上海車展變身科技館 那些不爲人知的黑科技或將實現

上海車展除了新車,還有更重要的——展現未來汽車科技。氫燃料電池技術日漸成熟,或將成爲全面電動化的敲門石;飛行汽車真的能重新定義未來交通麼;電機爲什麼不能放在車輪裡?@汽車黑科技的小黑特意去上海車展供應商與零部件展館轉了轉,見識到更多不爲人知的黑科技,也許你的下一輛車就會用到這些技術。

能源全面開花 技術日臻成熟

2007年 BMW氫能7系 採用燃燒氫氣驅動

最早的氫能源汽車是通過發動機燃燒氫氣來驅動車輛的,而目前的氫能源汽車則是通過氫氣與氧氣的電子交換來發電,通過電力驅動汽車的。隨着氫能源技術的日臻成熟,氫能源很可能將成爲新能源汽車的主力技術,相比純電動車型,氫燃料電池車型在補能和續航兩大痛點上得到很好解決,充氫5分鐘續航600+公里。而在用車方便程度上與燃油車基本無異,而排放物只有水。但目前氫能源的主要技術門檻在何如提升儲氫運氫的安全保障,以及降低燃料電池電堆成本

豐田第二代Mirai

現代NEXO、豐田Mirai 都是已量產多年的氫燃料電池車型,並且都已換代過一次,在更新迭代的同時,其氫燃料電池電堆的成本也逐漸下降。而在本次上海車展上,我們發現更多的中國企業涉及氫能源技術開發與製造中。

未勢能源 70MPA IV 型儲氫瓶

95kW 乘用車燃料電池堆(發電站

勢能源於2019年由長城控股集團出資4.5億元註冊成立,在本次上海車展上重磅展出了95kW乘用車燃料電池發動機、110kW商用車燃料電池發動機,最大可拓展至150kW平臺化燃料電池電堆、高性能電極,以及70MPa高壓儲氫瓶、瓶閥壓閥等三大系列核心產品。電堆(發電站)的核心的技術在於用最少的催化劑轉移更多的電子,並提升功率密度。以豐田Mirai爲例,第一代車型的電堆功率密度爲3.1 kW/L,而第二代車型的電堆功率密度則提升至5.4 kW/L,而未勢能源3.2kW/L的功率密度還不足以撼動豐田的地位,但他們正在研發7kW/L的電堆技術,性能將會有大幅提升。

除了發電的電堆技術,儲氫瓶的各種閥體設計和質量可靠性尤爲重要。不僅要承受得住高壓氣瓶的壓力,同時還必須控制輕微泄露,而且還得能保證氫氣經過減壓後平穩的輸送到電堆中,這一系列的“高壓”操作非常考驗材料與設計,哪位車主都不會希望自己車的氫氣儲氣罐發生任何泄壓危險吧。

高壓瓶閥

高壓瓶閥採用高強度鋁合金材料,耐氫脆,重量輕;電磁閥內置,減小閥體外部尺寸,保護電磁閥不受外界環境和碰撞影響,提高產品可靠性;集成有溫度傳感器、應急泄放閥、手動截止閥、電磁閥、TPRD、過流閥、過濾器等。內部採用模塊化設計,方便維修和部件更換;兼容35 Mpa、70 Mpa、Ⅲ型瓶、Ⅳ型瓶高壓設計。

減壓閥

集成高壓分流器設計,提供三路並聯佈局用高壓接口,以及一路高壓傳感器接口,集成設計,減少氫系統高壓連接點數量管路接頭數量;低成本(工藝性)設計,內聯軸向結構,減少零部件數量,降低製造成本,自主設計高壓密封接口,閥體強度冗餘設計,確保產品循環充裝壽命大於等於15000次,減壓活門工作壽命≥50000次。瓶閥與泄壓閥必須要個控制泄漏率,從上表可見,未勢能源這兩項指標都控制在10Ncc/h。

佛吉亞中國 氫燃料電堆 淨功率75kW

佛吉亞中國 儲氫瓶

佛吉亞 氫燃料電池商用車概念

佛吉亞是專門設計和製造汽車座椅內飾、電子、燃油車排期系統的公司,在本次上海車展中也帶來了氫能源產品和一款全新的氫動力卡車模型,該氫能源卡車概念採用了佛吉亞和米其林組建的合資公司Symbio(森碧歐)優化系統架構、集成儲氫系統與電堆系統。佛吉亞已成功開發搭載7個儲氫瓶的儲氫系統,適用於長距離(續航里程超過700公里)、高負載的商用車。這款模型同時整合了由Symbio(森碧歐)開發的燃料電池電堆系統,爲重卡提供緊湊型、高效率解決方案,淨功率達到150kW。

博世氫燃料電堆

博世氫燃料電堆

科技產品從來不缺博世,本次上海車展上,博世也帶來了最新的氫燃料系統,併爲商用車提供氫能源解決方案。其氫燃料電堆最大功率到70kW,未來將增大至128kW。

中國石化加氫站

從上海車展中我們能看到,氫能源技術目前已經日臻成熟,不再是國外大廠的“專利”。氫能源整個產業鏈目前也已非常清晰。制氫環節:石油化工中可以輕易獲取氫氣、電網低谷時電解水制氫、生物有機制氫等等;加氫站:中石化目前已經有專門的運氫、儲氫、加氫體系,安全可靠;用氫:車輛自己的儲氫、電堆(發電站)、各種高壓閥體技術等。電堆如何能進一步提升發電功率密度、降低催化劑用量和成本,車用儲氫罐與閥體如何進一步提升安全可靠性、降低泄漏率,目前看還有提升空間。如果這些問題和技術都得到徹底解決後,氫能源汽車很可能將成爲純電動汽車之後的下一個大趨勢。