(2020年5月下)I 机电技术应用《 Application of Mechanics-electronics Technology |
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朱智勇
(长安大学汽车学院，陕西西安710000)
摘 要：氢是宇宙中含量最多的元素，有环保、高能餉优点，是21 最具发展潜力餉能源。目前新能源汽车发展得如火如荼，而氢燃料电池汽车由于其得天独厚曲优势，被视为最具有发展前景餉新能源汽车之一。随着国家政塞对氢能源曲倾斜，氢燃料电池汽车将会逐渐占领市场。 关键词：氢燃料电池汽车；丰田Mirai；靳能源汽车中图分类号：F426.471 文献标志码：A 文章编号：1672-3872 (2020) 10-0189-01
大力发展新能源汽车，既是对环境的保护，又是我国由 汽车大国向汽车强国发展的必经之路。氢燃料电池汽车是最 具有前景的新能源汽车之一，我国对其的发展十分重视。
1 丰田Mirai 概述
第一台丰田Mirai 在2013年东京车展中首度亮相，
Mirai 同时具有一套燃料电池和一套动力电池，按丰田官方的
说法属于电-电混动，其动力电池和燃料电池经逆变器可同
时驱动电机，基本参数如表1所示。Mirai 的技术参数几乎可
以媲美当前的B 级车。其续航里程与纯电动汽车相比并不算 佼佼者，但加注氢燃料仅需3min 左右，几乎不存在里程焦虑 的问题。不过Mirai 的动力布局较为复杂，其整备质量达到 T 1848kg，在B 级车中是非常重的，而且Mirai 在美国的售 价达5. 5万美元，这个价格相当于2台凯美瑞的价格。
表1 Mirai 基本参数
序号
项目
氢能汽车Mirai 1整备质量/kg
1848
2
(长X 宽X 高)/mm
4890X1816X1537
3
轴距/mm 2779
4续航里程/km 5025最高车速/ (km/h)1756
百公里加速/S
9.6
7最大功率/kw 111
8最大扭矩/Nm
335
9车身结构4门四座3厢车
10
驱动方式前置前驱11前悬挂类型
麦弗逊式
12
后悬挂类型
扭力梁式
2 氢能源汽车的可行性
氢燃料电池将氢氧结合产生电力，几乎不产生污染，而 且能量转化效率远高于内燃机。氢燃料的应用是全行业的变 革，其产业链可分为三个部分：
1) 氢的生产。工业制氢的主要方法有化工原料制氢、化
石原料制氢、工业尾气制氢、电解水制氢。有资料表明，我
国每年产生高达两千万吨的工业副氢，其中有30%被放空排放, 未进行有效利用。且我国仍存在大量未并网的电能，电解水
制氢也可成为未来制氢的主流[1]o
2) 氢的储存运输。氢的运输方式主要有三种：气氢拖车
运输、液氢罐车运输和气氢管道运输。气氢拖车运输由于氢 气密度低，储氢罐自重高，其氢气的重量只占运输总重量的2% 左右，仅适合短距离、小批量的运输。液氢罐车运输运输效率
较高，单次运量可达4000kg，适用于大批量远距离运输回。但 液化过程能量损耗大，液氢储罐的工艺要求较高，投资成本高。
气氢管道运输极具发展潜力，有研究表明，向天然气管道加
注20%体积的氢气，其管道无需改动。我国已经建成相当规 模的天然气管道，可降低气氢管道运输前期成本。管道运氢
主要受需求端的影响，目前我国氢气下游需求较低，管道运 输仅处于起步阶段01«
3)加氢站以及氢燃料汽车。目前一座日供氢量200kg 的
加氢站，其成本超过1000万元人民币。且加氢站占地面积较大, 在寸土寸金的城市，加氢站的数目必然不会很高。氢燃料汽 车是氢能源产业链中最重要的一环，其技术核心主要包括燃
料电池系统及高压储氢罐。燃料电池系统中催化剂至关重要，
其对钳的需求度极高，一台氢燃料汽车需消耗30g 左右的钳， 按目前氢燃料电池对钳的需求量，钳的储量并不能维持全球 汽车保有量，所以未来氢燃料汽车只是新能源汽车的其中一 种形式。对于高压储氢罐，在乘用车上可用于布置的空间很小, 若将其布置在商用车上，可以把储氢罐容积做得更大皿。
3
我国氢燃料汽车的现状
政策的支持使我国氢能源汽车稳步发展。截至2020年3 月，我国氢燃料电池汽车商业化营运的省份超过17个，其中 广东、上海氢燃料汽车运营量突破1000台大关。但我国氢燃 料汽车技术相比于日韩等国仍较为落后，在燃料电池电堆、 质子交换膜等领域仅实现小规模制造。并且，我国氢能源汽 车的销量大多来自政府机构，几乎没有个人购买氢燃料电动
汽车，我国氢燃料电池汽车历年销量如图1所示。
图1我国氢燃料汽车历年销量
4 结束语
受限于高压储氢罐、加氢站等因素，新能源汽车不会只 有氢燃料电池汽车这一种形式。通过上文分析，氢燃料电池 更适合取代传统柴油机，安装在商用车上。我国具备发展氢 燃料汽车的条件，应抓住机遇弯道超车，争取早日实现汽车 强国的梦想。
参考文献：
[1]伍庆龙，张天強.丰田燃料电池汽车Mirai 技术分析[J]，汽车，
2020(4): 18-21.
⑵王立波..我国氢燃料电池容车产业发展现况及趋势[J].内燃机与配
件,2020(5): 180-181.
[3] 张剑光.氢能产业发展展望：氢燃料电池系统与氢燃料电池汽车和
发电[J].化工设计，2020,30(1): 3-6.
[4] 刘思洋.浅谈氢能源在汽车行业中的应用及发展对策[J].南方农机，
2018,49(19) =244.
作者简介：朱智勇(2000—)，男，陕西西安人，本科，研究方向：车辅工程。
(收稿日期：
2020-4-21)
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