付甜甜

氫燃料電池目前應用情況

氫能是目前被許多國家看好的，可替代化石燃料的未來清潔型能源。美國著名石油專家?？酥Z·米迪斯博士就曾經預測：主宰未來世界的能源將是氫能。在目前各類新能源技術中，燃料電池汽車之所以被認為是終極能源，主要是由于它對環(huán)境的污染小，并且能源效率高。由于燃料電池汽車排放的是水，所以可以被認為是真正的清潔能源。目前，各國都在積極投入研究，通過各種方式加快燃料電池技術的研發(fā)和產業(yè)化進程。

ix35燃料電池車簡介

為了抓住燃料電池的發(fā)展機遇，近日，現(xiàn)代汽車在首爾車展展出了燃料電池車（FCV）量產車ix35 Fuel Cell?，F(xiàn)代曾在2012年9月的巴黎車展上展示過ix35 Fuel Cell，此次展出的是其量產版，這也是現(xiàn)代首款量產FCV。

ix35 Fuel Cell的車身尺寸為長4 410 mm×寬1 820 mm×高1 655 mm，軸距為2 640 mm。配備輸出功率為100 kW的燃料電池和鋰離子充電電池以及兩個氫燃料罐，用來驅動馬達。氫燃料罐是兩個壓力為70 MPa的產品，加滿5.6 kg的氫時，續(xù)航距離為594 km。鋰離子充電電池為鋰聚合物充電電池，能量為24 kWh。0～100 km/h的加速時間為12.5 s，極速為 160 km/h。5.6 kg氫氣的油箱容量，燃油具有經濟性，1 kg氫的行駛里程大約為106 km。氫所占的容積大概是3.7 L汽油的容積。該車的燃效約為28.6(106/3.7=28.6)kg/L。

ix35燃料電池車的動力傳動系統(tǒng)由韓國現(xiàn)代麻北（Mabuk）燃料電池研發(fā)中心研制完成。這款概念車在投入量產之前，已在歐洲、韓國、美國等地進行了超過200萬英里的路試。

現(xiàn)代ix35燃料電池堆

現(xiàn)代汽車選擇了ix35為基礎作為其第一條燃料電池車生產線，部分原因是常規(guī)版本對大眾的吸引力。在創(chuàng)建燃料電池車時，韓國現(xiàn)代的工程師們充分考慮并確保了燃料電池堆的安放、氫氣罐、電池以及動力傳動系統(tǒng)上的其他關鍵控制系統(tǒng)對汽車的使用不產生任何影響。

新型ix35燃料電池車比傳統(tǒng)常規(guī)版的ix35車重100 kg。車身底板下方放置的氫氣罐的體積比汽油或者柴油的罐都大。這大致相當于436 L（15.4立方英尺）的載貨容積。這一階段生產的所有ix35燃料電池車將只有左駕。

燃料電池堆位于引擎蓋下，與其他的部件如高壓接線盒和驅動前輪的緊湊的電動馬達結合在一起。高壓電池和逆變器系統(tǒng)放置于防水殼內，恰好位于車輛和最佳質量部分的下方。車輛中部下方則安裝著一塊功率為25 kW的高壓電池組，安裝在車輛中部也是出于整車質量平均分配的考慮。此外，車中還安置有一塊12 V的電池，用于車輛啟動并向車內輔助設備（例如導航系統(tǒng)）提供電力。

ix35燃料電池的動力系統(tǒng)（BOP）主要包括三個方面：熱管理系統(tǒng)（TMS）、空氣處理系統(tǒng)（APS）和燃料處理系統(tǒng)（FPS）。

● 在燃料電池堆工作期間產生的熱量會影響效率。ix35燃料電池車的熱管理系統(tǒng)（TMS）使燃料電池堆的溫度保持在一個最佳的水平。

● 燃料電池車燃料電池內部的電化學反應需要可靠穩(wěn)定的空氣供給（氧）。本款ix35燃料電池的空氣處理系統(tǒng)（APS）由一個接近無聲和快速響應的鼓風機和關閉閥組成。當車輛處于閑置狀態(tài)時，空氣流會自動關閉。

● 燃料處理系統(tǒng)（FPS）把氫罐中的高壓氫氣轉換成能夠用于燃料電池堆使用的低壓氫氣，也可以把殘余氫氣重新利用。

駕駛模式的ix35燃料電池具有多種工作模式：

● 在燃料電池模式下：燃料電池堆從裝載的氫氣罐中產生電，然后直接驅動電動機。

● 在動力輔助模式下：燃料電池堆的電力是由用于額外動力的高電壓（25 kV）電池增強效率后得到的。

● 在電源充電模式下：燃料電池產生的一部分電力用來供給給電池做后備電源用。

燃料電池車的優(yōu)勢

理論優(yōu)勢：35~70 MPa下的氫氣可以在幾分鐘內快速被“加好油”，相對于純電動汽車而言，它能夠保證汽車行駛萬無一失，達到很長的巡航里程。

環(huán)保優(yōu)勢：氫燃料電池所需的原料是氫氣，氫本身無色、無臭、無毒，十分純凈，所產出的尾氣更是無污染的。氫燃料電池具備了無污染、無噪聲以及高效率的特點。

能量優(yōu)勢：能量高，存儲量大，并且能夠更好地產生恒定的能量。

經濟優(yōu)勢：氫燃料電池車輛的能耗經濟性可達到傳統(tǒng)汽油車的2～3倍，從節(jié)約能源的角度來看，燃料電池汽車明顯優(yōu)于用內燃機的普通汽車。

燃料電池以及燃料電池車發(fā)展

目前，世界化學品生產商塞拉尼斯公司、杜邦公司、巴斯夫公司、燃料電池開發(fā)商Ballard動力系統(tǒng)公司、國際燃料電池公司以及汽車生產商戴姆勒-克萊斯勒公司、福特公司、現(xiàn)代汽車、大眾汽車公司等，都紛紛開始研發(fā)燃料電池和燃料電池車。

燃料電池簡單分類

熔融碳酸鹽燃料電池（molten carbon fuel cell,MCFC）、固體氧化物燃料電池（solid oxide fuel cell,SOFC）、堿性燃料電池（alkaline fuel cell,AFC）、質子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）、直接甲醇燃料電池等。