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2020 Miria FCEV (Toyota)
2020 丰田 Miria FCEV (Toyota)

【希望之声2020年9月7日】(本台记者张鑫综合编译)氢燃料电池车,可能对于有些人来讲,还是一种新鲜事物。但有不少人认为它最终会超越电动车,而成为未来的发展方向。

什么是氢燃料电池车?

Hyundai Nexo FCEV (Hyundai)
韩国现代 Hyundai Nexo FCEV (Hyundai)

氢燃料电池车,有时被称为燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)。其电力多来自车载燃料电池,也有部分FCEV又加入超级电容器或蓄电池作为动力系统的一部分。燃料电池多是以储存的高压氢气与空气中的氧气发电。通过氢和氧两种元素之间的化学反应为汽车提供动力,从而产生水和能量,因此排气管中排出的仅是水。

2020 Miria FCEV (Toyota)
2020 Miria FCEV (Toyota)

氢燃料电池车与电动车之比较

氢燃料电池车与电动车有何不同?我们可以从续航里程、充电/加氢的便利性等方面来比较一下。

常见的电动车,配以车载电池,在平均行驶160-500公里后,它们需要再次进行充电。通常,二级充电需9-12个小时。尽管有快充方式,但仍需要半个小时或45分钟,才能达到80%的电量。例如,日产Leaf,宝马i3、现代Kona 、和特斯拉Tesla等。

FCEV需要填充的氢而不是汽油或柴油,但其与汽油车一样方便:填充氢气的时间快,续航里程长。每次填充氢气,大约需要几分钟,续航里程大约为320-405公里。

挪威的可再生能源技术咨询和分类协会DNV GL的全球电动汽车主管杰里米·帕克斯(Jeremy Parkes),在研究了人们购车习惯以及未来出行的发展前景后,他表示:“就续航航程来讲,目前的氢燃料车款要比电动汽车稍好。” “但是,从性能、价格和充电/加油的可实现性来看,目前电动汽车更胜一筹。”

Parkes 认为电动车充电更方便,因为现在都已经可以在家中方便的充电了,但FCEV却不能这么方便。“尽管FCEV的加油时间很短,但与电动汽车充电基础设施的扩建相比,目前的氢燃料站非常少。并且与汽车充电站相比,氢燃料站等基础设施的扩建非常昂贵。”

2020 Miria FCEV (Toyota)
2020 Miria FCEV 在加氢燃料站加氢 (Toyota)

在2014年,丰田高层就透露,“对于建造氢燃料站的成本,各方的估计迥然不同,但在美国建造一个氢燃料站,就要耗费大约200万美元”。  [1]

氢燃料电池车的历史

尽管氢燃料电池车技术在上个世纪80年代初就出现了,但第一辆氢燃料电池汽车是1959年前后改装的一台Allis-Chalmers农用拖拉机。1966年,通用汽车制出了有史以来的真正第一台氢燃料电池汽车-雪佛兰 Electrovan,其使用加压氢气和来自周围空气源的天然氧气,并由燃料电池提供动力。但因成本过高,该车仅制出了一辆。[2]

1966 GM Electrovan(Wiki,Public Domain)
1966 GM Electrovan(Wiki,Public Domain)

2008年,本田推出了FCX Clarity概念车。2008年至2014年,本田在美国总共租赁出了45辆FCX。随后,其它车商也陆续推出了GM HydroGen4、梅赛德斯·奔驰F-Cell、现代 ix35 FCEV、丰田Mirai等多款氢燃料车[2]

氢燃料电池车的前景

Hyundai Nexo FCEV (Hyundai)
韩国 Hyundai Nexo FCEV (Hyundai)

近十多年来,除了电动车外,氢燃料电池车越来越成为了不少车商的关注焦点。例如日本的本田、丰田、德国宝马、戴姆勒、韩国现代等。

  • 本田和丰田

9曰3日,本田与通用汽车宣布在北美建立战略联盟,两家公司将加强“在采购,研发和连接服务方面的合作”,其中就包括继续开发下一代氢燃料车

本田研发公司的高级董事三部敏洋(Toshihiro Mibe)之前曾表示,此合作将被认为是“大规模推广(氢燃料车)、降低成本以及其他可能性(例如,在北美开发基础设施)的关键”。

Honda Clarity FCEV 结构示意图 (Honda)
Honda Clarity FCEV 结构示意图 (Honda)

而丰田的氢燃料电池技术可以说是备受瞩目。据美国IAM网站的一篇报道统计,从2009年到2019年,日本丰田汽车获得的燃料电池专利最多,达到17,011项,列为全球之首。

2020 Miria FCEV (Toyota)
2020 丰田 Miria FCEV (Toyota)
  • 德国宝马和奔驰

今年3月,宝马也首次公布了与丰田共同开发的新一代氢燃料电池车动力系统,并表示将在2022年推出少量X5氢燃料车。宝马首席执行官奥利弗·齐普塞(Oliver Zipse)表示,氢燃料电池技术很具有成为宝马动力组合中另一个支柱的潜力。

2018年,梅赛德斯-奔驰 GLC F-Cell跨界车开始为DB 德国铁路 (Deutsche Bahn) 与 Shell 壳牌石油提供这类FCEV

  • 韩国现代

韩国现代(Hyundai)对于FCEV的技术研究也有20多年的历史了,目前该已发展到第四代。2018年推出的全新一代 Hyundai Nexo 氢燃料车,几乎代表了目前全球氢燃料电池车的最高水准。

Hyundai Nexo FCEV (Hyundai)
韩国现代 Hyundai Nexo FCEV (Hyundai)

Hyundai 官方承诺到2030年,其氢燃料电池系统的年产能大幅提高至700,000套。除了为运输车辆提供该技术外,也将在无人机,船舶,机车车辆和叉车等领域探索新的商机。

  • 氢燃料月球车

氢燃料技术除了在地球上进行应用外,月球上也将出现该技术。目前,丰田正与日本航空航天探索署JAXA)共同打造一款以氢作为动力的月球探测车月球巡洋舰Lunar Cruiser)。预计其在2030年完成其登月之旅

参考资料

1. 路透社,《热点聚焦》丰田将推燃料电池车,为绿色汽车竞争助力

2. 维基百科,燃料电池车

责任编辑:张鑫

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