探索碳中和,解析长城汽车氢能源技术

浮世繁华 2021-04-01 13:17:15

在此次的氢能源大会上,我们了解到了长城布局氢能源全产业链的构想以及实现完全自我研发、自我配套的能力,这在中国品牌中首屈一指。值得一提的是,未来长城氢能源零部件也将对国内多个领域的氢能产业实现配套。


从源做起,自主制氢


事实上,目前氢能源汽车令很多人焦虑的恐怕是补给问题,如何高效的生产氢以供应源源不断的市场成为了氢能源汽车推广下去的重要一环,而长城汽车给出了答案。根据会上介绍,长城将通过钙钛矿太阳能光伏技术实现氢的制取,值得一提的是长城的制氢效率突破了20%。


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这种技术在原理上可以理解为人工光合作用,一种利用阳光来电解水以实现制氢,这种技术可以减少不必要的化学污染,而钙钛矿则是替代曾经硅料来高效实现人工光合作用的重要物质,制氢效率大大提高。


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破局向上,全栈把控


氢能源产品的动力总成大致有以下四个部分组成:储氢罐、燃料电池、储能电池、电驱动以及动力控制单元


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具体工作原理如下:


1.电解——氢气与氧气在燃料电池的电堆中发生电解,其中氢气通过燃料电池的正极(含有催化剂)分解成电子和氢离子(质子)。而燃料电池中的关键技术则在于质子交换膜(ProtonExchange Membrane)。质子通过“交换膜”到达负极和氧气反应变成水和热量,而对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。


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2.驱动——氢能源汽车的驱动形式作者个人更愿意理解为混合动力中的增程模式,燃料电池产出的电能源源不断的送入电动机驱动车辆。同时,氢能源汽车也依然具备一台动力电池进行储能,该电池同样也会获得来自燃料电池的补给。


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众所周知,氢气作为活跃的化学气体安全是首位的。而其次,动力总成的效率问题也同样是各个车企的攻关重点。更重要的是,一项技术以平台化的方式进行应用才能展开核心科技的全面普及。因此,氢能源汽车具备排放清洁化、补给高效化与整车轻量化的优势背后体现着一个公司对于氢技术的了如指掌。


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目前长城汽车已经实现“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化,摆脱了国外供应商的束缚。同时,长城在商用车、乘用车领域更是以平台化的视角展开了全面的打造。可见,长城对于氢能源的普及与推广已是信心满满。


未势能源燃料电池,系统峰值功率95KW,电堆峰值功率120KW,系统最高效率60%,与国际竞品性能相当。


70Mpa的高能效电堆,最大许用工作压力达到87.5Mpa,工作温度涵盖-40—85摄氏度,实现多点氢泄露智能监测。


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燃料电池之“肺”——空压机,系统综合效率>71%,具备无油润滑、轻量化等优势。值得一提的是长城针对下一代空压机也做出了规划,将采用带可变截面膨胀端能量回收单元的全新产品,可支持110KW的燃料电堆使用。


长城自家的瓶阀与减压阀,保证氢安全的同时,也能在系统的监控下实现灵活多变的开合,提升运行效率。


技术成链,打造生态


2018年长城控股正式入主上燃动力,并在资源整合之后构建了长城自家氢能源体系——未势能源。2019年4月,长城氢能源体系登陆上海国际车展与公众见面,作者有幸了解到其智力成果与未来构想,其从零部件出发实现自主研发与制造全线普及的理念也贯彻了长城一贯的精益思维。


而后在不到两年的时间里,未势能源旗下的上燃动力已展开了与很多商用车方面的合作共进,实现了自主品牌之间的强强联手、自主创新。同时,在会上我们也看到了未势的氢能源产品在赛车上的应用,这也表面了他们在安全性方面与耐久性方面的决心与信心。


而今天长城正式面向全球发布了氢能源战略也进一步标志着长城在燃油动力、电动动力、混合动力以及氢能源动力四个方面都实现了自主把控。可以看出,这四大动力技术无论从技术、从制造还是从市场,长城都有着十足的信心与底气。


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未来五年,长城汽车将实现燃料电池系统的高功率(>200kW)、高效率(>60%)、高温度(>100℃)、高耐久(>20000小时)和高互联(新能源+智能网联)的技术产出。因此,氢能源作为这四大动力中最具挑战性的一项,我们也期待在未来五年内可以看到长城汽车在这个领域中的更多优秀成果。


最后,期待长城今年的首款氢能源C级SUV完美亮相,并让其产品在明年北京冬奥会中大放异彩。

来源:岁月歧路长

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