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中国车企第一个!长城汽车发布氢能全球战略

2021年03月31日 16:57:05
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来源:车文驿

3月29日,长城汽车正式发布氢能战略,并正式发布车规级的氢动力解决方案——氢柠技术。按计划,基于氢柠技术打造而来的首款C级燃料电池SUV将会在今年正式亮相。

氢柠技术,不仅仅是国内的首个明确的企业级氢燃料电池技术的规划,即便是放在全球的汽车产业布局里,也是仅仅排在丰田现代集团之后,位列前三。

氢柠技术,为电动车的发展掀开新篇章。

一直以来,我们对于电动车这个概念的理解都是非常单一的,单纯地把电动车这种产品局限在以三元锂离子电池组作为动力来源的产品上,从而形成一种以关注三元锂离子电池组容量和续航里程为主的电池车模式。

事实上,电动车的定义显然没有那么的狭隘。顾名思义,电动车是以电动机作为驱动动力的车辆,以此来区别于用内燃机动力驱动的传统动力车型。

从电动机的角度出发,相比于内燃机动力车型,电动车的优势明显得多,恒功率恒扭矩的输出特性在理论上不再需要复杂的机械变速机构,而且车辆加速质感也会线性得多。因为没有了机械传动部件,电动车的机械部分对于整车布局的空间要求也会大幅度降低,继而大幅度的提升车辆的空间实用性和空间利用率。

为电动机提供电能的来源则是可以多样化的,就像内燃机动力车型可以是柴油和汽油一样,电动机的电能来源可以是三元锂离子电池组,也可以是氢燃料电池。

总之,汽车实现电动化的优势,是驱动车辆的能源可以变得非常多样化——如果技术得以更进一步,用太阳能风能这样的清洁能源也未尝不可。

氢燃料动力的划时代意义

氢燃料动力电池,是目前技术条件下电动车发展的最终趋势与状态。原因有两个方面:

第一、氢燃料电池动力并不会改变汽车社会运行了这一百三十多年的规则,用户可以通过加注实物化的氢燃料实现续航里程的补充,而不是虚拟化的电;

第二,氢燃料电池的能量密度会比三元锂离子电池组更高,且接近甚至会超过现在化石燃料的水平——而这也意味着,在相同的整备质量下,氢燃料电池组可以获得更高的续航里程。

基于上述特性,所以,燃料电池也是发电领域的尖端技术。

燃料电池是个什么样的原理

简单点说,燃料电池的阳极,也就是电池的负极为氢燃料,通过催化层的作用,将氢原子的一个电子分离出来。失去电子的氢离子通过质子交换膜到达燃料电池的阴极板,也就是正极。

游离后的电子不能并通过质子交换膜,所以就只能经过外部的通路到达阴极板与氢离子重新结合,在电子的运动过程中自然就在外电路产生电流。这个电流经过逆变器以及控制器等装置之后,就能够到达电动机驱动其运动产生动能。到达阴极板之后的电子又与在那里的氢离子和氧原子重新结合为水。

在此过程中,最为核心的技术在于质子交换膜。此前,在实验室阶段质子交换膜的材料为铂——没错,就是铂金钻戒的铂。铂的成本是极高的,而这也就是氢燃料电池无法大规模量产的最重要的原因。当然,氢燃料电池技术以及氢燃料电池并非遥不可及,但奈何受制于高昂的成本,很难规模性民用化。

两年多前,我就曾经乘坐氢燃料电池的大巴从北京五环外经京藏高速到达德胜门附近。当时我并没有感受到有什么亮眼,与普通的电动公交车的感觉很像。

一定意义上说,氢燃料电池的商业化,很大程度上取决于质子交换膜。可喜的是,得益于丰田Mirai的量产化研发,质子交换膜得以突破——丰田技术人员用一种竹炭实现了质子交换膜的量产化,并在随后正式公布了这一专利——氢能源动力才有了进一步量产化发展的技术科技树。

长城汽车氢柠技术有什么值得关注的?

首先,长城汽车的氢柠技术看似只是一个技术,但背后是一个庞大的氢能源动力产业链条。

从实现原理上我们不难发现,氢能源燃料电池动力技术的普及,前提是车辆必须像加注汽油一样地去加注液态的氢燃料。那么问题就来了——液态氢燃料从哪来以及制取后如何运输和储存?这其中的任何一个环节,都涉及着庞大的基础产业链建设。换言之,这里也提供了无数的产业升级转型和新增就业岗位等等在内的环节。

面对氢能发展所面临的“瓶颈”与“痛点“,长城汽车给出了系统性的解决方案。目前,长城汽车已经完成绿色电能、氢能和电储能的产业规划,通过长城极电光能开发的新一代钙钛矿太阳能光伏技术,实现20.01%的光电转换效率,从而为电解水制取氢燃料提供了电能来源。

同时,长城汽车也率先推动氢+电储能系统与燃料电池联合供电的储能系统,并在去年因为这一低成本的氢燃料储存技术而加入到国际氢能源的相关组织中。

在今年即将登场的首款量产中型氢燃料电池SUV,就已经具备在一定范围内的自我运行的基础——将氢能源动力的实验性质从车辆本身拓展到了小范围的运行体系中。

其次,长城汽车的氢柠技术是个全面的整车系统平台。

从技术上看,氢柠技术涵盖整套车规级研发体系和氢电平台、电堆平台、储氢平台三大技术模块。在平台方面,氢柠技术包括商用车的石墨板电堆的氢燃料电池发动机以及乘用车的金属板电堆的氢燃料电池发动机。并形成了可以涵盖到轨道交通、航空、船舶、氢能发电、大功率备用电源等领域的模块化产品,涵盖了从千瓦级到兆瓦级的功率输出。

电堆平台则具备较低的铂金属催化剂用量,从而拥有更低的成本优势。储氢技术则布局高压气氢和低温液氢的两种方式,并自主开发出70Mpa的车载储氢瓶等相关的配件,从而实现了氢燃料动力车辆的核心技术零件整合。

技术的大规模量产落地,是长城汽车实现“碳中和”三步走战略的信心来源。

发布会上,长城汽车的“碳中和”发展脉络也趋于清晰。

按计划,长城汽车将在2021-2025年开启氢时代,聚焦氢示范;2025-2035年发展氢经济,开放氢生态;2035-2050年建成氢社会,贡献碳中和的三阶段愿景。

值得一提的是,在2023年实现核心动力部件推广数量国内领先,2025年全球氢能市场占有率前三;

此外,除首款量产的中型氢燃料电池SUV之外,今年长城汽车还将推出100辆49吨氢能源重卡,并在随后逐步完成以商用车为主的氢能源平台化运营,在商用车的领域率先实现氢能源的小规模普及。

写在后面:就在氢能战略发布会的当天,我也试驾到了WEY品牌旗下的首款混合动力DHT车型玛奇朵,百公里4.7L的油耗以及趋向电动车的加速感与驾驶质感,给我这个开习惯丰田混合动力车的用户来很大的触动。而且,玛奇朵不久后就会上市,而这也更加充分且生动地证明长城汽车在技术上强大实力。

由彼及此,氢能源战略的发布,显然又是长城汽车在下的的一盘大棋——氢能源是未来的终极能源之一。作为在氢能源领域最“激进“的汽车企业,按照长城汽车的风格,未来一系列惊艳的技术与产品一定会有条不紊地”浮出水面“。

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