试驾完现代NEXO后 我发现了燃料电池车的“五个秘密”

导语

我们对于完美的技术总是怀有一种情结。

2018年2月6号,我们地兄弟媒体车云网在韩国首尔附近的Speedway赛道上,测试了现代汽车推出的全新一代燃料电池车NEXO(下文简称“NEXO”)。

NEXO,是现代汽车自2014年推出世界上第一款燃料电池车“途胜ix”之后的第二代FCEV产品(Fuel Cell Electric Vehicle,燃料电池车的简称),其不但通过各项技术改进,实现了对“途胜ix”多个技术指标的超越,同时还顺应时代需求,在驾驶自动化方面补齐了第一代产品没有这些未来功能的遗憾。据悉,NEXO未来的售价或将达到4万美金。

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 那么,为什么一些人在电动车羽翼尚未丰满之时,还要同步进行FCEV的研发,并把它定位于新能源的终极未来呢?

1、FCEV与电动车一样具有极佳的环境亲和力和高能效水准

从消费者体验角度来说,氢燃料电池车和常规电动车能提供极为相似的驾驶感受,因为二者都是以电机驱动车辆,只是电动车消耗的是电池中的电能,而FCEV则通过氢燃料电池组,把储氢罐中的氢气通过和空气中的氧气发生化学反应,生成电能和纯水,并把这部分电能提供给电机罢了。因此,向环境中只排出纯水的NEXO,和电动车一样,在使用过程中不会对环境造成任何污染。

发动机

同时,新一代的NEXO,通过对发动机舱盖下的电机、驱动单元和燃料电池堆进行优化和高度集成,不但让系统体积和重量都有所下降,还把系统效率大幅度提高到了60%,输出功率也从129马力提高到了154马力,这不但意味着其在加注同等重量氢气的条件下,可以跑更远的距离,还可以跑得更快(极速从160km/h提高到了179 km/h)。

2、FCEV不受充电速度困扰,且续航能力更强

由于FCEV可以像加油一样为车辆加注氢气,且氢气储量也可以通过扩展储氢罐来直接扩容,所以车云菌在赛道上驾驶的这辆NEXO,可以在5分钟之内为3个储氢罐加满体积为(52.2)X3升的氢气,并在更高的系统效率帮助下,实现609公里的续航里程(按照韩国计算标准),而上一代的FCEV“途胜ix”,用一大一小加起来总共140升的储氢能力,仅仅能实现415公里的续航里程。

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从一大一小的两个储氢罐到眼下NEXO采用的三个相同的储氢罐设计,不但意味着NEXO储氢系统的储氢能力稍有提升,同时也使其布局更加灵活方便,既可以与电池等系统配合为后备箱腾出更大的空间,设计更规整的内部形状,又能大幅度降低整个系统的制造难度;即便是储氢罐的数量从2个增长到了3个,但NEXO整个储氢系统的重量却从127.5kg下降到了111kg,这直接提高了氢重量在整体燃料系统重量里的比率。

后备箱1

3、可改善的低温启动性能

对依靠电力驱动的车辆来说,低温启动是一个影响市场是否会接纳该车型的重要问题。在现代第一代FCEV上,“途胜ix”在18摄氏度的气温下,从插入钥匙到车辆驶离需要90秒的时间;而在车云菌测试NEXO的韩国Speedway赛道上,当地的夜间气温肯定会低至零下十几度,即使是车云菌试车的白天,环境温度也都保持在零度以下,不过即便如此,车云菌周围的NEXO依然工作如常。

电子屏1

▲ 燃料电池组在给车载高压电池充电(此时NEXO为“怠速”状态)

根据从外媒得到的信息,NEXO采用新技术的燃料电池系统,在零下30摄氏度时只需花费30秒便可反应生电,而这个阶段内车辆行驶所需要的电能,则可以通过车载的高压电池组来提供(容量1.56千瓦时,比第一代FCEV车型所用的锂电池组大64%)。

而且,车云菌在实际测试过程中也发现,自己驾驶的那辆NEXO在“熄火”之后,经常会继续工作一小会儿,然后从车辆左后方主动排出一小股水。据车云菌推测,这个功能设计就是为了把燃料电池系统中不必要的水给“清理”出来,以防止在环境温度过低时这些水在燃料电池组内结冰,影响系统的再启动。

4、电动车不可或缺的“神队友”

在电动车逐步普及的过程中,有一个设想一直在努力尽早实现,那就是当电动车能达到一定数量且我们拥有了一个智能电网的时候,每一个连接在终端充电桩上的电动车,都可以像一个“移动充电宝”一样,在电网高峰用电时回补电网所需电力,而在电网用电低谷时,用差异化电价去尽可能充电,从而给整个智能电网的用电曲线实现“削峰平谷”的作用。

相比于电动车在终端对移动电网的调节作用,氢燃料电池车在前端发电环节对能源的高效利用也一样重要。比如说,一个为特定区域设计的发电站,必须按照该区域电网的最高用电量来设计,那么在电网用电的低谷期,发电站即使适当调整自己的发电功率,但发出来的电在没有用完的时候依然不得不浪费掉。

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▲ NEXO的驾驶档位按钮设计很有意思

在这种情况下,如果市场上存量的氢能源车可以形成固定的氢能需求,那么这些发电站发出来的多余的电能,就可以输给制氢工厂去生产氢气,作为一种看得见摸得着的能源介质物质,氢气就像燃油一样,可以长期稳定地储存在容器中(不发生泄漏的前提下)并进行运输,且不会像电池中的电那样无法长期保存。

5、汽车智能化的更好载体

作为一种设计初期就可以具有的功能,一辆燃料电池车随时可以变形为一个小型应急移动电站,在一些紧急情况(地震或者大面积停电)或者户外露营时,一辆FCEV的发电能力足够支撑一个小家庭的基本用电需求。因此,燃料电池车在补充燃料便捷的前提下,便可以搭载足够多的车载电气系统(比如更高效的照明系统和更多的传感器),用以实现更丰富的智能化功能。

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在车云菌测试的这一代NEXO上,它就采用了现代最新的车道辅助(LFA)和高速公路驾驶辅助(HDA)系统,其中,LFA系统做了更精确的调教,HDA则基于自动驾驶SAE L2级设计。NEXO的硬件传感器使用了摄像头,高精度GPS模块和地图数据。这意味着当车辆“看不到”车道线时,也能依靠GPS和地图数据使自己保持在车道中心(技术细节参考自CES时国外媒体对NEXO的报道,但相应功能在车辆上确认无误)。

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此外,驾驶员可以用钥匙遥控实现的侧方位停车、倒车入库等功能,也是现代FCEV车型家族第一次实现(利用上图的遥控钥匙)。

■ 结语

基于以上内容,我们可以了解到,无论是与电动车相近的环境友好性,还是等同于燃油车一样的便利燃料加注方式,或者说是对电网电能的调节能力甚至是对未来电气化技术的先天接纳优势,这些优点都足以促成像NEXO这样的燃料电池车成为日后新能源汽车不可或缺的一部分;同时,基于现阶段氢燃料电池车相比电动车在燃料加注和储能性方面的独特优势,其在未来与电动车搭配成一对儿功能互补的“搭档”型新能源技术可能性非常大。

内饰1

而就此次车云菌接触的NEXO来说,其已经能提供非常棒的驾乘感受:在搭载乘客之后,NEXO接近2吨重量的车身依然可以提供非常稳健且操控精准的道路表现,而电动机强大的扭矩和先进的燃料电池组又使其具有了线性、快速且安静的加速能力。

但是,受制于基础服务设施的建设不足,像电动车尤其是燃料电池车这样具有广泛应用前景的新能源车型,依然无法尽早普及。譬如说,眼下现代汽车在美国销售的“途胜ix35”燃料电池车(基于第一代产品),就只能在氢能源试点的南加州向消费者提供租赁服务,同一个区域内,还集中了来自于丰田本田两个竞争对手所生产的两款燃料电池车型,但即使如此,在该区域内的氢燃料电池车依然无法辐射到充氢网络覆盖之外的其它地区。除此之外,氢燃料电池汽车在现阶段过高的制造成本、车辆设计难度大以及如何进一步实现氢燃料电池组的小型化、轻量化和高效化,也是FCEV自身要解决的难题。

中控

到2020年,韩国现代计划让韩国道路上行驶着10000辆燃料电池车,把韩国本土的加氢站数量从20个增加到100个,同时还要推出一款新的燃料电池车以满足市场需求。如果其希望再进一步扩大燃料电池车的销售,就必须寻找更有潜力的新兴市场。在这个背景下,依然对燃料电池技术提供高额补贴的中国市场很难说不会成为现代汽车的下一个目标,而现代汽车在中国的合资伙伴北汽集团,也拥有足够雄厚的实力和政策影响能力,去迎接像NEXO这样的新能源车尽早落地。至少,对眼下具有了HEV、EV、PHEV三种新能源产品的北京现代来说,NEXO在世界范围内的成熟亮相,也为其应对新能源的技术竞争打通了一条新思路。

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