当下我们谈及新能源车,通常所指的是纯电动车以及各类混动车型,氢燃料电池车往往不在讨论范畴之内。
缘由很简单,尽管宝马、本田、丰田以及现代都曾大力钻研氢燃料电池车,然而当下真正实现量产并销售的氢燃料电池乘用车仅有丰田MIRAI和现代NEXO两款(本田Clarity Fuel Cell已停产),至于长安深蓝SL03氢电版则尚未开始交付。
不过,近期出现了一些新的变化。广汽丰田在月初宣告将限量引进50台第二代MIRAI进行销售,虽说约75万元左右的价格让众多人望而却步,但仔细琢磨,其价格仅比长安深蓝SL03氢电版高出5万元。不管怎样,氢能源车这一话题再度引发了广泛关注。
前段时间我们将MIRAI试驾车取回并体验了几日,阿卓稍后会与大家分享他的试驾感受,在此我就不先行透露了。近期现代汽车传出消息,NEXO氢燃料电池车也即将引入国内,位于广州的HWTO氢燃料电池工厂也即将正式投入生产。
氢能源车似乎突然间离我们不再那么遥远,所以我想借助丰田MIRAI和现代NEXO这两个实际案例,与大家探讨几个大家颇为感兴趣的有关氢燃料电池车的话题。
首先,氢燃料电池车实质上也是电动车。
氢燃料电池车的简称为FCEV,其英文全称为“Fuel Cell Electric Vehicle”。由此可见,氢燃料电池车本质上属于电动车,在结构上,同样配备有高压电池,且由驱动电机进行驱动。
但在此需要特别指出的是,许多人存在一个误区,认为“氢燃料电池”真的就是如三元锂电池那样的一块电池,实际上这二者完全不同。
我们都清楚,同样是由电机驱动,像丰田THS、本田i-MMD,以及插电混合/增程式电动车的汽油发动机,在某些工况下能够充当发电机,为高压电池包充电,而FCEV氢燃料电动车亦是如此,只不过是通过一个尺寸比普通四缸汽油机略大的被称为“电堆”的东西来发电。
由于整体尺寸并不小,所以这个电堆同样被安置在车头的发动机舱内。
然而,与内燃机燃烧油料不同,这个“电堆”实质上是一个“化学发生器”,是通过使车上氢气罐中的氢气与外界氧气发生电化学反应,从而释放出水和电能的装置。产生的电能既能够提供给电机直接驱动车辆,也能够为高压电池充电;而产生的水则会被储存起来,并通过排水管排出。
目前这第二代丰田MIRAI和现代NEXO,均采用三元锂电池包,但电池容量分别仅有1.24kWh和1.56kWh,因此无需消耗氢气的“纯电续航”里程较短,放电功率也不高。
所以该电池就如同丰田THS和本田i-MMD那样,主要起到一个临时蓄水池的作用,目前也都不支持外接充电。
或许当下仍是出于提升续航能力的考虑,所以不论是MIRAI还是NEXO,都仅有单电机的版本,MIRAI由于采用的是与雷克萨斯LC相同的GA-L平台,故而采用后驱布局,驱动电机最大功率为134kW;而NEXO的前身是途胜FCEV,所以采用的是前驱布局,电机最大功率为120kW,CLTC工况下续航550km。
不过有趣的是,长安或许从国内PHEV搭载大电池的做法中获得了启发,深蓝SL03氢能版配备的是28.39kWh的磷酸铁锂电池,采用后轮驱动,电机功率为160kW。虽然尚不明确氢气罐的储存容量,但CLTC综合工况里程达到730km。
其次,加氢并非如你想象中那般迅速。
许多人对氢燃料电池车抱有浓厚的好感与期待,除了其环保特性外,最为重要的原因是认为“加氢气的时间与加油相近,且比充电和换电快得多”。
理想固然美好,但现实却颇为残酷。实际上,在加氢站加氢并非如那些广告宣传中所说的那样快速。
首先是加氢站的硬件配套问题。像MIRAI和NEXO的储氢罐压力均为能承受70MPa压力的Ⅳ型车载高压储氢瓶,也就是说充满氢气时的压力为700个大气压。换言之,加氢的设备必须最高能够承受远超70Mpa(通常是85Mpa)的压力,才能够将氢气灌入储氢罐之中。
而目前国内的许多加氢站仅能加压至45Mpa,也就是说只能够将氢气罐充至35Mpa,换句话说,即便你将MIRAI开过去,最多也只能充到一半,无法将氢气完全充满。这意味着续航能力直接减半。
如果大家未能想明白,不妨回想一下吹气球时的情景。一开始往里面吹气较为轻松,但越往后就需要越用力。
因此在加氢气时,与加汽油不同,汽油加注的速度基本是匀速的,但氢气注入的速度会随着压力的增加而逐渐变慢。再加上目前氢气站出于安全考虑,在加注氢气前后,都会进行一系列的安全检查工作,这也需要耗费一些时间。
所以厂商宣传的“5分钟能加满”,实际上只是一个书面上的理论值而已。当然,加氢的时间还是会比目前电动车在普通快充桩的充电时间要短一些。
至于加氢站的数量问题,在此就不再赘述了,但大家应该不难理解,这种高压易燃气体的运输和储存,都有着极高的安全标准,自然也不太可能设置在人员密集的区域。换句话说,即便不考虑资金投入和建设的时间,未来加氢站也不可能像加油站和充电站那样随处可见。
所以尽管现代汽车会引入NEXO,但他们也认为,受到各种现实客观条件的限制,短期内氢燃料电池车将主要应用于路线较为固定的商用车领域,而非乘用车领域。
第三,储氢罐的布局同样是一个难题。
由于MIRAI同样是由电机驱动行驶,所以其驾驶体验与普通电动车极为相近,但在MIRAI上可以发现,由于车上的两个主要氢气罐呈“T”字布局,另外还有一个小型氢气罐放置在车尾行李厢下方,因而不仅导致第二排乘坐空间被严重挤占,行李厢的空间也远小于其他同级别电动车或燃油车。
相比之下,NEXO作为SUV车型,在空间上本就相较于轿车具有优势,而且两个气罐巧妙地并排放置在后排座椅下方,所以氢气罐对车内乘坐空间的影响相对较小,但依然不如同级别SUV的后排空间那般宽敞。
中国消费者对后排乘坐空间的要求是极为苛刻的,如何才能兼顾气罐尺寸(续航能力)与乘坐空间呢?
在前段时间的巴黎车展上,一家名为NAMX的法国新兴车企提供了一个全新的思路:将车内的氢气罐适当缩小一些,但在车尾部增加了几个可单独更换的抽拉式“空气胶囊”。
这一方面相当于将一个大气罐变为几个小气罐,布置可以更为灵活,也能够减少对车内空间的占用,而另一方面,由于这些统一规格的小气罐可以如同我们电动自行车的电池那样,通过公共充电柜进行充电和更换,所以这相当于又创造出了一种类似于换电池的“换气罐”模式。
当然,这还只是一辆尚未量产的概念车,这种技术也尚未得到验证,但着实让人眼前一亮,或许会为其他研发氢能源车的车企带来新的灵感。
那么,你认为氢燃料电池车的春天何时才会到来呢?