本田概念車(chē)燃料電池組成功實(shí)現小型化
本田新款燃料電池“FCX概念車(chē)”與舊款“FCX”相比,燃料電池組的內部結構做了大幅改動(dòng)。電池組由以往的橫置改為豎置,縮小了隔板的厚度。
燃料電池隔板上一般鑿有供氫氣和生成水流經(jīng)的溝(流路)。此次,溝的方向由水平改為了垂直,在排出生成水時(shí)可以借助重力。因此,溝深比現在的FCX淺了17%。而且隔板能夠進(jìn)一步變薄,對縮小燃料電池組的體積起了重要作用。
燃料電池小型化還能夠提高電池在低溫時(shí)的性能。通過(guò)這次的小型化,燃料電池自身的熱容量降低了40%。加熱更加容易。發(fā)動(dòng)汽車(chē)時(shí),燃料電池必須輸出額定輸出功率的50%左右,在-20℃的環(huán)境下,新FCX電池的輸出功率達到50%的時(shí)間比目前的FCX縮短了1/4。在-30℃時(shí)也能夠起動(dòng)。
在冰點(diǎn)下起動(dòng)燃料電池需要開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù),比如最終停止時(shí)排出隔板內的生成水、最大限度排出電解質(zhì)膜中的水分等。尤其是電解質(zhì)中的水分,如果過(guò)量排出,質(zhì)子(H+)將無(wú)法導電,因此,在設計中還需要考慮到電解質(zhì)膜的分子構造。本田舊款FCX使用的電解質(zhì)膜是JSR生產(chǎn)的碳化氫高分子膜,新款FCX電解質(zhì)膜的開(kāi)發(fā)伙伴等詳細情況尚未公開(kāi)。
燃料罐體積無(wú)法縮小
FCX概念車(chē)配備了上述高完成度的燃料電池,但依然存在缺點(diǎn),因為后排座椅后放置了可貯藏171L氫氣的大號燃料罐,試駕時(shí)后方的視野比較狹窄。該燃料罐的容積是以往汽油油箱的3倍左右。
本田表示,不包括燃料罐的話(huà),燃料電池系統的體積已經(jīng)縮小到了V型6缸發(fā)動(dòng)機的水平,換句話(huà)說(shuō),燃料罐體積過(guò)大已經(jīng)成為了燃料電池車(chē)發(fā)展的最大瓶頸。
高壓化也存在壁壘
目前,各汽車(chē)廠(chǎng)商正在開(kāi)發(fā)的燃料電池車(chē)都是在車(chē)上直接配備氫氣供行駛使用。因此,貯氫技術(shù)(高壓罐、液氫罐、貯氫合金罐等)、向車(chē)輛供應氫氣的基礎設施建設成為了亟待解決的重大課題。
本田目前貯藏氫氣使用的是35MPa高壓罐。雖然通過(guò)加大氫氣的壓強能夠減小罐的容積,但事情并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。比方說(shuō),有的公司將燃料罐壓強增加到70MPa在盡量縮小燃料罐,而本田則堅持“不使用70MPa”的方針。理由是:安全性和低成本化存在諸多問(wèn)題。如果把壓強提到到70MPa,確保燃料罐自身的可靠性、充氫時(shí)閥門(mén)和連接裝置的可靠性的難度要遠遠大于35MPa燃料罐。而且,為了保證70MPa燃料罐自身的耐壓性,容器的厚度和重量都需要增加,即使提高了壓強,也無(wú)法得到應有的效果。
另外,在成本方面,由于不得不使用更加昂貴的材料,降低成本非常困難。貯氫問(wèn)題困擾著(zhù)每個(gè)汽車(chē)廠(chǎng)商。高壓罐配合貯氫合金、設想利用液氫之類(lèi)的開(kāi)發(fā)一直在繼續。但是,貯氫合金存在著(zhù)極大的困難,液氫則必須保持非常低的溫度。許多公司都認為,劃時(shí)代的貯氫技術(shù)是燃料電池車(chē)普及不可或缺的因素。
在家中充氫
供氫基礎設施的建設,也是面臨的重大課題。氫氣站的建設方式、體積會(huì )膨脹的氫氣應該怎樣運輸、將石油和天然氣轉化為氫氣能否減少CO2的排放量等,問(wèn)題堆積如山。
為解決這些問(wèn)題,本田采用了自己獨特的方法。那就是:設置氫氣站,用太陽(yáng)能電池將水電解成氫氣并貯藏;在各家設置能夠貯氫的熱電聯(lián)產(chǎn)系統。其中,后者是由能夠生成氫氣的城市管道燃氣改質(zhì)設備、定置型燃料電池組合而成。該系統能向家庭提供必需的電力和熱水,在不用電的時(shí)候還能夠改質(zhì)城市管道燃氣,生成氫氣貯存在燃料罐中,以供汽車(chē)使用。
認為這些“不過(guò)是假想”的人估計不在少數,但這些措施與本田的技術(shù)戰略一脈相承,可信度不容輕視。例如,本田曾在2005年年末宣布了發(fā)展太陽(yáng)能電池業(yè)務(wù),2006年12月,成立了生產(chǎn)和銷(xiāo)售的子公司“Honda Soltec”(2007年秋將正式開(kāi)始量產(chǎn))。
本田明確表示,今后的環(huán)保汽車(chē)中期將在中小型發(fā)展混合動(dòng)力車(chē)、大型發(fā)展柴油車(chē),長(cháng)期則將向燃料電池車(chē)轉移。本田認為,與電池技術(shù)相比,燃料電池技術(shù)的發(fā)展速度更快,所以“在目前還沒(méi)有開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的打算”。經(jīng)過(guò)上述的深思熟慮,再進(jìn)行技術(shù)的開(kāi)發(fā),這也許正是本田的風(fēng)格所在。
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