氫燃料電池汽車有哪些

2021-01-19 電子發燒友

　　氫燃料汽車是指以「氫」為主要能量為汽車電機提供動力的原料，氫燃料電池的原理是把氫輸入燃料電池中，氫原子的電子被質子交換膜阻隔，通過外電路從負極傳導到正極，成為電能驅動電動機；質子卻可以通過質子交換膜與氧化合為純淨的水霧排出。

　　氫燃料電池汽車應用前景

　　氫燃料電池的優點是令人難以想像的 ，如果使純氫氣， 它的生產產物只有水， 無汙染、無噪聲 、效率高 、響應性好等。氫燃料電池不但在汽車上可作為汽車的綠色動力源，而且在工業上也可作為一個大型氫燃料發電站 ， 前景是不言而喻的。整個氫能系統技術中的燃料電池 ，被加拿大著名科學家斯科特比喻為能源系統的「晶片」 ，即能源供應中起著重要的關鍵作用 ，它進而延伸至整個國民經濟和社會發展， 以及人民生活中起著不可或缺的重要作用。

　　氫能源作為未來汽車提供動力的主要能量之一，有著許多優點～首先是乾淨衛生，氫氣燃燒後的產物是水，不會汙染環境，其次是氫氣在燃燒時比汽油的發熱量高，氫是可再生能源，並且可以從世界很多物質中提取。

　　實現量產的氫燃料電池車

　　早於2013年2月26日，作為世界上第一輛量產版氫燃料電池車—現代ix35 FCV就在韓國下線了。

　　豐田Mirai是一款氫燃料電池車，於2014年12月15日在日本正式上市。

　　Clarity是一款氫燃料電池汽車，2015年由本田推出。2016年12月，本田開始向普通消費者交付首批氫燃料電池汽車2017款Clarity。

　　以現代ix35FCV為例，解析氫燃料電池車原理

　　氫燃料電池是什麼

　　

　　顧名思義，氫燃料電池也就是使用氫作為原料的電池。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質發生反應後，放出電子通過外部的負載到達陽極，從而產生出電能。

　　

　　對於化學是語文老師教的同學則可以簡單理解為通過氫和氧氣結合，產生出電能和水，其中電能就輸出供車輛使用，水則排出車外。

　　

　　其實氫燃料電池本質上就是一個發電機，只不過使用的原料是氫氣。其實早在20世紀60年代，氫燃料電池就已經成功地應用於航天領域。往返於太空和地球之間的「阿波羅」飛船就使用了氫燃料電池。所以，氫燃料電池不是近幾年才有的產物，只是近幾年才應用於汽車上。

　　氫燃料電池主要優勢有兩個，第一是它發電所產生的廢物是水，排出車外不會對外界造成汙染；第二個便是氫燃料電池直接把化學能轉換為電能，能量轉換效率比燃油發動機要高。

　　ix35 FCV 結構解析

　　雖然ix35 FCV外觀上跟普通ix35沒什麼大的區別，但在車身內部結構上與普通燃油版的ix35還是存在不同的。

　　

　　ix35 FCV車身可以分為三個部分，分別是後部的氫儲存區、中部的電池及逆變器、前部的燃料電池及動力總成。

　　

　　在後部的氫儲存區，有兩個互相連通的儲氫罐，其殼體由碳纖維和鋁材製成，兼顧了輕量化與結構強度，內部儲存的氫氣壓力為70Mpa，轉換後是10公斤壓力。兩個儲氫罐可加載共5.64kg的液態氫。

　　在車輛中間的底部裝有高壓電池組，高壓電磁組和前部燃料電池及動力總成之間還有一個逆變器。高壓電池組的功率為24kwh，電池組安放在車身底部一方面是考慮到空間；另一方面則考慮到整車的重量分布。當然，考慮到實際使用環境，電池組以及逆變器是被防水殼包裹的。

　　

　　車輛前方則是燃料電池及動力總成。燃料電池還有驅動車輛的電機都安放於此。可以看出，該總成就安放於原ix35的發動機位置上，這為以後車輛的大規模量產提供了便利。燃料電池及動力總成我們會在下面進行詳細分析。

　　ix35 FCV 的工作原理

　　相信看完上面的解析，有不少朋友都可以道出ix35 FCV的工作原理。那就是氫氣和氧氣發生反應產生電，然後電驅動車輛前進。沒錯，簡單點來說的確是這樣工作，但要真的是如此簡單的話，某亞迪還不立馬上線投產。

　　

　　

　　

　　

　　

　　ix35 FCV 燃料電池總成解析

　　ix35 FCV的燃料動力系統（BOP）主要分為三個方面：熱管理系統（TMS）、空氣處理系統（APS）和燃料處理系統（FPS）

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　ix35 FCV與豐田mirai

　　既然解析ix35 FCV，那麼與豐田mirai對比就是繞不開的話題。下面我們來看看兩款車的參數對比。

　　

　　兩款車參數相比，豐田明顯佔據優勢，ix35 FCV在動力或續航方面都處於下風，看來現代還需要更多的投入改進。

　　此外，豐田深知自己並不是世界第一輛量產的氫燃料電池車，所以豐田換了一種說法來包裝mirai，稱mirai是世界第一款真正實現商業化大量銷售的燃料電池車，不過實際也確實是這樣。

　　

　　豐田將mirai的售價定為723.6萬日元（約37.4萬人民幣，含稅），而且日本政府還有補貼，補貼後實際價格為520萬日元（約26.9萬人民幣）。2015年2月，迫於豐田mirai的壓力，現代汽車宣布在韓國本土降低其途勝燃料電池車（思密達的途勝也就是中國的ix35）的價格，從目前的1.5億韓元降至8500萬韓元（約合人民幣48萬元），降價43%。但即便是售價人民幣48萬元，也比豐田的mirai貴了28%。

　　想當年，思密達打算跳過油電混合直接研發燃料電池，一舉超越島國，結果研發是研發出來了，卻被晚到2年的豐田迎頭趕上了，估計思密達想死的心都有了。

　　總結

　　

　　對於ix35 FCV，能夠10分鐘內將氫燃料加滿，然後最大能行使415km，這樣的數據雖然相比普通燃油汽車還是有點差距，但相比於電動車來說已經很優秀。當然，氫燃料電池車能不能普及關鍵看的是加氫站的普及以及實際終端的銷售價格

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