【踢车问答】氢动力车的动力形式会和现在的燃油车一样吗?

问:夏老师您好,想问问您,假如未来有氢能源汽车的一席之地,那么它的能量转换形式是怎样的呢?是用以发电然后通过电动机驱动,或者是像现在的内燃机一样,但把燃料换成氢,还是二者混合,就像现在的混动?

答:目前氢能在汽车动力上同时存在应用于传统内燃机,替代燃油,以及燃料电池发电驱动电机,两种方案。但占主流的还是燃料电池这个方案,因为氢替代燃油看似直接便捷,实际反而比燃料电池更难落地。

难点在于氢的物理特性。氢作为最轻的一种物质,基本上不能被压缩成液体,或者说,在汽车上储存,是做不到液体状态的,只能是高度压缩的气态。而如果要将它用于内燃机的燃烧,在燃料添加、存储和输送管路上,需要解决密封性的环节就太多了,并且每个环节,因为机械工程上的不同,面对的问题也不同。

宝马曾经在7系列上做过尝试,后来放弃了,就是因为氢的渗漏。我记得当时是停车大概10天到两周,氢就自己漏光了,封不住它。另外还有“氢脆”问题。就是氢渗入到金属里,导致金属碎裂。过程尽管比较缓慢,但对于汽车这种耐用品来说,还是严重影响了发动机的寿命。

最后是续航,由于氢只能气态,加一次氢,量太少了,内燃机热效率低,所以会很快消耗完。所以,它反而不如燃料电池方案实用。

这两年,氢内燃机的研究又开始在做,只是什么时候能落地未知。而燃料电池已经能够落地了,比如丰田、现代,都有了相应的量产车,在商用车上的应用也接近于量产投放阶段。

这两种方案实际上都是混合动力的。首先氢内燃机上述的问题表明,它需要借助混合动力来提高经济性,增加续航能力。这个跟现在的油车意思一样。燃料电池系统也同样存在需要混合动力系统协助的需求,因为它是个发电站,需要一定的蓄能装置帮助它应对电机实际用电时,剧烈的能量波动,类似于光伏发电需要电池储能来配套的性质。

这里的混动系统基本上跟燃油车的混动系统一样,就是一个基于锂电池的充放电系统。我试驾的丰田Mirai就是这样的,它看起来就是把丰田混动的燃油发动机换成了燃料电池发电站,电池混动系统保持不动,然后驱动车轮完全依靠电动机。这个链接附上,感兴趣的可以参考。点击观看:《夏东评车》远在天边,近在眼前——试驾丰田Mirai氢电轿车

2022-09-04

2022-09-05