[汽車之家 電動(dòng)車技術(shù)]　　氫能，是一個(gè)我們從初中課本里就學(xué)到的詞語(yǔ)。它被一些電動(dòng)車業(yè)界大佬認(rèn)為是智商稅，是不切實(shí)際的妄想，也有很多人稱其為終極能源，是碳中和的法寶。那么氫能對(duì)于用戶用車和能源產(chǎn)業(yè)到底意味著什么，長(zhǎng)城汽車最新發(fā)布的氫檸技術(shù)又為氫能的應(yīng)用描繪出了怎樣的未來(lái)？

氫燃料電池汽車比電動(dòng)車強(qiáng)在哪？

　　在氫燃料電池汽車中，氫氣不是以燃燒的方式釋放能量，而是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)車輛的電能。想要實(shí)現(xiàn)這一反應(yīng)，并不是將氫氣和氧氣進(jìn)行簡(jiǎn)單的混合就能完成，它還需要燃料電池中的膜電極（包括催化劑層、氣體擴(kuò)散層和質(zhì)子交換膜）為反應(yīng)創(chuàng)造條件。

　　正因?yàn)槭褂眠^(guò)程中存在復(fù)雜的能量裝換，馬斯克、王傳福等電動(dòng)車界的大佬認(rèn)為氫燃料電池是將簡(jiǎn)單的問(wèn)題復(fù)雜化了，使氫能的最終效率并不像大家想象的那么高效。那么氫燃料電池相對(duì)于電動(dòng)車究竟好在哪？

　　首先，作為一種能量密度三倍于汽油的能源，氫能與氫燃料電池汽車的搭配最先解決的是電動(dòng)車補(bǔ)能速度和里程焦慮的問(wèn)題。

　　另一個(gè)困擾電動(dòng)車的問(wèn)題——冬季續(xù)航衰減，在氫燃料電池汽車上也同樣得到了緩解，不必過(guò)于擔(dān)心車輛在冬季和低溫條件下的續(xù)航表現(xiàn)。

　　此外，氫燃料電池工作產(chǎn)生的這部分熱能還可以用于進(jìn)行車內(nèi)采暖，用戶也就可以像開(kāi)燃油車那樣在冬天放心大膽的開(kāi)暖風(fēng)了。

氫能上車需要幾個(gè)步驟？

　　2001年我國(guó)才開(kāi)始進(jìn)行氫燃料電池汽車的研發(fā)工作，首次提出氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃是在2016年10月發(fā)布的《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》中。而美國(guó)通用早在1966年就已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)氫燃料電池汽車，日本的本田則開(kāi)始于1992年。由于起步較晚，膜電極、雙極板、高壓儲(chǔ)氫瓶、增壓機(jī)、制氫、儲(chǔ)氫等核心關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)仍落后于日本、韓國(guó)、加拿大、美國(guó)等先發(fā)國(guó)家，國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商體系也并不完善。

　　通過(guò)自主研發(fā)、自主制造，長(zhǎng)城汽車逐步實(shí)現(xiàn)了“電堆及組件、燃料電池發(fā)電及組件(控制器等)、Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶、高壓儲(chǔ)氫閥門、氫安全、液氫工藝”六大核心技術(shù)和產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)自主化，并形成了氫檸技術(shù)這一高性價(jià)比的車規(guī)級(jí)“氫動(dòng)力系統(tǒng)”解決方案。

　　國(guó)內(nèi)比較成熟的儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)品是使用金屬內(nèi)膽的III型瓶，儲(chǔ)氣壓力為35MPa（約合350個(gè)大氣壓，是液化氣罐儲(chǔ)氣壓力的60倍），通常被應(yīng)用于空間限制寬松的氫燃料電池商用車上。而在乘用車領(lǐng)域國(guó)外車企主要采用的是70MPa（約合700個(gè)大氣壓）、塑料內(nèi)膽的IV型瓶，尤其對(duì)于寸土寸金的乘用車來(lái)說(shuō)，在存儲(chǔ)相同質(zhì)量的氫氣時(shí)，更大的儲(chǔ)氣壓力可以顯著降低儲(chǔ)氫瓶的體積，大大降低車內(nèi)的空間布置難度，塑料內(nèi)膽的使用還可以降低儲(chǔ)氫系統(tǒng)的重量。

　　想要讓70MPa的高壓儲(chǔ)氫系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作，配套的驗(yàn)證手段和保護(hù)措施也必不可少。通過(guò)循環(huán)疲勞、壓力爆破等試驗(yàn)手段的建立，可以對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的耐久度和耐壓能力進(jìn)行測(cè)試，從而驗(yàn)證瓶體和閥體的安全性。

　　接下來(lái)想要將氫能轉(zhuǎn)化為電能從而驅(qū)動(dòng)汽車，還有賴于一個(gè)高效的電堆，來(lái)為氫氣的電化學(xué)反應(yīng)提供場(chǎng)所。目前，長(zhǎng)城氫檸技術(shù)已經(jīng)具備了大功率電堆的材料選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能仿真、制造和生產(chǎn)工藝的全套能力，可年產(chǎn)100萬(wàn)片膜電極、3000套150kW電堆，能滿足氫燃料電池汽車的裝機(jī)需求。

　　長(zhǎng)城還實(shí)現(xiàn)了電堆的模塊化設(shè)計(jì)，能通過(guò)模塊的疊加滿足從千瓦級(jí)到兆瓦級(jí)功率范圍的需求，使氫燃料電池可以應(yīng)用在軌道交通、船舶、航空、氫能發(fā)電、大功率備用電源等領(lǐng)域，從而擴(kuò)大技術(shù)的應(yīng)用范圍，也促使氫燃料電池產(chǎn)業(yè)更快成熟和降低成本。

　　最后，氫燃料電池還需要一套可靠的電堆管理系統(tǒng)，來(lái)監(jiān)控電堆內(nèi)電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行情況，通過(guò)對(duì)供氣量、濕度、溫度的控制，保證氫燃料電池在適宜的狀態(tài)下工作。

　　在氫燃料電池汽車的普及上，氫氣的制取、儲(chǔ)運(yùn)、加注全產(chǎn)業(yè)鏈的打通，也是讓氫燃料電池汽車好開(kāi)好用的重要因素。

　　此外，長(zhǎng)城汽車還對(duì)低溫液氫的液化、儲(chǔ)存和加注技術(shù)進(jìn)行了公關(guān)，如果以體積能量密度更大的液態(tài)氫氣來(lái)進(jìn)行氫氣的儲(chǔ)運(yùn)，能讓氫能的長(zhǎng)周期存儲(chǔ)和長(zhǎng)距離運(yùn)輸更加高效。

　　經(jīng)歷十年建設(shè)發(fā)展的充電網(wǎng)絡(luò)目前仍然難以達(dá)到完美覆蓋，造價(jià)更高、占地面積更大的加氫站建設(shè)自然也不是短時(shí)間就能初具成效的工程。而氫燃料電池汽車的試運(yùn)營(yíng)和商業(yè)化，將是拉動(dòng)整個(gè)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最好抓手。在整個(gè)氫能源體系完備之前，長(zhǎng)途使用、路線固定的商用車，或者是大型的乘用車，會(huì)是氫燃料電池汽車占據(jù)優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域，而更靈活的充電樁則能讓電動(dòng)車勝任城市中短途出行場(chǎng)景。

編輯點(diǎn)評(píng)：

　　對(duì)于氫燃料電池汽車的發(fā)展前景，所承受的期待和非議都要比十年前的電動(dòng)車更大。能量密度、環(huán)境友好度等先天的優(yōu)勢(shì)使我們對(duì)氫能如此著迷，而任重道遠(yuǎn)的能源體系建設(shè)又讓我們對(duì)它的前景憂心忡忡。但不妨以發(fā)展的眼光看待氫能源的未來(lái)，用發(fā)展的手段解決氫能源面臨的問(wèn)題，相信隨著越來(lái)越多的車企加入氫能源賽道，未來(lái)綠色出行的新前景也會(huì)逐漸明朗起來(lái)。（文/圖 汽車之家 孫一超）

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