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加氫汽車

141升氫氣。
氫燃料汽車的發展主要分為兩類，一類是像歐美國家，專注于氫燃料商用車，像德國的戴姆勒、美國的普拉格都是專供商用車，而日本則不同，堅持發展氫能源乘用車。
豐田、本田、現代，都推出了旗下的氫能源車型，而國內的車企也不甘落后，奇瑞前不久推出了基于艾瑞澤5打造的氫燃料汽車，搭載了領先的30千瓦金屬雙極板燃料電池電堆，同時載有2個35MPa儲氫罐，儲氫量達3.58公斤（約合7.16斤），NEDC綜合工況下續駛里程可達540公里，勻速續駛里程可達到700公里，因為氫燃料電池的續航受氣溫和速度影響更小，因此可以說這款車的續航已經達到甚至超越了大部分的電動汽車。

紅網時刻**4月21日訊（記者龍真）加氫3分鐘，續航600公里……近年來，作為新能源汽車的主要技術路徑之一，“氫能汽車”正帶給人們無窮的想象空間。

而在今年北京冬奧會期間，在延慶和張家口賽區，千余輛氫能大巴穿梭在賽場之間，讓氫能汽車再次走到聚光燈下。

那么，氫能汽車的工作原理是什么？它與燃油車、電動車又有什么不同呢？

什么是氫能汽車

首先我們要了解什么是氫能汽車，氫能汽車是以氫作為能源的汽車。一般的汽車是以內燃機燃燒柴油或汽油產生的推力作為動力源，而氫能汽車包括氫內燃機汽車和氫燃料電池車，其中前者的動力來源為氫氣在內燃機中燃燒產生的能源、后者則使氫或含氫物質與空氣中的氧在燃料電池中反應產生電力推動電動機，由電動機推動車輛。

氫能汽車的種類

氫能汽車主要分為兩大類，氫內燃機和氫燃料電池技術。

加氫汽車(國產加氫汽車)

氫內燃機

加氫汽車(國產加氫汽車)

氫燃料電池技術

氫內燃機汽車的工作原理

氫氣發動機的原理與燃油內燃機相同，是一種通過燃燒釋放反應氣體的化學能，通過氣體膨脹做功的動力設備。

氫氣內燃機其實并不是什么新鮮的概念，它的起步很早，可以追溯到19世紀中期。1841年，英國頒發了第一個用氫氣氧氣混合氣工作的發動機的專利。

在所有的汽車品牌中，堅持研發氫內燃機技術的要當屬寶馬。1978年寶馬就開始研究氫燃料動力，他們在1996年的世界氫能會議上展示了一款氫氣內燃機汽車，隨后在2000年德國漢諾威世博會上展示了用自家旗艦7系改造的750HL示范運營車隊。

2007年，寶馬推出了迄今為止氫內燃機汽車最接近量產的產品——Hydrogen 7。但最終結果我們也看到了，寶馬現在將精力轉到氫燃料電池方向。

加氫汽車(國產加氫汽車)

以氫燃料為動力的寶馬7系

而且氫內燃機有個弊端，那就是氫氣在發動機內燃燒，雖然會生成水，但是也會和吸入的空氣，在高溫下產生一定的NOx。而且由于氫內燃機的溫度更高，NOx的排放問題比起傳統內燃機更加嚴峻。

氫燃料電池汽車的工作原理

氫燃料電池技術是目前各大車企的主流方向，工作原理就是將氫送到燃料電池的陽極，在催化劑的作用下，一個氫原子被分解成2個氫離子和2個電子，氫離子穿過質子交換膜，與氧氣結合生成水，電子無法穿過交換膜，只能經過外部電路，被迫產生電流。

理論上來說，只要不斷地給陽極輸送氫氣，給陰極輸送氧氣，就可以持續地產生電能。

加氫汽車(國產加氫汽車)

氫轉換成電能的工作原理

氫燃料電池很好地避免氫內燃的缺點，比如化學反應不需要高溫，所以能量交換后的產物只有水，能量密度更高，能量轉換效率要比氫內燃機高很多。

氫燃料電池車的動力系統主要由高壓氫氣儲罐、動力電池、燃料電池電堆、燃料電池升壓器和驅動電等幾部分構成。

加氫汽車(國產加氫汽車)

氫燃料電池車的動力系統主要組成部分

其中，燃料電池電堆是氫燃料電池車最核心部件，為電動發動機供電；高壓氫氣儲罐則提供燃料，動力電池組提供而外的功率，讓車加速、爬坡和高速運行。此外，在車輛滑行時，能量控制單元將驅動電機變為發電機，從而將部分汽車動能變為電能給動力電池充電。

加氫汽車(國產加氫汽車)

氫燃料電池汽車的工作原理

相比于普通汽車，氫燃料電池車的排放只有純凈的水，且只需要少量氫氣（2.5公斤）即可續航400公里左右，燃料的成本要大大低于汽油、柴油等內燃機燃料。

而相比于純電動汽車，氫燃料電池車以PEMFC電池堆替代鋰電池，作為電動發動機的能量來源，使得汽車擁有了更遠的續航里程；同時，充能（充氣）時間從電動車的1-2小時變為了氫燃料電池車的3-5分鐘，和加油的時間差不多。

加氫汽車(國產加氫汽車)

氫氣如何制造

當前氫能的推廣和應用，還存在很多難題，首當其沖的就是氫氣的制造。

目前工業制氫主要有幾種方法：一是采用化石燃料制取氫氣；二是從化工副產物中提取氫氣；三是采用來自生物的甲醇甲烷制取氫氣；四是利用太陽能、風能等自然能量進行水的電解。

作為氫燃料電池汽車的基礎設施，我國累計建成超過130座加氫站，到2035年全國加氫站數量將超過5000座。

加氫汽車(國產加氫汽車)

海馬汽車光伏制氫及高壓加氫一體站

此外，車企也開始了對加氫站的布局。2021年12月10日，海馬汽車光伏制氫及高壓加氫一體站在海口正式落成，站內水電解制氫產能為每小時50標方，每天可生產約107kg“綠氫”。

隨著政策推進以及車企發力加速布局，氫能汽車“上路”有望提速。

拓展知識：

加氫汽車

無級變速箱就是沒有檔位的變速箱，無級變速箱和普通自動變速箱的最大區別是它省去了復雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進行變速。

無級變速箱分為可變斜面式無級變速器和CVT無級變速器。無級變速箱省去了復雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，只用了兩組帶輪進行變速傳動。通過改變驅動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速，由于CVT可以實現傳動比的連續改變，從而得到傳動系與發動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經濟性和動力性，改善駕駛員的**縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車傳動裝置。CVT系統主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環和幾百個金屬片構成。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側帶輪可以在軸上滑動，另一側則固定。可動盤與固定盤都是錐面結構，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶嚙合。發動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經減速器、差速器傳遞給車輪來驅動汽車。

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