氢燃料电池的拉锯战(一)
电解外观
氢燃料电池在冷战时期的太空竞赛中发挥了重要作用。受其启发,1966年,通用汽车公司开发出了氢动力汽车Electrovan:这是世界上第一辆由GMC卡车改装而成的燃料电池动力汽车,带有液氢和氧加压罐,被评为当年的重大技术成果是有道理的。
电解槽内部结构设计示意图
电动面包车持续输出功率约32 kW,峰值功率160 kW。一箱加压液氢可以实现150英里的续航里程。?
电动汽车后座后的储气密封罐
登月飞船的液氢罐加注可以由专业人员进行保障,但这种高标准的技术保障对于民用飞行器来说几乎是无法复制的;当时高压密封罐材料和制造技术的限制,也让氢燃料电池汽车自然成为概念上的昙花一现。
Precept概念车
时间来到2000年。在展示了自己的柴油/电动混合概念车之后,通用汽车想起了20世纪60年代轰动一时的氢概念。于是,在当年的底特律车展上,通用再次推出了氢燃料电池概念车——Precept概念车。光看这个充满未来幻想的外观,就能看出通用对它的重视程度,只是为了在每年的肌肉展展台上给别人留下深刻印象。护符的百公里加速时间超过9秒,而续航里程设计为500英里。(现在的电动车有点丢人了...)
AUTOnomy概念车
若干年后,作为氢燃料电动技术的先行者,通用汽车展示了一些独特的思想:2002年,它推出了全球首款概念车——Autonomy,完全是为氢燃料电动汽车设计的。在此之前,它改变了在燃油车基础上改装的历史,将庞大的液氢密封罐和笨重的电池组分散开来,使其不必牺牲乘坐或存放的空间,从而保持了车辆线条的美观和实用。
宝马?750hL
同年,宝马也推出了他们的氢技术新理念——混合氢动力测试车宝马?750公升.本次测试车辆分为标准轴距E65 (2990mm,118英寸)和加长轴距E66 (3130mm,123英寸)两种。搭载12缸内燃机,5.4L汽油氢混合动力,两个独立的电子燃油传感系统。
宝马?750hL工作原理示意图
不同于近几年通用包括丰田/现代氢燃料电池车的驱动原理,混动氢宝马?750hL的工作原理是太阳能发电将水分解成氢气和氧气,其中多余的氧气被释放到大气中,而氢气在-253℃的超低温下液化,储存在由70层铝和玻璃纤维制成的140升液氢罐中。在运行中,宝马直接将氢气注入改装后的内燃机,换句话说,氢气不是在进气管中输送,而是进入气缸燃烧,为驱动车辆提供动力。
宝马?750hL后备箱中的液氢密封储罐
虽然工作原理差别很大,但和氢燃料电池一样好。宝马氢内燃机排气管里唯一的排放物就是能达到饮用标准的水蒸气。
宝马?氢气?七
2006年9月,宝马推出全球首款氢动力量产车宝马?氢气?7。和上一代测试车一样的设计思路,氢?7配备宝马?基于7系12缸6.0汽油机和两个储罐:油箱和高压液氢密封罐的混合动力内燃机。这款长约5.18m的旗舰车型,是同代宝马的标配吗?7系配备了几乎所有的豪华配置和科技设备,包括具有14电动调节功能的舒适座椅、可以减少转弯时侧倾的主动倾斜稳定系统、蓝牙无线技术、无钥匙解锁/启动/锁定功能、iDrive驾驶系统和具有数字信号处理(DSP)和13扬声器的Logic7音响系统。如果说有区别的话,那就是氢气?7的后备箱里有一个巨大的金属密封罐(类似于很多改了CNG的出租车的配置),车顶有一个释放阀,以防系统需要像鲸鱼喷气一样释放氢气。就因为这个放气阀,氢气?室内停车场的条件更苛刻。
氢气?7电力系统示意图
根据美国环境保护署(EPA)的测试,氢?7单燃料版排气管尾气检测发现排出的水蒸气达到EPA饮用标准。
氢气呢?7陪同“史密斯夫妇”
虽然氢?7是作为常规量产车设计的,但是宝马一直没有卖过这款车型,但是100氢会吗?全部提供给政府、学术界、企业界和个人进行测试或捐赠,作为汽车发展道路上氢技术的技术和知识贡献。
大概就是因为这种对待技术的开拓和试错精神,氢燃料动力研发等技术才不成熟?没有小众市场,没有基础设施等等。看来前路漫漫的探索还可以继续,时间换空间。?
2013年初,宝马和丰田签署正式协议,两家公司开始联合研发氢燃料电池,也就是我们现在常说的氢燃料的电化学能量转化为电能的技术。两位高瞻远瞩的战略家决定分享技术,* * *与电池系统包括氢燃料电池电动车,?整个系统研发,包括发动机、驱动系统、液氢储罐,预计2020年实现目标。
2014洛杉矶车展丰田展台上的MIRAI
2014年底的洛杉矶车展上,丰田带来了——面向大众销售的全球首款量产氢燃料电池电动车MIRAI。不仅展示了氢作为燃料来源的可能性,也展示了丰田和宝马在包括空气压缩机和氢循环泵在内的核心技术上取得的进展。
宝马?氢燃料电池i8项目原型车
在2015宝马创新日,宝马还展示了采用氢燃料电池技术的宝马。i8 .还有量产宝马?I8不一样。为了增加进气量,氢燃料电池i8原型车的前脸重新设计了大灯、双肾格栅和进气口,尾部设计也针对储氢系统和燃料电池系统进行了改变,其磨砂黑冷的外观,透露出如同蝙蝠战车般的神秘。
宝马氢燃料电池电动5系GT
同年(2065 438+2005年7月),宝马带来了另一款基于5系GT的氢燃料电池电动车,并带来了一项新专利——安装在车轴之间的液氢储罐。
这款160 kg的储罐采用铝钢材质,外裹碳纤维,可承重350 kg。棒的内部压力。?
根据宝马的演示,加注氢气和加油一样简单:按下氢气罐盖,取下小盖,对准氢气软管,插入并锁紧;加氢系统自动判断是否完全密闭,然后用三转泵清洗绝缘软管,开始加注。整个过程不超过5分钟,储气罐加满后可以提供500公里的续航里程。?
通用公司为陆军开发的战术氢燃料电池电动车ZH2。
在宝马和丰田在氢技术上取得巨大进步的同时,通用还在2012帮助美国陆军建立了第一个氢燃料电池电动车车队,然后在2016为陆军开发了ZH2燃料电池战术电动车。在《雪佛兰教你如何做一个安静的大人物》中我们已经做了详细的分析。
宝马?我?氢气?然后
就在宝马与丰田的合作逐渐开花结果的同时,无论是宝马牵头的氢能源委员会的不断壮大,还是宝马即将在2019法兰克福车展上推出的氢燃料电池概念车?我?氢气?接下来;包括德国交通部长朔伊尔,他说:“氢是未来的燃料之一”,并声称德国政府计划在未来几年有针对性地推广氢技术,这似乎预示着氢燃料电池动力系统在经历波折后将迎来自己的春天。此时,大众集团出现了反对的声音。
如果你知道这种反对的背景是大众希望整个德国汽车行业全面拥抱电池纯电动汽车,甚至要求德国政府明确支持,你就不会惊讶了。矛盾的是,欧洲能源公司E.ON进行的一项国际调查发现,德国人对电动汽车成功持怀疑态度的比例实际上是欧洲最高的。约三分之一的德国受访者表示,他们认为德国道路上的电动汽车永远不会比内燃机车多,只有13%的人表示,他们认为未来十年电动汽车可能会占上风。?
大众?ID?Vizzion?概念
看来大众需要说服的不仅仅是行业和政府,消费者的投票权才是决定市场走向的指挥棒。电池技术是否会成为一种过渡的选择,氢燃料的春天是否会来到这里,现在可能已经不是一场结果之争了。
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