[XCAR 2015上海车展 原创]
去年12月,丰田的燃料电池车“Mirai”在日本上市,售价约合人民币38万元。第一次,人们开始觉得,燃料电池并不是那么遥远。在半个多月之后的CES国际消费电子展上,丰田宣布将把其在全球拥有的约5680件燃料电池专利无偿提供给相关行业企业,此举更是得到了汽车行业的广泛关注。
燃料电池是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转换成电能的电池,最常见的燃料为氢。燃料电池的实际发电效率可以达到40%-60%,要远超现在内燃机的水平。同时,燃料电池反应后的产物只有水,实现了零排放。
实际上,燃料电池并不是什么新技术,早在1839年,英国物理学家威廉·葛洛夫就制作处了首个燃料电池。不过,由于体积、成本的问题,早期的燃料电池并不具备实用性。直到20世纪60年代,燃料电池才首次得到应用,在NASA的太空任务当中为探测器、人造卫星和太空舱提供电力。随后,燃料电池开始应用于军事领域,并在技术进一步成熟之后,得到了汽车厂商的青睐。
在最近20年里,几乎所有的汽车巨头都对燃料电池汽车进行了研发,并且推出了一系列的概念车,但也仅仅停留在概念车阶段。直到Mirai上市,一下子拉近了我们和燃料电池车之间的距离。
在2015上海车展上,一共展出了103款新能源汽车,其中当然也少不了燃料电池车,数量虽然不多,但是每一款都值得我们关注,因为它们或许决定着汽车工业的未来。
荣威950 Fuel Cell
荣威950 Fuel Cell是本届车展上中国品牌展出的唯一一款燃料电池车,这是一款插电式燃料电池车。它与传统燃料电池车的区别在于动力电池的容量要大很多。
在插电式燃料电池车上,动力电池不仅仅负责储存富裕的电能和刹车回收的电能,还要在短途行驶时单独驱动电机。
这样一来,插电式燃料电池车在短途行驶时,只依靠动力电池提供动力,并可以在空闲时间接上充电桩补充电力;在长途行驶时,则以燃料电池为主,以达到较长的续航里程和快捷的燃料补充。
目前氢燃料比较昂贵,插电式燃料电池车只在长途行驶时启用燃料电池,可以有效降低使用成本。同时,长途行驶时车辆速度比较稳定,减少了高低速轮换对燃料电池堆栈寿命的影响。
荣威950 Fuel Cell的动力电池采用了811所研制的的磷酸铁锂电池组,燃料电池系统则由上汽与大连新源合作开发。该车有两个耐压能力为70MPa的储氢罐,储存量为4.18kg。两者配合可以使荣威950 Fuel Cell的匀速续航里程达到400km。
丰田Mirai
丰田Mirai由丰田的燃料电池概念车FCV发展而来,它的长宽高分别为4870/1810/1535mm,轴距为2780mm。
在外观上,Mirai基本全盘继承了FCV略显张扬的造型,采用了大尺寸的进气格栅,具有很强的视觉冲击力,细长的前大灯与上进气格栅两成一体,并且从侧面一直延伸至腰线。Mirai采用了隐藏的A柱、B柱和C柱,设计上很有未来感。尾部的设计与车头风格一致,起到了首尾呼应的效果。
在动力方面,Mirai搭载了2个高压储氢罐,可以承受70MPa压力,并分别置于后轴的前后。燃料电池堆栈位于车身中部地板之下。在前轴处则是动力控制单元和一台最大功率为114kW(155Ps)的交流电机,可使Mirai在10秒内由静止加速到100km/h。在JC08工况下,Mirai的氢储量可以支持约700km的续航里程,在一般工况下,也可续航482km,而重新补满燃料仅需3分钟。
现代ix35 FuelCell
现代ix35 FuelCell是世界上首款投入量产的燃料电池车,比丰田的Mirai早了将近两年。不过,在丰田的背后,有政府的力挺和强大产业链的支持,丰田甚至提出了“燃料电池立国”的的宏伟蓝图。相比起来,现代就显得势单力孤,而且现代并没有把燃料电池车作为一个战略重点,以至于让丰田后来居上,抢了风头。
在外观和内饰上,ix35 FuelCell和燃油版的ix35相比并没有区别。辨识度不高,应该也是ix35 FuelCell没能引起太多关注的一个原因。
在动力方面,ix35 FuelCell搭载了一套输出功率100kW的燃料电池系统,并配备了两个70MPa的储氢罐,一共可以装载5.63kg的压缩氢气。这套燃料电池系统驱动一台最大功率134Ps(98kW),最大扭矩221Nm的电动机,可以实现160km/h的最高时速和594km的续航里程。与普通燃油车型相比,ix35 FCEV另一大优势是在零下20摄氏度的环境中依然能够正常点火行驶。
大众高尔夫Variant Hymotion
在本届车展上,大众同时展出了采用纯电动、插电混动和燃料电池这三种技术路线的新能源车型。其中高尔夫Variant Hymotion就是大众的燃料电池车。
由于平台化的优势,大众MQB平台的车型可以很方便地更换动力总成。高尔夫Variant Hymotion就是在高尔夫旅行版的车体内装上了一套燃料电池动力系统。同时,这套动力系统也可以更换为纯电动模块或者是插电混动模块。
高尔夫Variant Hymotion搭载氢燃料电池动力系统最大功率为99kW(135Ps),其0-100km/h加速时间为10秒。充满氢燃料后,高尔夫Variant Hymotion将拥有500km的续航里程。当氢燃料用尽时,仅需要3分钟便可充满。
这辆车虽然已经非常的成熟,但是短期内应该不会量产。大众还在等待新能源技术路线的最终确定。
奔驰F 015 Luxury in Motion
奔驰F 015 Luxury in Motion是车展上的明星车型,其极具科幻色彩的外观和颠覆性的内部设计吸引了大量的目光。但是,除此之外,在奔驰没有展示出来的动力部分,也有值得我们关注的东西。
F 015采用了一套新型的插电式氢燃料电池动力系统,总续航里程可以达到1100km。在其后轴处有两台电动机,综合输出最大功率为196kW(268Ps),峰值扭矩为398Nm,0-100km/h加速时间在6.7秒,电子限速情况下的极速可以达到200km/h。
F 015同时配备了动力电池和燃料电池。动力电池采用的是锂离子电池,并配有无线充电充电装置,纯电动模式下的续航里程约在200km。长途驾驶则使用燃料电池提供动力,F 015的储氢罐可以存储5.4kg的压缩氢气,而百公里仅需消耗0.6kg,单靠氢能源驱动可以续航大约900km。
上海车展展出的燃料电池车数据对比 | ||
压缩氢气存储量 | 续航里程 | |
荣威950 Fuel Cell | 4.18kg | 400km |
丰田Mirai | 4.3kg | 482km |
现代ix35 Fuel Cell | 5.63kg | 594km |
大众高尔夫Variant Hymotion | 未知 | 500km |
奔驰F 015 luxury in motion | 5.4kg | 1100km |
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编辑点评:燃料电池是很可能成为未来主流的一种新能源技术。从车展上展出的5种燃料电池车的性能来看,除了中国的实力稍弱,其他各国的技术基本处于同一水平线上。未来,除了车辆性能的比拼,更需要考验的是氢气的制备、运输、存储这整条产业链的建设。为了避免掉队,中国品牌汽车厂商是时候增加对燃料电池的研发投入了。