16年技术积累,排放物能直接饮用,揭秘国内首款量产氢燃料电池车FCV80

摘要: “氢气与氧气电化学反应,产生水,理论上可以直接饮用。”这个常见的化学等式,是上汽大通对氢燃料电池动力技术零排放使用最多的注解。

“这辆FCV80的厂商指导价是130万元,补贴后只用30万元。”刚刚过去的广州车展上,上汽大通旗下宽体轻客车型FCV80的售价引发现场热议。

在电动汽车骗补经历数轮查禁,财政补贴趋于冷静的背景下,上汽大通的FCV80为何仍然享有如此补贴殊荣?没错,这是一款采用了氢燃料电池动力技术的汽车。

丰田于2014年推出的氢燃料电池车型Mirai,至今享有日本政府每辆车高达28500美元的补贴,而中国政府在2015年就对氢燃料电池车进行了补贴承诺:到2020年,电动汽车补贴会逐渐滑坡,但是对于氢燃料电池车国家+地方1:1的补贴力度不变。按照最新的补贴标准,氢燃料电池客车车型最高可获得50万元补贴。由此可见, FCV80的售价并未脱轨。

毕竟这是目前国内首款实际意义上,自主研发的氢燃料宽体轻客。上汽旗下另一个自主品牌荣威950也推出了氢燃料动力车,但更多是借助后向改装技术,而此前在广东云浮、佛山两地投放的28辆氢燃料电池公交车,虽然已成规模,但氢燃料反应堆采用了加拿大技术,而FCV80使用的燃料电池系统则是由上汽自主研发和应用。

FCV80中控,整个车辆设计和布局与常规动力车型无异

FCV80中控,整个车辆设计和布局与常规动力车型无异

据钛媒体了解,上汽大通发布的FCV80虽然在广州车展期间才宣布上市,但早先已经拿到100辆订单,而且这还不是上限。上汽集团副总裁蓝青松告诉钛媒体,FCV80将在佛山氢燃料电池车运营示范区投入使用,首批投放的车辆规模为3辆。

“我们上汽的小目标是FCV80在短期生产运营300-500台。” 蓝青松介绍,“没有一定的规模是没法得出业务模式的,产业化都需要有规模,几百台用户使用,可以改进核心零部件,而通过跑几百万公里的里程,和用户相同场景下的反馈,也会带来技术的升级。”

从全球视角来看,即便产品研发和应用走在前列的丰田、本田以及现代,仍然面临着制氢、运氢以及充氢等关键技术突破和基础设施完善的问题,而上汽大通FCV80的量产上市,以及批量化试运营的开展,无疑是国内氢燃料电池动力技术进行产业化探索的典型案例,也会成为引发国内资本关注和整车企业全面投入氢燃料动力研发的那条鲶鱼。

关于产品:两套动力系统,续航500公里

在汽车产业新型动力技术的研发上,各个国家都有相关策略,中国将此称为“新能源汽车”,而在日韩则被称作“环保型汽车”,文本不一样,但是内涵一致。中国政策在推动能源转型升级的同时,也在兼顾环境保护的社会使命。

“氢气与氧气电化学反应,产生水,理论上可以直接饮用。”这个常见的化学等式,是上汽大通对氢燃料电池动力技术零排放引用最多的注解。

纯电动汽车虽然是国内力推的环保车型,但受限于动力电池的能量密度和充放电效率,续航里程往往在400公里以内,快速充电时间也需要半小时左右。而氢燃料电池动力车不仅在产业各个环节能够实现更大程度的环保,在续航和加氢效率上也更加接近燃油车。

车辆前门处的加氢口,另一侧对称位置是充电口

车辆前门处的加氢口,另一侧对称位置是充电口

据钛媒体了解,上汽大通旗下的FCV80从插入充氢枪头,到加满氢气,只需要3分钟时间,这与国际主流的加氢水平相当,也与燃油车的燃料加注效率一致。

在续航里程方面,FCV80搭载了2个100L的氢气罐,能够装载4.4公斤的氢气,可以实现440公里左右的续航里程。而在氢燃料动力之外,FCV80还搭载了一个14.3度(kWh)电的磷酸铁锂动力电池包,能够实现60公里左右的续航里程。两套动力系统相加,最大可为FCV80提供500公里的续航里程。

FCV80的电池包,由于使用磷酸铁锂电芯导致体积略大

FCV80车身底部的电池包,由于使用磷酸铁锂电芯导致体积略大

 “电池动力的设计主要有几个作用,一是提升氢燃料电池堆的反应效率,二是为汽车动力输出功率提供辅助,第三个,也是一个很小的作用,是提供一个续航补充。”上汽大通负责氢燃料电池车的产品工程师告诉钛媒体。

氢燃料电池队做了隐藏设计,肉眼看不到,图示为供应电堆的空气压缩机

氢燃料电池堆做了隐藏设计,肉眼看不到,图示为供应电堆的空气压缩机

那么,两套动力系统如何协同工作?该产品工程师表示,这是一种产品设计的策略问题,主要根据电池的SOC状态进行判定,当电池SOC高于设定的阈值就会使用电池动力,反之使用氢燃料动力。言外之意就是,在动力电池充满电的情况下,无法触发氢燃料动力。

“实际上,氢燃料动力在工作的时候会对电池动力系统进行充电,因此,并不需要刻意为电池充电。”上述工程师表示。

关于试运营:为什么是一辆商用车?

前不久,氢燃料电池动力技术的代表企业丰田在江苏常熟建立了国内首个丰田加氢站,大部分人不知道的是,这个加氢站建在丰田自身的研究院内。“外部社会车辆没有一辆氢燃料电池车,建在外面没什么用。”丰田相关工作人员告诉钛媒体。这也间接反映了氢燃料电池车的应用现状。

而对于商用车来说,由于使用场景的标准化,比起乘用车更利于实现早期的运营示范。

“客车、公交车这种商用车,符合氢燃料的特点。” 上汽大通汽车有限公司新能源项目平台总经理于新瑞告诉钛媒体,“首先,氢燃料电池车的氢反应堆很占空间,商用车有这方面的优势,其次,商用车的使用环境相对标准化,走固定的路线,加氢站的设计分布也相对容易。”

这其中,佛山市起到了很大的作用。公开信息显示,佛山是科技部/联合国开发计划署“促进中国燃料电池汽车商业化发展项目”五个示范城市之一,其他四个城市分别是北京、上海、郑州、盐城。

2017年9月,佛山率先启动了示范项目,建成全国首个商业化加氢站并投入运营。上文也提到,在大通FCV80之前,佛山飞驰公司已经投放了一定数量的商业化试运营氢燃料电池公交车。

这个加氢站位于佛山南海丹灶的国家生态工业示范园区,由瑞晖能源提供。据钛媒体了解,该加氢站能够供应氢气纯度99.99%,总量超过200公斤的氢气加注,该标准也在国家的补贴范围内。

工作人员手中的黄色设备为防爆检测装置

工作人员手中的黄色设备为防爆检测装置

据现场工作人员介绍,加氢站由氢气分离厂和加气台两部分组成。氢气分离厂内设有氢气分离罐,工程人员向罐内输入水,在电力的作用下,水便分离成氢气和氧气。分离出的氧气通过管道向空中释放,同时将氢气收集在密封压力罐内加压、储存,再通过高压管道为汽车加氢。
加氢站内的储氢区

加氢站内的储氢区

按照瑞晖加氢站的规定,整个氢气加注工作必须由穿着专业防静电服工作人员进行操作,在加氢之前,还需要借助专业设备进行防爆检测。

16年技术研发,三年前决定做FCV80

据上汽集团副总裁蓝青松介绍,上汽集团早在多年前就已经投入氢燃料电池技术的研发, 并且攻克了氢燃料电池动力总成、系统匹配和集成策略等技术,而且完成了关于氢燃料电池车的一系列安全测试,在此基础上,于3年前决定投入FCV80的生产。
fcv80

据钛媒体了解,关于大众关心的高压环境下氢燃料电池的安全问题,上汽大通已经做了大量验证,并且提供了防护系统,包括高压安全保护、7*24小时远程实时监控,以及特殊情况自断电保护、碰撞安全设计保护、涉水安全设计保护等。

FCV80的安全测试

同时,在环境耐受性方面,FCV80在经历了零下-10°C环境温度下的整车启动测试,并经过了“水、火、漏电和撞击”四防的严苛测试,而且,燃料电池系统、动力电池及高压电系统的防护等达到国际民用最高级别的IP67,为氢燃料电池车的环境适应性提供了一定保障。

除此之外,在氢气来源方面,中国的钢铁工业和其他制造业基础,也提供了得天独厚的条件。据了解,2016年中国的氢气产量为1850万吨左右,同时,中国每年也有至少642亿千瓦时的弃风、弃水等电量资源,综合可以满足约670万辆氢燃料电池车的运行。

据上汽大通方面介绍,目前该公司主要在攻克的问题是氢燃料电池的能量密度、空气压缩机的效率、降低催化剂的用量等关键环节。

钛媒体了解到,氢气和氧气反应主要发生在氢反应堆中的质子交换膜上,而对氢氧反应起到催化剂作用的主要成分是贵金属铂金,因此,降低铂金用量能够有效降低氢燃料电池车的售价。此外,提升空气压缩机的效率,也能整体提升氧气的供应效率,加速氢氧反应。

“材料上本身有很多是贵金属,我们的确受到了资源的影响。但总的来讲,在燃料电池领域受到的是基础设施(加氢站)的影响,这些属于国家的公共设施,现在要完全靠企业的力量有限,希望社会多方向,包括政府、企业、资本,能够一起撬动整个加氢站产业的发展。”上汽大通总经理徐秋华表示。

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李勤
李勤

邮箱qinli@tmtpost.com

评论(3

  • tahiti_tuz tahiti_tuz 2017-11-23 10:29 via weibo

    到底也没看见“饮用”是公司谁说的 还是你们自己造出来的 真当氢氧随便一对 车就能跑 水你们还能喝呢?

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  • 听钟不眠马 听钟不眠马 2017-11-23 10:21 via weibo

    你们喝吧

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  • 潇澎 潇澎 2017-11-23 09:03 via android

    敢为天下先

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Oh! no

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