现代氢能源产品首试,NEXO初体验会给我们带来惊喜吗?
2019年10月09日 11:10来源:网络整理作者:汽车信息网阅读量:66

在2015年的全球气候大会上,各国就控制全球平均气温升幅达成了共识,在全球气候变暖、节能减排等背景下,汽车工业遇到了新的机遇和挑战,也是车企转型电气化的起点。

相比目前阵容逐渐壮大的动力电池汽车,燃料电池汽车不仅续航里程更加可观,与传统燃油车相近的补能时间,直击了当下BEV的用车痛点,特别是氢燃料电池,其副产物只有水,做到了对环境有益无害,而各国与各大车企对于社会基础能源的新思考也就此展开。

聚焦全球车企,虽然对于氢燃料电池技术的研发可追述到上个世纪,但至今仍有产品量产并投放市场的,仅有本田、丰田等少数几家车企,其中现代汽车更是较早推进氢燃料电池车量产,且技术也处于国际前沿的少数派。

FCV的先行者

2013年2月26日,ix35FCV在现代汽车韩国蔚山工厂正式下线,于2014年在韩国本土开始销售,并陆续进入北美与欧洲市场。作为全球首款进入量产阶段的氢燃料电池车,ix35FCV可谓是现代汽车氢燃料电池研发的成果结晶。

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除了先于丰田Mirai两年亮相外,ix35FCV更标志着现代汽车成为了可自行量产氢燃料电池核心配件的车企,2015年ix35FCV还获得了沃德十佳发动机称号。

紧接着2018年,现代第二款氢燃料电池车——NEXO正式投放本土及欧美市场,作为一款全新产品,NEXO不再以现有车型为蓝本,而是采用现代第四代氢燃料电池系统,并脱胎于FCV专用平台的产物。当然,NEXO也将“沃德十佳”纳入了囊中。

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现代NEXO基本信息如下:

1、 NEXO车身长宽高分别为4670mm、1860mm和1630mm,轴距达到了2790mm;

2、 氢燃料电池堆延续质子交换膜燃料电池路线,电堆可产生功率为100kW,工作温度为-30至90摄氏度以内;

3、 前置电动机输出最大功率为120kW,峰值扭矩为395Nm,车身后部的锂电池组功率为40kW,输出逻辑更趋近燃料电池与锂电池“混动”,极端情况下使用锂电可行驶10km;

4、 车身下方设计有三个规格相同的储氢罐,总容积为156L(约6.3kg高压气态氢),满氢时内部压力位700bar,为防止外部压力损伤气罐,罐内压力低于5bar时车辆无法行驶;

5、 氢燃料电池系统效率为60%,将氢气加满用时3-5分钟,NEDC循环下续航里程为866km;

6、 借助现代的核心技术——空气箔片轴承空气压缩机,NEXO能够在海拔4300米以下正常行驶。

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燃料电池顾名思义,相比锂电池最大的区别在于,其电能的源头在于化学能转化,而非离子嵌入与脱嵌过程。气态氢从电池负极进入,产生的氢质子(H

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)通过质子交换膜抵达正极,并与氧气发生反应,最终“副产物”仅为水,而电子则通过外电路产生电流,并带动电机与用电设备。

现代氢能源产品首试,NEXO初体验会给我们带来惊喜吗?

经过5年的研发周期,现代汽车目前已掌握该类型氢燃料电池中,质子交换膜、双极板等核心部件的研发与生产,规避了采购环节,技术层面更不会受制于人。不仅如此,得益于配套的冷却系统已较为完备,NEXO搭载的燃料电池堆可做到无氢气损失,启动即可进入状态最佳、最稳定的恒功率输出。相比目前锂电池在低容量状态出现的断崖式输出,以及需要圈定可用容量上限避免过充的“掐头去尾”,燃料电池在输出特性方面更具优势。

需要说明的是,作为电堆核心的质子交换膜并非一劳永逸,虽然当前技术背景下,其工作寿命最长可达到几千甚至上万小时,但与车辆的全寿命周期相比仍捉襟见肘。不过现代汽车为NEXO提供的保修期为10年/16万公里,且电堆研发之初便考虑到了关键部件的寿命问题,所以前瞻也是“长寿”的因素之一。

现代氢能源产品首试,NEXO初体验会给我们带来惊喜吗?

当然,安全性同样是氢燃料电池车能否普及的参考因素。目前NEXO已通过欧洲E-NCAP和美国IIHS碰撞测试,并取得了双五星认证。除了整车安全基础外,采用碳纤维外壳+聚合物内胆的储氢罐,还进行了爆炸、燃烧、坠落、化学腐蚀、枪击等众多极限环境测试,以及12000次875bar加氢测试。

重点在于,该储氢罐还设计有Exhaustsystem快速排气系统,在发生碰撞事故时,车内传感器会开启排氢阀门,并将内部的高压氢气排空(正常运行时放氢内压下限为5bar),以避免更极端的危险状况。

技术进步与初体验

在车云菌看来,NEXO更像是ix35FCV全方位技术升级的产物,比如:

1、 NEXO搭载的燃料电池电堆较ix35FCV,系统效率从55%提升至60%的同时,其体积也有所降低;

2、 NEXO采用的全球首款同型号3罐储氢系统,总重量仅为111kg,较此前降低了16.5kg;

3、 车载锂电池输出功率从20kW提升至40kW;

4、 冷启动下限从-20摄氏度下探到-30摄氏度。

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