[汽車之家 電動車技術]　　氫能，是一個我們從初中課本里就學到的詞語。它被一些電動車業(yè)界大佬認為是智商稅，是不切實際的妄想，也有很多人稱其為終極能源，是碳中和的法寶。那么氫能對于用戶用車和能源產業(yè)到底意味著什么，長城汽車最新發(fā)布的氫檸技術又為氫能的應用描繪出了怎樣的未來？

氫燃料電池汽車比電動車強在哪？

　　在氫燃料電池汽車中，氫氣不是以燃燒的方式釋放能量，而是通過電化學反應直接產生驅動車輛的電能。想要實現這一反應，并不是將氫氣和氧氣進行簡單的混合就能完成，它還需要燃料電池中的膜電極（包括催化劑層、氣體擴散層和質子交換膜）為反應創(chuàng)造條件。

　　正因為使用過程中存在復雜的能量裝換，馬斯克、王傳福等電動車界的大佬認為氫燃料電池是將簡單的問題復雜化了，使氫能的最終效率并不像大家想象的那么高效。那么氫燃料電池相對于電動車究竟好在哪？

　　首先，作為一種能量密度三倍于汽油的能源，氫能與氫燃料電池汽車的搭配最先解決的是電動車補能速度和里程焦慮的問題。

　　另一個困擾電動車的問題——冬季續(xù)航衰減，在氫燃料電池汽車上也同樣得到了緩解，不必過于擔心車輛在冬季和低溫條件下的續(xù)航表現。

　　此外，氫燃料電池工作產生的這部分熱能還可以用于進行車內采暖，用戶也就可以像開燃油車那樣在冬天放心大膽的開暖風了。

氫能上車需要幾個步驟？

　　2001年我國才開始進行氫燃料電池汽車的研發(fā)工作，首次提出氫能產業(yè)發(fā)展計劃是在2016年10月發(fā)布的《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(2016)》中。而美國通用早在1966年就已經開始研發(fā)氫燃料電池汽車，日本的本田則開始于1992年。由于起步較晚，膜電極、雙極板、高壓儲氫瓶、增壓機、制氫、儲氫等核心關鍵技術的研發(fā)仍落后于日本、韓國、加拿大、美國等先發(fā)國家，國內的供應商體系也并不完善。

　　通過自主研發(fā)、自主制造，長城汽車逐步實現了“電堆及組件、燃料電池發(fā)電及組件(控制器等)、Ⅳ型儲氫瓶、高壓儲氫閥門、氫安全、液氫工藝”六大核心技術和產品的知識產權自主化，并形成了氫檸技術這一高性價比的車規(guī)級“氫動力系統(tǒng)”解決方案。

　　國內比較成熟的儲氫瓶產品是使用金屬內膽的III型瓶，儲氣壓力為35MPa（約合350個大氣壓，是液化氣罐儲氣壓力的60倍），通常被應用于空間限制寬松的氫燃料電池商用車上。而在乘用車領域國外車企主要采用的是70MPa（約合700個大氣壓）、塑料內膽的IV型瓶，尤其對于寸土寸金的乘用車來說，在存儲相同質量的氫氣時，更大的儲氣壓力可以顯著降低儲氫瓶的體積，大大降低車內的空間布置難度，塑料內膽的使用還可以降低儲氫系統(tǒng)的重量。

　　想要讓70MPa的高壓儲氫系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作，配套的驗證手段和保護措施也必不可少。通過循環(huán)疲勞、壓力爆破等試驗手段的建立，可以對儲氫系統(tǒng)的耐久度和耐壓能力進行測試，從而驗證瓶體和閥體的安全性。

　　接下來想要將氫能轉化為電能從而驅動汽車，還有賴于一個高效的電堆，來為氫氣的電化學反應提供場所。目前，長城氫檸技術已經具備了大功率電堆的材料選型、結構設計、性能仿真、制造和生產工藝的全套能力，可年產100萬片膜電極、3000套150kW電堆，能滿足氫燃料電池汽車的裝機需求。

　　長城還實現了電堆的模塊化設計，能通過模塊的疊加滿足從千瓦級到兆瓦級功率范圍的需求，使氫燃料電池可以應用在軌道交通、船舶、航空、氫能發(fā)電、大功率備用電源等領域，從而擴大技術的應用范圍，也促使氫燃料電池產業(yè)更快成熟和降低成本。

　　最后，氫燃料電池還需要一套可靠的電堆管理系統(tǒng)，來監(jiān)控電堆內電化學反應的進行情況，通過對供氣量、濕度、溫度的控制，保證氫燃料電池在適宜的狀態(tài)下工作。

　　在氫燃料電池汽車的普及上，氫氣的制取、儲運、加注全產業(yè)鏈的打通，也是讓氫燃料電池汽車好開好用的重要因素。

　　此外，長城汽車還對低溫液氫的液化、儲存和加注技術進行了公關，如果以體積能量密度更大的液態(tài)氫氣來進行氫氣的儲運，能讓氫能的長周期存儲和長距離運輸更加高效。

　　經歷十年建設發(fā)展的充電網絡目前仍然難以達到完美覆蓋，造價更高、占地面積更大的加氫站建設自然也不是短時間就能初具成效的工程。而氫燃料電池汽車的試運營和商業(yè)化，將是拉動整個氫能源產業(yè)發(fā)展的最好抓手。在整個氫能源體系完備之前，長途使用、路線固定的商用車，或者是大型的乘用車，會是氫燃料電池汽車占據優(yōu)勢的領域，而更靈活的充電樁則能讓電動車勝任城市中短途出行場景。

編輯點評：

　　對于氫燃料電池汽車的發(fā)展前景，所承受的期待和非議都要比十年前的電動車更大。能量密度、環(huán)境友好度等先天的優(yōu)勢使我們對氫能如此著迷，而任重道遠的能源體系建設又讓我們對它的前景憂心忡忡。但不妨以發(fā)展的眼光看待氫能源的未來，用發(fā)展的手段解決氫能源面臨的問題，相信隨著越來越多的車企加入氫能源賽道，未來綠色出行的新前景也會逐漸明朗起來。（文/圖 汽車之家 孫一超）

查看同類文章：

電動車技術

中國品牌

更多精彩內容：

有車前后

圖說工廠

汽車之家新能源頻道-前沿精準 全面深度