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深度解读本田CLARITY FUEL CELL燃料电池车

454398 作者:工程师吴畏 2018-06-21 17:56 次阅读

即使化石资源会越来越少,显然到了2025年还是不用完,各个厂家都迫于环保的压力而发展其他新能源汽车。在国内新能源车就意味着单纯的电动车,每天都要充电,不能出远门。显然电池再怎么技术升级,还是满足不了人们早已习惯燃油车的加油以及续航里程长的方便。前不久本田在日本发布CLARITY FUEL CELL燃料电池车,3月开始已在日本地区开启租售,也是继丰田的Mirra后第二台在日本发售的燃料电池车。究竟本田CLARITY FUEL CELL有什么的魅力呢?

● 本田早在1999年提出燃料电池车

本田发展氢燃料电池车与丰田发展混合动力车属于同一时期,可惜氢燃料电池车完全改变人们出行习惯。在现在世界也是主导以电动/混动为主时代,看来本田当年的发展简直就是疯子的行为。前两代车型更多像商业服务性质。即便如此本田还是领先大多数厂家拥有了氢燃料电池的技术,一旦时机成熟便能重新推出。

然而,在停产第二代FCX Clarity的不久,日本政府却放宽氢燃料电池车的规范,同时有相关推动下一代新能源车政策。从混合动力逐步向氢燃料电池发展,由政府主导建设加氢站。可是这次本田稍微失去算盘,第二代FCX结束生产,第三代却未能跟上,被丰田以500km续航的MIRAI所超越。对此本田当然不甘示弱,加快进程FCV车型,并且CLARITY FUEL CELL今年3月10日开始租售。

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● 电动机动力保守

CLARITY FUEL CELL从功能布置上并没有与其他三厢车有明显区别。长车头里面布置燃料电池反应堆代替了发动机的位置。驱动系统则采用130kW的电机作为主要驱动,相当于2.4L自然吸气发动机的水平。

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燃料电池相对于纯电动车来说更像汽油或柴油发动机,它的燃料主要是氢气作为燃料和氧气作为氧化剂。氢气和氧气都要独立供给电池的两个电极,并且在电极出进行反应。同时在电极处需要依靠催化剂加快反应。电子从燃料中释放,在两电极间电位差作用下,电子经过外部电路留下负/阴极,就是这样产生电流。同时在阴极出产生水和废气。

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燃料电池单元主要由膜电极组件和气体流路构成。膜电极组件由电解质层、催化剂层、气体扩散层,以及氢气和空气的流路组成。其中气体扩散层中碳纸采用东丽公司提供的碳纤维材料,其具有非连续的碳纤维按随机方向排列,耐久性及气体扩散性出色。同时燃料电池单元里改进了氢气和空气的流动方向。

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为何小标说到电动机动力保守?电机最大功率130kW,最大转矩也有着300N·m,这动力水平明明就是带涡轮发动机的水平。其实这跟本田对电机控制输出有着关系。CLARITY FUEL CELL的目标是成为一款普通汽车,也就是说偏向舒适性的设定,而不像特斯拉的性能取向。燃料电池车需要以高压氢气作为燃料,同时发电是需要压缩空气传送至燃料电池堆。本田设定电动涡轮压缩器采用两级提高压力,在初段时,压缩空气量不足,导致电机功率下降,无法达到让人澎湃的感觉。同时车载锂电池也会向电机传送电力,但依然不能满足电机的需求。导致整体电机的动力无法尽情释放。电机输出受制于燃料电池功率和锂电池的功率,整体偏向长续航里程的设定。

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由于增加锂电池和储氢罐,车重必定增加。CLARITY FUEL CELL车身有55%的材质使用了高强度钢和铝合金的材料。其与接近尺寸大小的雅阁相比,反而车身重量减轻约15%。1500MPa超高强度钢更多用于关键部位,如A柱、B柱、车顶纵梁和门槛梁等。980MPa高强度钢则应用在车顶横梁、地板横梁、车头纵梁等部位。

发动机舱盖、翼子板、车门和行李箱盖等覆盖件采用了6000系的铝合金,而前防撞杠梁和车门防撞梁则采用了强度更高的7000系铝合金。玻璃纤维强化树脂材料则被应用在后防撞杠梁上,与原来的铝合金防撞梁相比减轻50%重量。此材质使用的是朗盛集团旗下德国Bond-Laminates公司生产。

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● 加氢将会越来越容易,但前路依旧迷茫

燃料电池车早已经可以上路行驶,但燃料电池车怎样补充氢这才是最大的问题。本田给出的方面则是独立研发制氢气设备,可供应最大充气压力为35MPa。Smart Hydrogen Station(SHS)充氢设备为本田和Iwatani岩谷合作研发,采用太阳能发电电解水制造氢气,每天最大制造量为1.5kg,最大可存储18kg氢气。整体占地约为7.8㎡。

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● 总结

未来的世界是燃料电池的天下还是纯电动车的世界,抑或是半路杀出黑马?谁也不知道。青山只知道国内对燃料电池车发展少之又少,整体汽车行业都是政策型向导型,早期的纯电动弯道超车,再到近期的大力发展插电式混合动力。显然国内品牌并没有一个行业主动的发展方向,也就是说行业的力量不足以影响政府乃至市场的走向,更可能是企业力不从心。

纵观国内连加氢站都没有一家,但也不得不承认燃料电池车在便利性上要比纯电动车好不止一丢丢,续航里程、加氢时间、二次污染、日常使用寿命等等,都要比纯电动车有优势。现在日本已经从混合动力时代跃升至燃料电池时代,这意味着在日车企眼中纯电动的充电时间暂时还无法解决。一旦加氢站能大规模建设起来,势必燃料电池车能够大展宏图。届时,国内品牌连弯道都没有进早已被外资企业甩得连尾灯都看不到。

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