[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  氫，作為化學(xué)周期表上排位第一的元素，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。從人們最初接觸這種極易燃燒、透明、無(wú)味的氣體開(kāi)始，時(shí)至今日科學(xué)家們已經(jīng)經(jīng)歷了超過(guò)200年的探索，通過(guò)這漫長(zhǎng)的探索，我們對(duì)氫的了解也越來(lái)越深，尤其是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)作為能源這一點(diǎn)深受人們的關(guān)注。作為燃料，它具有質(zhì)量輕、發(fā)熱高以及無(wú)污染的特點(diǎn)，因此氫燃料成為大家追捧的熱門技術(shù)。

　　在剛開(kāi)幕的慕尼黑車展期間，在氫技術(shù)領(lǐng)域深耕已久的現(xiàn)代集團(tuán)再次帶來(lái)關(guān)于氫能的未來(lái)愿景。

　　這次他們除了發(fā)布了一臺(tái)全新的氫燃料電池概念車外，還帶來(lái)了全新一代的氫燃料電池系統(tǒng)和相關(guān)氫產(chǎn)品。那么廢話少說(shuō)，我們先從全新一代氫燃料電池系統(tǒng)說(shuō)起……

伊始·氫能源車是如何行駛的？

　　想要了解全新一代的氫燃料電池系統(tǒng)，我們首先要知道氫燃料電動(dòng)車是如何行駛的，這對(duì)于了解氫燃料電池系統(tǒng)至關(guān)重要。

　　從這個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程可以看出，氫能源車工作有幾個(gè)重要的部分，一個(gè)是“發(fā)動(dòng)機(jī)”，一個(gè)是氫氣的供應(yīng)，這個(gè)過(guò)程看似簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)并非易事。

發(fā)展·氫能源車的“發(fā)動(dòng)機(jī)”——燃料電池堆

　　我們上面提到的“發(fā)動(dòng)機(jī)”實(shí)際上在氫燃料車?yán)镉凶约簩Ｓ械拿�詞——燃料電池堆，它是氫燃料汽車的核心。燃料電池堆工作時(shí)，車輛自帶的儲(chǔ)氫罐會(huì)提供高壓氫氣，經(jīng)過(guò)多級(jí)降壓（一般是兩級(jí)）后，氫氣和空氣里的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生電能。

　　以現(xiàn)代現(xiàn)款的NEXO為例，它的燃料電池堆是由440個(gè)單格電池組成，一個(gè)單格電池又由電極膜、金屬分離板等部分組成。

　　從理論上看，氫燃料電池系統(tǒng)并不復(fù)雜，它就是我們初中化學(xué)電解水的逆反應(yīng)，但其中有很多技術(shù)難題。首先是燃料電池堆棧體積過(guò)大的問(wèn)題，小型化一直是這類系統(tǒng)當(dāng)下追求的重點(diǎn)，第二是質(zhì)子交換膜的問(wèn)題，其生產(chǎn)制造都需要很高的技術(shù)支持，第三就是復(fù)雜工況對(duì)系統(tǒng)的影響問(wèn)題，比如低溫啟動(dòng)等等。

　　最后大家擔(dān)憂的壽命問(wèn)題，氫燃料電池系統(tǒng)在使用壽命上確實(shí)表現(xiàn)很差，第一代車型的壽命大概只有3萬(wàn)公里，直到第二代產(chǎn)品也就是Nexo才有所好轉(zhuǎn)，其壽命大概在16萬(wàn)公里。

成果·氫之日帶來(lái)的最新系統(tǒng)

　　在現(xiàn)代氫之日上，現(xiàn)代帶來(lái)的全新氫燃料電池系統(tǒng)就是繼Nexo之后的換代技術(shù)。整個(gè)技術(shù)的核心在于對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)。主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

　　第一是小型化。相比Nexo上搭載的氫燃料電池系統(tǒng)，全新一代的氫燃料電池堆棧在體積上縮小了30%。

　　據(jù)悉，雖然第三代堆棧有乘用和商用之分，但它們支持相互匹配，比如在現(xiàn)代的規(guī)劃中，小型客車可能會(huì)搭配一臺(tái)商用車燃料電池堆棧+一臺(tái)乘用車燃料電池堆棧，而對(duì)于載貨量更大的貨車則可能使用兩臺(tái)商用車燃料電池堆棧，總的來(lái)說(shuō)不同功率的氫燃料電池系統(tǒng)如同樂(lè)高一般可以隨意組裝。

　　第三個(gè)也就是最后一個(gè)是降低成本�，F(xiàn)代采用的方法是通過(guò)材料升級(jí)來(lái)替換原來(lái)燃料電池堆棧里面的昂貴材料。其效果對(duì)于成本來(lái)說(shuō)是立竿見(jiàn)影的，根據(jù)現(xiàn)代的統(tǒng)計(jì)，第三代燃料電池堆棧價(jià)格相比第二代可以降低50%以上，而他們的目標(biāo)是在2030年，讓氫燃料電池車媲美純電動(dòng)車。如果這兩種達(dá)到平衡，對(duì)于5分鐘就能完成加氫操作的氫燃料電池車來(lái)說(shuō)無(wú)疑更有吸引力。

小結(jié)：

　　現(xiàn)代最早的量產(chǎn)氫燃料電池系統(tǒng)曾搭載在途勝上，當(dāng)時(shí)獲得了2015年的沃德十佳，不過(guò)對(duì)于這種過(guò)于前衛(wèi)的技術(shù)，消費(fèi)者并不買單，當(dāng)時(shí)也氫燃料電池版本的途勝也多作為租賃車輛使用；真正讓大家了解現(xiàn)代氫燃料技術(shù)的是Nexo，這臺(tái)車憑借全新的氫燃料電池技術(shù)獲得了2019年的沃德十佳，評(píng)委甚至給出了“通往未來(lái)的時(shí)光機(jī)器”這樣個(gè)評(píng)價(jià)。

　　這次發(fā)布的全新一代氫燃料電池系統(tǒng)雖然還處于研發(fā)階段，但從發(fā)布的信息和實(shí)物來(lái)看，全新一代針對(duì)之前氫燃料電池系統(tǒng)的痛點(diǎn)都進(jìn)行了全面的升級(jí)和改進(jìn)，同時(shí)隨著氫燃料電池系統(tǒng)成本的降低，人們對(duì)于這種“未來(lái)科技”的接納會(huì)越來(lái)越高。當(dāng)然產(chǎn)品固然重要，基礎(chǔ)設(shè)施（加氫站、制氫站）更是關(guān)鍵一環(huán)，只有保證基礎(chǔ)設(shè)施的完備，才能更好的促進(jìn)氫技術(shù)的發(fā)展。

除了氫技術(shù)，概念車也必不可少

　　對(duì)于氫之日來(lái)說(shuō)，僅僅展示氫燃料電池系統(tǒng)的技術(shù)顯然不夠隆重，這不現(xiàn)代還在出行方面玩起來(lái)花樣，一系列面向未來(lái)的氫能移動(dòng)出行產(chǎn)品集中亮相。

　　我們先看看充斥著速度與激情的跑車領(lǐng)域�，F(xiàn)代展示了以氫能為動(dòng)力的混動(dòng)概念跑車Vision FK。

　　相比于跑車，其實(shí)我更期待氫燃料電池系統(tǒng)用在現(xiàn)代的WRC賽車上，我想如果能通過(guò)那種“勇者游戲”來(lái)完成氫燃料電池系統(tǒng)的驗(yàn)證可能會(huì)更有說(shuō)服力。

　　氫燃料電池系統(tǒng)除了排放只有水之外，其實(shí)還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)——長(zhǎng)續(xù)航，這顯然對(duì)長(zhǎng)途運(yùn)輸十分友好�，F(xiàn)代汽車自然不會(huì)放過(guò)這個(gè)優(yōu)勢(shì)，在商業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)代汽車帶來(lái)了兩類產(chǎn)品一個(gè)是面對(duì)當(dāng)下的氫燃料電池重卡XCIENT Fuel Cell；另一個(gè)則是面向未來(lái)的無(wú)人運(yùn)輸概念車。

　　這個(gè)移動(dòng)平臺(tái)可以用于各種場(chǎng)景，設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于鐵路行業(yè)的軌道轉(zhuǎn)向架，它可以像軌道轉(zhuǎn)向架一樣位于集裝箱下方，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)完全獨(dú)立的四輪轉(zhuǎn)向。

　　它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)駕駛，用于消防和救援作業(yè)，擁有獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向和“蟹式”行駛 ，并且可以通過(guò)安裝在車輛外部的無(wú)人機(jī)傳輸?shù)膱D像執(zhí)行任務(wù)，單次充滿氫氣續(xù)航里程可達(dá)450-500km。

　　目前這個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)堆疊做到1兆瓦級(jí)（1千度電）的功率輸出，非常適合當(dāng)做大型應(yīng)急電源使用。

寫在最后：

　　在氫技術(shù)的積累上，現(xiàn)代汽車表現(xiàn)出足夠的遠(yuǎn)見(jiàn)，無(wú)論從研發(fā)時(shí)間還是技術(shù)儲(chǔ)備上都漸漸展現(xiàn)出一個(gè)成熟車企的底蘊(yùn)。隨著全新一代氫燃料電池系統(tǒng)的推進(jìn)，可以預(yù)見(jiàn)現(xiàn)代集團(tuán)將加快推進(jìn)氫燃料電池車的更新和普及。但不可否認(rèn)，氫燃料電池系統(tǒng)固然十分重要，但并不是制約氫技術(shù)發(fā)展的唯一因素，其實(shí)整個(gè)氫技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的上游才是重中之重，比如加氫站的建設(shè)、制氫的問(wèn)題等，這些需要大量基建和資金以及政策的支持。曾經(jīng)宣傳建設(shè)氫社會(huì)的日本實(shí)際上在近些年也放慢了氫社會(huì)建設(shè)的腳步，氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)極大地拖慢了氫技術(shù)普及的腳步，所以在今天的氫之日上，現(xiàn)代也強(qiáng)調(diào)了基建的重要性以及和不同國(guó)家合作的意向�？偟膩�(lái)說(shuō)，現(xiàn)代集團(tuán)已經(jīng)看清并堅(jiān)定了未來(lái)發(fā)展的脈絡(luò)，充滿美好愿景的氫社會(huì)能否實(shí)現(xiàn)，讓我們一起拭目以待吧�。ㄆ�車之家 圖/文 冷曉陽(yáng)）