未來有專屬的車型搭載這套系統(tǒng),無需再考慮車身空間布置問題,同時未來的現(xiàn)代氫燃料電池車尺寸將會比現(xiàn)款的ix35 FCV要大,所以三個儲氫罐將會安裝在汽車車身底部,也就是說在座椅下方。從而保證行李箱空間,如同燃油車型般大。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

儲氫罐將會采用新型的高強(qiáng)度碳纖維層進(jìn)行內(nèi)部加固,在外表面則采用鋼化纖維層進(jìn)行鞏固。從到導(dǎo)致整體儲氫罐要比ix35 FCV要輕10%,同時氫燃料的儲存效率相比ix35 FCV提升25%,從而到導(dǎo)致續(xù)航里程有著較大的提升。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

儲氫系統(tǒng)將采用兩級閥門進(jìn)行釋放氫氣。高壓氫氣閥門控制氫氣的供給的開關(guān),減壓閥門將高壓的氫氣減壓至低壓狀態(tài),以適合燃料反應(yīng)堆的期望壓力。整體儲氫系統(tǒng)通過擴(kuò)大容積和改變形狀來達(dá)到續(xù)航里程的增加以及車尾空間的平衡。

● 安全性能的提升

由于儲氫罐位置的改變,位于車身底部碰撞時更容易發(fā)生危險。儲氫罐更需要保護(hù),需要進(jìn)行多項(xiàng)的測試、氫氣循環(huán)試驗(yàn)、火災(zāi)試驗(yàn)、沖擊破壞試驗(yàn)、極端溫度壓力循環(huán)試驗(yàn)、貫穿試驗(yàn)、化學(xué)暴露試驗(yàn)等等。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

當(dāng)車輛發(fā)生火災(zāi)時,采用緊急釋放裝置來確保壓縮氫氣的安全。同時儲氣罐采用耐火材料,可承受一定時間的火考驗(yàn)。儲氫罐內(nèi)部采用高度阻隔的氣體的內(nèi)部襯套,單一的注入口有效防止注入的側(cè)漏,閥門和噴嘴加強(qiáng)處理,確保儲氫罐的氣密性。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

面對撞擊情況,儲氫罐內(nèi)部采用的沖擊保護(hù)器,偵測加速度至過大時可中斷氫氣的供給,防止爆炸情況出現(xiàn)。外表采用鋼化纖維層,能有效阻擋沖擊碰撞,同時內(nèi)部也采用鋼化纖維加強(qiáng)。

● 反應(yīng)堆功率密度提升

電力動力系統(tǒng)采用高度集成處理,燃料電池反應(yīng)堆、運(yùn)行設(shè)備以及電子電力傳動系統(tǒng)高度集成一起,整體大小如同內(nèi)燃機(jī)般大小,非常適合放置在發(fā)動機(jī)艙。非常適合大批量生產(chǎn),未來燃料電池車價格將會大幅度下降。

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

● 總結(jié)

深度解析第四代氫燃料電池技術(shù)

現(xiàn)代再次發(fā)力氫燃料電池技術(shù)明顯是受到豐田和本田的刺激,畢竟2013年推出的ix35 FCV有點(diǎn)跟不上時代的節(jié)奏。整體續(xù)航里程有大幅度提升,同時燃料電池反應(yīng)堆的功率也得到提升,第四代氫燃料電池整體性能提升不少,續(xù)航里程跟內(nèi)燃機(jī)車并沒有太大的區(qū)別,完全可以滿足日常使用。氫燃料電池技術(shù)并不是問題,最大障礙是加氫站的建設(shè),全球最多加氫站地區(qū)是美國加州??v觀國內(nèi)并沒有一家商用的加氫站,氫燃料電池在國內(nèi)乘用車領(lǐng)域發(fā)展幾乎是停滯不前,僅有上汽榮威曾經(jīng)推出過氫燃料電池車。未來是哪種能源作為主導(dǎo),還是個未知之?dāng)?shù)。然而,不少品牌已經(jīng)對此加大力度研發(fā),而并不是只在純電動領(lǐng)域埋頭苦干,國內(nèi)品牌是否應(yīng)該更一步呢?聽說福田開始有所動作了。

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