加氢5分钟续航800km!氢能源究竟有多香,竟让5大王牌齐发力

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【太平洋汽车网 行业频道】电动化、智能化放在两年前还只能说是一种趋势,而今年的上海车展却真真切切的让我们感受到电动化、智能化已经来到了我们身边,车展上绝大部分品牌都将电动智能作为主要的亮点呈现给观众。不过,在电动化大潮汹涌而来时,氢能源汽车也并没有就此淡出我们的视野,还是有一些品牌在发力纯电动汽车的同时,也在氢能源技术上继续发力,并将最新的技术带到了本届上海车展上。

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作为排放物只有纯净的水的燃料,同时又是自然界中广泛分布的一种元素,氢一直被认为是一种终极的清洁能源。虽然受制于制备、运输和储存等问题,氢能源汽车至今尚未大范围普及,但对这项技术的研究从未停止。

为什么要发展氢能源汽车

相比纯电动汽车,氢能源汽车补充燃料的过程与加油类似,无需长时间的等待。同时在续航、运力达到一定阈值后,储氢罐会比电池更小更轻,在长续航、大运力商用车,以及部分公共交通方面会表现出更为明显的优势。

当然,作为元素周期表开头的第一个元素,氢原子小而轻的特点也给他的储存和运输带来了难度。普通的容器很难完全限制氢气,尤其是加压甚至液化状态的氢气,其很容易穿过难以察觉的空隙,甚至直接穿过容器的分子间隙缓慢渗漏。在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板,因而储氢罐对工艺的要求很高。而大规模工业化制备氢气目前也还没能得到很好的解决,这些都给氢能源汽车的发展带来了阻碍。

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有难度就有人挑战,包括丰田、本田、现代、通用、宝马、奔驰等国际巨头都曾在氢能汽车上发力,不过在纯电动汽车不断加速发展的当下,并不是所有企业都还在坚持。前不久,通用集团就宣布暂停氢燃料电池的开发,转向全面电动化的发展路线。而已经在氢燃料电池汽车领域积累起雄厚基础的现代、丰田等企业目前仍然在持续发力。同时自主品牌在近些年也在氢能源汽车上取得了一定的成绩,长城前不久刚刚推出了氢柠技术,一汽、广汽等也在氢能源汽车上开始了布局,而上汽大通已经推出了量产版本的氢燃料电池汽车。

不止企业在氢能源领域持续发力,我国在大力发展电动汽车的同时,并没有放弃对氢能源汽车的支持。在最新的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中,氢能源汽车也被多次提及。而即将在明年举办的2022北京冬奥会,氢能将出现在多个应用环节,奥运火炬采用氢作为燃料,同时也会大量启用氢燃料电池汽车作为工作车辆。

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虽然目前专门的工业化制氢仍有难度,不过氢气并非十分稀缺的能源。仅我国每年没有充分使用的工业副产氢能就有1000万吨,足够百万台级“氢汽车”用上几年。这也是发展氢能源汽车的底气和动力。

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在相关政策的指导下,国际巨头也开始将氢能源技术向我国倾斜。在2021上海车展前夕,现代汽车集团召开发布会阐释了其电动化战略,同时也宣布了其在中国市场的氢能源战略,现代汽车集团在海外的首座氢燃料电池系统生产和销售基地将落户广州。而在上海车展上,丰田带来了最新的国产柯斯达氢擎,这是首辆在中国首辆本土研发的丰田氢燃料电池商用车。

现代NEXO(询底价|查参配)下半年引进,IONIQ 5发力

在上海车展现代展台上,现代汽车带来了旗下的氢燃料电池汽车NEXO。当然,关注氢能源汽车的读者对NEXO应该并不陌生,这款车此前已经多次亮相国内,笔者还曾有幸在韩国试驾过这款前卫的车型。不过与以往不同的是,现代表示将会在今年下半年正式在国内市场引进这款车型。

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早在2013年,现代就量产了首款氢燃料电池车ix35 FCEV,是全球第一家推出量产氢燃料电池汽车的品牌。而2018年推出的NEXO,截止去年6月在全球销量已经超过一万台,在2020年,NEXO的销量更是占据了全球氢燃料电池汽车75%的市场份额。现代汽车集团一直是全球氢燃料电池汽车领域领导品牌之一。

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NEXO基于氢燃料电池专用平台打造,一次加氢NEDC 标准续航里程超过 800 公里,而加氢时间仅需5分钟左右。动力则来自一台161马力(120 kW)的最大功率和394.5Nm的最大扭矩的电动机,燃料电池的电堆体积功率密度处于行业最高水准。3个增强碳纤维/塑料储氢罐保证了氢气的安全,NEXO是全球首个获得Euro NCAP最高五星评级的燃料电池车,并在美国公路安全保险协会(IIHS)车辆碰撞测试中斩获最高等级“TSP+(顶级之选)”称号。

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去年12月,现代汽车集团发布了氢燃料电池系统专属品牌HTWO。今年3月,现代汽车集团全球首个海外氢燃料电池系统生产和销售基地“HTWO广州”动工,这是以现代汽车氢燃料电池专属品牌“HTWO”命名的首座工厂。HTWO广州将占地20.7万平方米,是中国首家大型氢燃料电池系统生产专用工厂。按照现代规划,新工厂预计2022年下半年正式竣工,预计到2030年总投资将达到85亿元人民币(含工厂运营费用)。

在上海车展现代展台上,除了即将在今年下半年在国内开启商业化运作的NEXO,还展示了一架氢燃料电池无人机。现代汽车表示未来将会与中国本土企业协同合作,逐步向汽车、发电机、船舶、火车等行业拓展供应全球领先的氢燃料电池系统。

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现代汽车旗下除了氢燃料电池乘用车NEXO,还有全球首款氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell。这是一台安装了7个大型储氢罐,最多可容纳32kg左右的氢燃料,搭载2个氢燃料电池组组成的190kW级氢燃料电池系统以及最高输出功率达350kW的驱动马达,充电一次的续航里程可达到400km左右的重型卡车。前文我们已经介绍过,氢燃料电池汽车在重型商用车领域有独到的优势,该车也已经在瑞士成功实现氢燃料电池车的商业化运营。

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当然,现代并不只是在氢燃料电池汽车领域发力,本届上海车展上,现代还带来了一款重磅首发的纯电动车型——IONIQ(艾尼氪) 5。这是现代纯电动品牌IONIQ(艾尼氪) 旗下首款量产车型,轴距达到了3000mm,NEDC续航里程达到了600km,具备400V/800V宽电压超高速充电功能、800V电压PE系统以及3.6kW大功率车载对外供电功能。

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该车基于现代电动化全球模块型平台E-GMP打造,这是一款专门针对纯电动车型设计的专属平台,针对电动汽车的结构优化设计,有着灵活的研发扩展性,未来可以在该平台基础上打造轿车、CUV、SUV等不同类型的车型。驱动形式标配后驱,并可以提供AWD全轮驱动车型。基于E-GMP平台的车型还可以直接适配350kW的超高速充电设备。

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2020年,现代汽车集团电动化车型总销量超过19.8万辆,位列全球第四。计划到2025年,现代集团将推出的44款电动化车型,包含电动车型共23款,其中涵盖了11款专属电动车型。除了IONIQ5,也包括了起亚平的EV6等全新车型及后续针对中国市场专属纯电动专用车型等。同时预计将销售67万辆电动汽车,包含56万辆电池电动汽车和11万辆氢燃料电池车,而中国市场将会是现代汽车发力的重点之一。

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在上海车展前夕,现代汽车集团在“再飞跃 更中国”战略发布会上提出了:进一步加强本土化研发,推出为中国消费者打造的专属高品质产品和服务;为了迎接电动化时代的到来,向中国市场导入备受全球市场认可的专属电动汽车产品;充分利用集团全球领先的氢燃料电池技术,助力中国向氢能社会转型;推动合资品牌转型升级,成为备受中国消费者青睐的品牌的四大战略。可以看出现代在对国内市场的重视。

丰田柯斯达氢擎国产,bZ4X首发

与现代一样,丰田也开始了在国内市场的双线战略,同时发力氢燃料电池汽车和纯电动汽车。相比即将引进国内的现代NEXO氢燃料电池乘用车,柯斯达氢擎这款商用氢燃料电池汽车没有引起那么多关注,不过作为丰田首辆在中国本土研发的氢燃料电池商用车,同样十分重磅。

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这台FCEV柯斯达基于国内在售的柯斯达打造而来,有四川一汽丰田参与研发生产。据悉新车计划于2022年正式开始量产并将投入北京2022年冬奥会使用。

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相比在售的燃油版柯斯达,新车在设计上有所调整,包括前后灯组等细节进行了重新设计,简明的涂装也处处体现出氢燃料电池汽车的身份。大面积的车窗和座椅布局延续了柯斯达轻客的布局,不过新车副驾的位置让给了燃料电池组。

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可惜目前官方并没有公布这台车更详细的技术信息,我们也期待在冬奥会期间能够一睹其风采。

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除了国产柯斯达氢擎,丰田在本届上海车展上的另一大亮点就是丰田纯电动专属系列bZ首款概念车bZ4X。新车定位于中型纯电SUV,身尺寸与RAV4相仿,同时还会推出配有斯巴鲁车标的衍生车型。新车基于e-TNGA车型打造,采用了全新的外观设计语言,与现有的车型截然不同,封闭式的中网搭配极为激进的贯穿式C型头灯组营造出新能源车型所特有的科技感,新车计划未来将进行国产。

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动力部分,预计新车可容纳50kWh至100kWh的电池组,可实现300-599 km的纯电行驶里程,并支持前轮/后轮或四轮驱动。

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丰田表示,新车是基于e-TNGA平台打造六款纯电车型中第一款车型,将容纳各种不同尺寸的电池组和电动机,以适应不同的地区;同时新车将在全球范围内销售,并在日本丰田的ZEV工厂生产。

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继C-HR EV、奕泽EV和雷克萨斯UX300e之后,基于e-TNGA纯电动车专属架构的车型终于发布,丰田同时还发布了该系统的全新名字“bZ”,丰田表示截止到2025年电动化车型550万辆的阶段目标,其中,油电混动和插电混动车型超过450万辆,纯电动和氢燃料电池超过100万辆,纯电动车型将超过10款。为此,一汽丰田和广汽丰田合计30万辆产能的两座工厂,即将在2022年正式投产。

长城氢柠技术亮相,欧拉持续发力

当然,氢能源汽车的发力也少不了国内车企,例如长城汽车。长城汽车在上海车展前一个月左右发布了旗下氢燃料电池技术和战略——氢柠技术。

按照长城的规划:2021年,长城将推出首款C级氢燃料电池SUV,落地全球首个完成100辆49吨氢能重卡应用项目;2022年冬奥会期间,长城将推出首支高端乘用车服务车队,并行氢燃料电池乘用车、商用车、船舶、有轨、固定式发电等清洁应用项目群;2023年,实现核心动力部件推广数量国内领先;2025年,实现全球氢能市场占有率前三 。

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当然,长城氢柠技术目前还没有车型发布,因此亮相上海车展的仍然是其氢燃料电池技术平台。官方表示,长城汽车早在2016年就开始立项研发,并且在此后成立了氢能技术中心、收购上海燃料电池汽车动力系统有限公司、成立未势能源科技、投资德国加氢站运营商H2 MOBILITY,再到2019年起陆续展示燃料电池系统、样车、储氢瓶等。

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除了推出车型,长城汽车还布局了“制-储-运-加-应用”一体化供应链生态,是国内首家实现全生态链布局的整车厂。氢柠技术是长城汽车自主研发了车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案。

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在氢燃料电池汽车之外,长城汽车在纯电动汽车领域的发力也并未停止。凭借“猫”系命名的欧拉品牌车型早前已经受到了很大的关注,而在上海车展上,欧拉猫系列车型又有新产品来袭,一口气发布了闪电猫、朋克猫和大猫三款新品。

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闪电猫定位于一款A+级车型。采用四门四座的设计,除此之外最吸引的就是它呆萌外表之下强大的动力,据厂家透露,新车将会采用前后双电机布局,百公里加速时间为3.5秒。

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而朋克猫是一款造型复古的全新车型,设计上很大程度借鉴了第一代大众甲壳虫。不仅外观,车内也是浓浓的老爷车风格,尤其是三幅式的辐条方向盘有着浓郁的古典气质。长城官方目前还没有透露闪电猫和朋克猫的动力方面的信息。因为酷似初代甲壳虫的造型,朋克猫最近和大众集团因设计是否侵权产生了一些摩擦。

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另外,欧拉在上海车展上还推出了诞生于柠檬平台纯电架构的首款A+级纯电SUV车型——大猫。新车造型上与WEY玛奇朵共享设计,但采用了电车标志性的封闭式进气格栅。官方表示,新车将搭载了双电机四驱系统,提升还采用了无钴电池。

一汽剑走偏锋推氢内燃机,超跑S9量产版首发

在一汽红旗展台上,摆着一台很不一样的内燃机。虽然从结构上看这与一台普通的内燃机区别并不大,不过这是一台以氢气为燃料的内燃机。

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目前,主流的氢能源汽车以氢燃料电池为主,即把氢和氧分别供给阳极和阴极,通过电解液和质子交换膜发生电解水的逆反应产生电流,然后通过电机驱动车辆。氢内燃机是一种完全不同的动力形式,与常见的汽油内燃机类似,氢内燃机也是按照吸气-压缩-做功-排气4个冲程来完成化学能对机械能的转化,只是把燃料换成了氢气。

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氢内燃机技术同样是一种历史悠久的技术路线,此前宝马、马自达(氢转子内燃机)、福特等品牌都进行过尝试。而就在去年,丰田也在富士24小时耐力赛中发布了氢内燃机赛车。丰田章男社长认为,氢气燃烧速度快,可以享受燃烧带来的声音和振动的同时,实现零碳排放和高热效率。

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相比氢燃料电池,氢内燃机可以利用汽油内燃机积累的成熟技术,成本上也较氢燃料电池更低。不过氢内燃机易发生早燃、回火、工作粗暴等问题,能力转化效率的提高也有很大的难度,高温尾气也容易生成NOx等污染物,想要克服以上难题同样需要大量的研发投入。

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据悉,一汽本次亮相的2.0L氢内燃机将率先搭载在红旗品牌车型上,首款搭载车型或为红旗H5。根据此前的申报信息,其匹配的电机额定功率为60kW(82PS),最大功率140kW(190PS)。

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而在新能源领域,红旗在上海车展上首发的超跑车型——红旗S9量产版无疑是最吸引人眼球的。据悉,一汽集团与丝尔科宣布成立合资公司,面向中国和全球市场开发一系列超豪华、高性能的新能源运动车型,红旗S9是该系列的首款车型。红旗S9在车展上正式接受全球预订,首批限量99台,将于2022年2季度正式交付。

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不过,S9并非纯电动车型,其采用全球首创的V8T发动机和三电机混合动力技术,系统总功率超过1400PS,百公里加速低于2秒,最高车速超过每小时400公里。

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纯电动方面,红旗带来了E-QM5、E-HS9敦煌主题版等车型。

上汽氢燃料电池汽车已上市,R汽车/智己主打电动

上汽大通MAXUS曾分别在2017年广州车展和2020年北京车展推出了FCV80和EUNIQ 7。EUNIQ 7当然也出现在了本次上海车展上,这是国内汽车品牌为数不多上市销售的氢燃料电池汽车。

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其中FCV80售价高达130万元,在国家及地方各50万/辆的补贴力度下,终端售价为30万元,仅相当于中配的燃油版V80。EUNIQ 7扣除国家和地方补贴共40万元后,终端售价约为29.98-39.98万元,相比其售价28.98万的燃油版G20最高配,并不算太贵。

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不过这两款车其实跟普通消费者几乎没有半毛钱关系,都是主要供应给政府单位、客运公司等组织机构。在上汽大通的官网上,甚至根本查询不到FCV80和EUNIQ 7的经销商信息,也查询不到相应的销量。

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而在纯电方面,上汽大通MAXUS在本届上海车展上首次发布了旗下全新MIFA EV概念车。新车基于全新一代智能架构打造,定位为一款全新高端商务MPV。

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而纵观整个上汽集团,上汽R汽车,以及上汽和阿里巴巴等联手打造的智己汽车或许更加吸引眼球。不仅在电动化方面,在智能化方向上这两个品牌也展开了积极的探索。

总结

氢能源汽车与纯电动汽车在发展方向上并不相悖,在不考虑研发资金压力的前提下,同时发展两种路线并没有其他的冲突。从实际表现上来看,氢能源汽车在环保表现上绝不输纯电动汽车,从性能表现上二者各有优劣,甚至在一定程度上形成了互补。

中国在今年年初明确提出了“2030年前碳达峰,2060年前碳中和”的环保发展路线,同时氢能和电动化一样,已被视为中国未来实现生态友好型社会的重点技术之一。氢能源汽车和电动化汽车预计在市场上将长期共存,选择电动化与氢能源两条腿走路无疑是一个明智的选择。不过选择这样的发展路线,同时也需要品牌有雄厚的实力及强有力的技术水平(文:太平洋汽车网 郭睿)

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