大家去公园玩,都见过用氢气充满的各式汽球,五颜六色的很好看。但是用氢气给车充,还能让车子跑几百公里,就未必人人都见过了。今天我们就和上汽大通一起来到佛山丹灶,体验一辆用氢做燃料的氢燃料电池车FCV80。

我们之所以在佛山进行体验,并不是因为这里是黄飞鸿、叶问以及李小龙等名人的故居所在地,也并非这里是南派武术之乡,而是因为全国仅有的六个车辆加氢站,这里是其中之一,而且据说是唯一还在正式营业的商业站点。另外北京奥运会和上海世博会,以及广州亚运村各有一个加氢站,但是之后就相继歇业了,因此佛山丹灶加氢站可谓硕果仅存。

佛山南海瑞晖加氢站是目前硕果仅存的商用乘用车加氢站,行业的示范效应很强。

先了解一下上汽大通FCV80这款车
我们一行人来到位于佛山南海丹灶国家生态工业示范园区的瑞晖加氢站,看到一辆采用氢燃料电池作为动力的上汽大通FCV80停在门口,因此我们在介绍加氢站之前,先来聊聊这款车。

在聊加氢站之前,我们先来聊聊这款上汽大通FCV80氢燃料电池车。

这款车刚刚在广州车展亮相,并正式上市,车辆属轻型客车,共有13个座位。采用氢燃料电池提供动力,官方售价130万人民币。按照目前政府给予的补贴计算,中央政府提供50万补贴,地方政府再提供50万补贴,因此实际购车费用为30万人民币

全车13个座位,属轻型客车,可上蓝牌或新能源专用牌照。驾照需B1、A2、A1才可以驾驶。

广州车展公布售价,官方指导价130万元!按目前补贴政策,中央政府提供50万元补贴,地方政府再提供50万元补贴。消费者实际购车价为30万人民币。

单独为处于试验阶段的氢动力车,单独打造一款全新的车型平台显然是不可能的,因此FCV80其实是由大通V80高顶长轴版改换动力系统而来。

由于整车脱胎于大通V80车系,属V80的高顶长轴车系,所以内饰中控台几乎都与V80保持一致。

整体车型的框架和座椅几乎与大通的V80系列一致,而且这款车从目前来看并不打算大规模对外销售,所以在外观内饰等方面就不多加赘述了。
车辆的技术细节
简单看过外观内饰之后,我们来看看这款车最关键的几个点,也就是设计氢燃料电池的部分。

中部箱体为直流变换器,也就是DC-DC.位于车辆发动机舱内。

由于大通FCV80属于轻型客车,除了发动机舱之外,底盘也有充足的位置来布置各种系统,因此主要的几个电控系统都被设计在了底盘部分。

这是位于底盘中部的三个部件,从远到近分别是:电机控制器,负责控制驱动电机;中间是PDU高压配电单元,负责高压电及电流的分配,兼部分电池管理系统智能控制管理;最近的这个光溜溜的箱体则是空压机控制器,负责给电堆提供空气。

看到这里可能会有朋友问,什么是空气压缩机控制器?为什么要给一个叫电堆的东西提供空气?这里就要解释一下氢燃料电池的基本原理。
我们先简单来介绍一下,什么叫燃料电池,以及为什么给车加的是氢气,车辆却是通过电机电池驱动。那些氢气都去哪儿了?首先请大家跟我这个山寨化学老师看黑板:

这是一个氢燃料电池能量转化的示意图。当氢气进入燃料电池,也就是俗称的电堆中,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为电解质传导氢离子向阴极转移。

看晕了吧,其实更简单的说,氢气进入电堆阳极,扔下了H离子。H离子通过中间的一层膜来到负极,而这里是氧气的底盘,H例子和氧气O离子瞅对眼儿了,就结合成了H2O,眼熟不?就是水啊!所以负极必须要有氧气才能完成所有的转化。而空气中至少含有20%的氧,所以上文中的空压机(空气压缩机)就是把空气压缩之后,推入电堆(燃料电池)参与反映,最后从电堆中得到电。
其实我也有一个疑问,为什么是压缩空气,而不是提供尽可能高纯度的纯氧气。空气中提纯氧气的成本提示不高,很多家用制氧机就可以做到,利用分子筛物理吸附和解吸技术,在制氧器内装填分子筛,在加压时可将空气中氮气吸附,剩余的未被吸收的氧气被收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的氧气。如果把进入电堆的空气改为纯度更高的氧气,不知道是否能进一步提高电堆的效率,在等量氧气的条件下发出更多的电能。当然以上都是我这个山寨化学兼盗版物理砖家的臆想,希望有专业人士指点迷津,帮助我早日踏上正途。
从燃料电池发出来的电会储存到动力电池包里,上汽大通FCV80的电池包位于底盘下方的中部。

大通FCV80采用磷酸铁锂电池,电池电量14.3度,在氢燃料电池不参与充电,电池满电的情况下,工况纯电续航45公里,如果时速40公里/小时匀速巡航,纯电续航里程可升至60公里。

车辆右侧前后门之间有一个充电口,接口为国标慢充口。最高可接入6.6kW的交流充电枪(公共交流慢速充电桩大多符合此标准),电流稳定的条件下充满动力电池需要2小时。

当然,这是一辆氢燃料电池车,而不是一台纯电动汽车,因此统计续航里程也是必须要把氢燃料电池参与发电之后的续航里程计算在内。按我的理解,我把大通FCV80概括成一辆“可插电的增程式混动车型”。为什么有这样一个奇怪的想法呢?让我来解释一下,你就明白了。驱动车辆前进的动力完全来依靠位于前桥的驱动电机(功率未知),而电机所需的电源则完全来自储藏在磷酸铁锂的动力电池的电量,此时大通FCV80与一辆纯电动汽车无异,而热闹的地方还在后面。
车辆的动力电池可以通过插电的方式进行补电,这似乎符合插电的纯电动车工作模式。但是别忘了它还有一个氢燃料电池(电堆)。当电堆开始工作的时候,氢气通过反应发出电能,而电能则补充到位于底盘的磷酸铁锂动力电池组里,这似乎又是增程式纯电动汽车的工作模式。因此插电与增程式相叠加;氢气参与又符合混合动力的特点,所以我归纳总结大通FCV80其实真正应该属于“可插电的增程式混动车型”。在氢燃料电池系统参与工作的条件下,综合工况续航里程是305公里(纯氢260公里、纯电45公里);以40km/h均速行驶,续航里程达到500公里(纯氢440公里、纯电60公里)

氢气压缩罐位于车辆客舱后部,照片无法直接拍到,大概位置就在后轴上方。在发生碰撞的时候,处于一个非常安全的位置。可储藏4.4公斤压缩氢气,实际压力70兆帕(也有35兆帕一说,后面讲到加氢站的时候你就明白了)。

后部乘员舱的空调压缩机位于车辆最后放,排气管边上。

说到排气管,上文刚刚讲过,燃料电池反应之后生成水,以及失去氧分子的普通空气,没有其它杂质。

车的事情聊的差不多,我们准备聊聊加氢站和智能驾驶的事情。