大眾著手研究第五代燃料電池技術(shù)
日期：2024-10-16 11:31:51 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：605日前，大眾集團(tuán)在洛杉磯車展上推出了3款氫燃料汽車，其中分別為：奧迪A7Sportback h-tron quattro、高爾夫Sportwagen HyMotion以及帕薩特HyMotion等車型。
以上大眾集團(tuán)的3款燃料電池車型均采用了由大眾自主研發(fā)的第四代燃料電池組，該燃料電池組采用的是100千瓦低溫質(zhì)子交換膜燃料電池，該電池是由大眾集團(tuán)電力牽引技術(shù)中心的大眾集團(tuán)研究院研發(fā)完成的。來自?shī)W迪汽車公司的技術(shù)發(fā)展管理委員會(huì)成員烏爾里希·哈肯伯格博士在洛杉磯車展上的一個(gè)燃料電池技術(shù)研討會(huì)上對(duì)外表示，大眾集團(tuán)已經(jīng)開始著手研究第五代燃料電池技術(shù)，并且預(yù)計(jì)該新技術(shù)將于明年年底能夠逐漸成熟。
繼承模塊化風(fēng)格
從外觀上來看，大眾集團(tuán)推出的以上幾款燃料電池汽車所采用的零部件基本上就直接來自于各自的量產(chǎn)車型。這也反映了大眾集團(tuán)為同一款車型開發(fā)不同動(dòng)力配置從而不斷豐富產(chǎn)品線為消費(fèi)者提供更加多樣的產(chǎn)品選擇的設(shè)計(jì)理念。
從以上幾款燃料電池汽車所采用的技術(shù)上就可以看出，大眾集團(tuán)的目的就是重點(diǎn)利用其模塊化的生產(chǎn)平臺(tái)來進(jìn)行汽車模塊化生產(chǎn)。這也就是說，以上幾款燃料電池汽車分別采用了大眾汽車公司的MQB(橫置發(fā)動(dòng)機(jī))平臺(tái)以及奧迪汽車公司的MLB(縱置發(fā)動(dòng)機(jī))平臺(tái)。根據(jù)大眾集團(tuán)與品牌負(fù)責(zé)人的一再?gòu)?qiáng)調(diào)，以上模塊化生產(chǎn)平臺(tái)的終極目標(biāo)就是為同一款車型采用同一生產(chǎn)線生產(chǎn)并可以實(shí)現(xiàn)各種不同的動(dòng)力輸出系統(tǒng)，其中不同的動(dòng)力輸出系統(tǒng)主要包括汽油機(jī)、柴油機(jī)、天然氣、插電式混合動(dòng)力、電池電力驅(qū)動(dòng)以及燃料電池等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式。
氫的問題依然存在
對(duì)于以上燃料電池汽車的量產(chǎn)時(shí)間以及目標(biāo)市場(chǎng)，大眾集團(tuán)并未像豐田汽車公司、本田汽車公司以及現(xiàn)代汽車公司一樣做過多的介紹。
大眾汽車集團(tuán)開發(fā)部管理委員會(huì)成員海因茨·雅各布·諾伊爾博士表示：“在2009年時(shí)，我們?cè)A(yù)測(cè)在2020年之前氫氣燃料電池很難實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展，現(xiàn)在我們?nèi)匀粓?jiān)信這一點(diǎn)。但是燃料電池一直以來就是我們大眾電氣化戰(zhàn)略非常重要的一部分。因此，只有在氫氣燃料電池加氫站等相關(guān)所有問題都得以解決后我們才會(huì)正式推出氫氣燃料電池汽車，屆時(shí)我們也將非常愿意向人們展示我們的研發(fā)成果。”
目標(biāo)定位效率與里程
以上大眾第四代燃料電池組由300多個(gè)單獨(dú)的燃料電池單元組成。每個(gè)單獨(dú)的燃料電池的核心部分均采用了聚合物的質(zhì)子交換膜，同時(shí)在該質(zhì)子交換膜的兩側(cè)均涂覆有鉑基催化劑。
在質(zhì)子交換膜燃料電池中，氫氣直接與陽(yáng)極相連接，經(jīng)過燃料電池的作用氫氣被分解成為了質(zhì)子和電子，分解得到的質(zhì)子在電勢(shì)作用下穿過交換膜到達(dá)陰極，之后質(zhì)子再與陰極空氣中的氧作用生成水蒸氣。與此同時(shí)，由氫氣分解得到的電子會(huì)在燃料電池組外部朝向一定方向移動(dòng)形成電流從而為燃料電池提供電能。根據(jù)負(fù)載的不同，每個(gè)單獨(dú)的燃料電池單元的供電電壓為0.6伏-0.8伏，所以整個(gè)燃料電池組的供電電壓可以達(dá)到230伏-360伏。
以上燃料電池組的輔助部件主要包括一個(gè)渦輪增壓器、一個(gè)循環(huán)風(fēng)扇以及一個(gè)冷卻液泵。其中，渦輪增壓器的主要作用是為燃料電池提供更多的進(jìn)氣量，而循環(huán)風(fēng)扇則可以將未消耗的氫氣輸送回電池陽(yáng)極從而提高電池工作效率。以上燃料電池輔助部件采用的是高壓驅(qū)動(dòng)方式，其直接由燃料電池進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)。
該燃料電池還配備有一個(gè)獨(dú)立的冷卻回路以此來實(shí)現(xiàn)燃料電池的散熱功能。同時(shí)，該燃料電池還配備有一個(gè)熱交換器和一個(gè)熱電式自適應(yīng)輔助加熱元件，通過以上功能的應(yīng)用可以使得燃料電池安裝固定倉(cāng)內(nèi)維持一個(gè)穩(wěn)定舒適的工作溫度。
在燃料電池研討會(huì)上海因茨·雅各布·諾伊爾博士表示大眾集團(tuán)研究燃料電池主要集中在如何提高工作效率和增加續(xù)航里程這兩個(gè)方面。其中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)目標(biāo)第一個(gè)采用的方法就是盡可能地降低燃料電池壓力損失，其次就是質(zhì)子交換膜技術(shù)。大眾集團(tuán)正在研發(fā)一種納米鉑涂層，通過該納米鉑涂層的應(yīng)用不僅可以大幅提高鉑涂層的表面接觸面積同時(shí)還可以降低鉑涂層的厚度。
海因茨·雅各布·諾伊爾還表示采用質(zhì)子交換膜所用的納米結(jié)構(gòu)與電池自身的納米結(jié)構(gòu)相類似。其中，關(guān)于燃料電池的納米結(jié)構(gòu)大眾集團(tuán)也正在進(jìn)行全力的研發(fā)。