本篇文章给大家谈谈《氢燃料电池发动机系统》对应的知识点，希望对各位有所帮助。

本文目录一览：

• 1、读懂长城氢柠技术：潜心研发5年的高性价比方案厉害在哪？
• 2、燃料电池汽车，的冷却系统是干什么？
• 3、氢气发动机工作原理和构造？
• 4、氢燃料电池和甲醇发动机为何火不起来呢？它们最致命的缺点是什么呢?
• 5、一场关于氢燃料电池的拉锯战（上）
• 6、氢气罐就在座下面，排气管排水不排气！大通的氢能源车你敢坐吗？

读懂长城氢柠技术：潜心研发5年的高性价比方案厉害在哪？

易车原创氢能源车一度被视为真正的“新能源”，因为它的能源形态够新、制作来源够绿色，而且反应后只产生水。但一直没有被各国视为主流路线去发展，因此并没有成气候，配套补能设施等上下游基建还不完善。

从短期功利性的角度看，去大力发展一个顶层政策不明朗的新趋势是不划算的，但国内真的有“执拗”的厂商去做了，而且已经闷头做了5年。3月29日，长城汽车正式发布了氢能战略，确立了从2021年开始三步走的碳中和目标，而核心则是号称摆脱了“卡脖子”状态的高性价比车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案——氢柠技术。

从2016年氢能项目正式立项到2021年发布氢能战略，长城悄无声息地走过了5年，直至目前涵盖了完善的“研—制—储—运—加—应用”一体化供应链生态，实现了“电堆及组件、燃料电池发电及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化，听上去前景相当光明，我们就来好好了解下这套车规级“氢动力系统”有何过人之处。

氢柠技术是长城柠檬平台下最核心的技术之一，它可以用1T3H5G来归纳：1整套车规级研发体系，3大技术模块和5大性能优势；而3大技术模块即为氢电平台（HE）、电堆平台（HS）和储氢平台（HP）。

想要弄明白这3大技术模块，我们得先了解下氢能源车，准确地说是氢燃料电池车。虽然说氢电平台里的核心部件叫发动机，但它并非像燃油车一样靠燃烧汽油（柴油）做工产生机械能，而是通过电化学反应直接产生驱动车辆的电能，因此准确地讲应该叫燃料电池发电机。

简单来说，氢气通过储氢罐来到电堆进行电化学反应产生电流，并将其传递到驱动电机直驱车辆或者锂电池里存储电能，这是氢燃料电池车的基本工作原理，有点类似于增程式电动车靠发动机发电储能或功能给电机的方式。

相对应地来看青柠平台的三大技术模块就一目了然了，氢电平台（HE）核心是氢燃料电池发动机；电堆平台（HS）核心是氢燃料电池堆；储氢平台（HP）核心是储氢罐。而且三者并不是并列关系，氢燃料电池发动机这个系统里是包含氢燃料电池堆的，实质上就是储氢罐到氢燃料电池发动机的过程。但由于电堆核心内容很重要，在概念上单拎出来称作电堆平台（HS）。

先从电堆平台说起，它的核心是由多组用于产生电化学反应的膜电极和导电极板（石墨或金属材质）堆叠而成；而这个主体还需要配合氢氧供给系统、排水系统、排热系统、电性能控制系统和安全装置等辅助工作，这一整套就是氢电平台的核心：氢燃料电池发动机。储氢平台的核心：储氢罐，就好比燃油车的油箱，储存氢气和向电堆传输氢气。

之前说过氢柠技术实现了“电堆及组件、燃料电池发电及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化，现在就分拆到三大技术平台上看看到底优势在哪。

首先电堆平台最核心的零部件膜电极，这是决定氢燃料电池发电机功率的直接因素，它的功率密度达到1.2W/cm2（国际主流水准1.04W/cm2）；铂使用量Pt＜0.3mg/cm2（国际主流Pt＜0.4mg/cm2），保证了提高效率和降低成本双重功效。

目前电堆平台（HS）已开发完成第一代单堆额定功率150kW，峰值功率160kW燃料电池金属板电堆，功率密度达到4.2kW/L以上。作为参考，第一代丰田Mirai的单堆额定功率为114KW，功率密度3.5kW/L；而第二代Mirai单堆额定功率为128kW，功率密度为5.4kW/L。

而氢电平台（HE）第一大特点是商用车乘用车两条腿同步前行，目前支持100KW 商用车发动机 和95KW 乘用车发动机；第二大特点就是发动机技术上的诸多优势：

车载动态监控电堆健康（提高可靠性）

多变量解耦闭环控制（提高环境适应性）

进氢喷射+氢循环引射集成模块（降低成本）

智能控制（提高效率）

模块化集成（增大功率密度）

从数据上看，整个发动机的系统效率相比国外还有一定的差距，功率密度也处于领先水平。

储氢平台（HP）重点就有三部分：

1.储氢瓶（10项专利）：干法缠绕工艺、塑料内胆成型及金属阀座连接技术；

2.瓶口阀（12项专利）：多功能阀体结构（零部件少20%）、超低温密封材料(-60度)；

3.减压阀（18项专利）：多功能集成（单向阀、过滤器、分配器等）减压模块及先进密封材料；

其主要优势在于高度集成化带来的低成本和整体体积的减小，此外IV型储氢瓶和70MPa高压阀门等技术也实现了突破。

那么现在氢柠平台最终可展望到的落地产品在当下是什么水准呢？以目前量产的氢燃料电池车为例：丰田二代Mirai采用128KW燃料电池，加满氢气用时5分钟，WLTP续航里程可达850公里；现代Nexo采用95kW燃料电池，加满氢气用时5分钟，WLTP续航里程666公里；而将于年内推出的基于氢柠技术打造的全球首款C级氢燃料电池SUV，搭载95KW燃料电池，加满氢气只需3分钟，续航里程将达到840km（工况未知）。

从数据上看，燃料电池功率、燃料电池发动机效率还未能实现全球领先水准，但考虑到这是5年时间做到的水平，未来依旧可期。回顾下氢柠技术的关键词：高性价比、全场景，虽然目前不论是政策层面还是配套层面尚不完善，但这条纯粹的新能源路线，或许是未来中国品牌氢燃料电池车发展的希望。

燃料电池汽车，的冷却系统是干什么？

汽车冷却系统的作用是使发动机尽快升温并保持恒温，目的是防止发动机过热。

汽车冷却系统

冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热，但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。 如果发动机变冷，就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。

氢气发动机工作原理和构造？

1、氢气发动机工作原理为使用氢气与汽油两种燃料，采用液态氢的气流化反应。

2、氢气发动机的构造：氢气发动机只是在原型的汽油机上改进的，发动机的排量，缸径，行程，压缩无变动；在发动机上安装第二套供气管路，氢气是利用储氢罐的压力，被送到发动机上。

在此过程中，很重要的是使液态氢的气流化过程。所以在发动机外面要加浓一个热交换器，使氢汽化并加热，经过动力调节，而生成混合可燃气体的。

输入氢气的核心部件是电磁阀及相应的电子单元，是由Bosch公司研制供应，借以控制电磁阀的频率和峰值，保持技术应用要求的开闭度和点火特性。

扩展资料：

氢气发动机的优点：

1、氢的资源丰富，并可采用多种方式制取。如可从天然气中提取。可由再生物质制取，可点解水制氢。

2、其理论循环接近奥托循环。氢气发动机集柴油机的高热效率和汽油机的高转速于一体，是个非常理想的系统。

3、氢气发动机可以靠空气燃料混合比的浓度调节动力输出，不需要节流阀。提高了发动机的整体效率，因为不存在燃料泵中流量的损失，稀薄燃料的效率较高也起到了一定的作用。

参考资料来源：百度百科-氢气发动机

参考资料来源：百度百科-氢燃料发动机

氢燃料电池和甲醇发动机为何火不起来呢？它们最致命的缺点是什么呢?

氢燃料发动机已通过国家强制检验，可应用于客车、物流车辆、重型卡车、船舶等应用场景。氢燃料发动机技术引起了业界的热烈讨论和市场的关注。氢燃料发动机和氢燃料电池系统有什么区别？前者有可能取代燃料电池成为一条新的技术路线吗？这两种技术起源于100多年前。

氢燃料电池发动机和氢燃料电池是两种不同的技术路线，前者属于内燃机，后者为电池。燃料电池的基本原理是通过贵金属催化氢和空气中的氧在膜电极总成中发生电化学反应；氢燃料发动机需要燃烧氢来获得动力。氢燃料发动机和氢燃料电池都取得了良好的进展，但严格地说，这两种技术都有相当长的历史“老技术”。

公元1852年，慕尼黑的一位宫廷钟表匠制造了世界上第一台氢燃料内燃机。氢燃料电池技术诞生较早。1839年，英国William Robert Grove 率先提出了燃料电池的基本原理。氢燃料电池汽车依赖于氢燃料电池电堆中的氢和氧的电化学反应，产生电能驱动。与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车具有能补充效率快、里程长、低温性能优越等优点。

“氢燃料电池汽车基于上述优点，在商用车领域更具竞争力，节能减排效果更加明显。”新能源和智能网络汽车独立研究人员曹广平指出，除了技术优势外，由于商用车运行路线相对固定，更适合氢燃料电池的技术特点和工业基础，加氢站的布局和位置相对容易。氢燃料电池汽车作为氢能在交通领域应用的重要突破，被认为是商用车加快脱碳进程、实现电气化转型的重要方向。自2020年以来，鼓励氢能和氢燃料电池汽车发展的国家政策不断增加，地方政府也出台了支持政策。由于氢燃料电池汽车的快速发展，从工业规模到成本有了显著的提高。

一场关于氢燃料电池的拉锯战（上）

在全球被病毒阴云笼罩的当下，被迫按下暂停键的人们逐渐冷静下来后也开始认真反思起人类与环境之间的关系。而对于出行领域来讲，动力部分是最值得推敲和思考的关键点，到底现在备受推崇的蓄电池是否就是未来发展的唯一选择，或者还有其它更好的路径？比如，在发展过程中不断出现又反复引起争议的氢气。

Electrovan外观

冷战时代的太空竞赛中，氢燃料电池在登月行动中扮演了重要的角色。受其启发，1966年，通用汽车开发了氢燃料动力车辆Electrovan：这是一辆在通用GMC货车基础上加装了液态氢和氧气加压罐改装而成的全球第一款以燃料电池为动力的汽车，在当年被评为重大技术成就也是情理之中的事。

Electrovan内部构造设计示意图

Electricvan的连续输出功率约为32千瓦，峰值功率为160千瓦，一罐加压液态氢可实现续航里程150英里。

Electrovan后排座椅后的储气密封罐

登月航天器的液态氢罐装加注可以由专业人员保障作业安全，但这种高规格的技术保障对于民用车辆来说却几乎不可能复制；那个时代高压密封罐材料及制造工艺的局限性，也使得氢燃料电池车很自然地成为了概念式的昙花一现。

Precept概念车

时间来到2000年，通用在炫技一圈自家柴油/电混合动力概念车后，又想起了60年代曾轰动一时的氢概念来。于是，在当年的底特律车展上，通用再次推出了一辆氢燃料电池的概念车——Precept概念车。光看这充满未来幻想的外观造型，便可知通用对它的用心更多只是为了在一年一度秀肌肉的展台上艳压群芳。Precept的百公里加速时间为9秒多，而续航里程被设计为500英里。（现在的电动车们有点惭愧啊……）

AUTOnomy概念车

此后连续几年，作为氢燃料电动技术的先发者，通用陆续展示出了一些独特的思考：2002年推出了全球第一款为氢燃料电动车辆全新设计的概念车——AUTOnomy，一改之前都是在燃油车车辆基础上进行改装的历史，将液态氢的巨大密封罐及笨重电池组进行分散设计，使之不必牺牲乘坐或者储物空间，从而保持了车辆线条的优美与实用性。

BMW750hL

同年，宝马也推出了他们对氢技术的全新设想——混合氢动力的测试车BMW750hL。这款测试车分为标准轴距E65（2990毫米，118英寸）和加长轴距E66（3130毫米，123英寸）两款，采用具有两个独立的电控燃油感应系统的5.4升汽油和氢气混合动力的12缸内燃机，其搭载的140升液氢罐可提供400公里的续航里程。

BMW750hL工作原理示意图

与通用包括近年来丰田/现代等氢燃料电池车辆驱动原理不同，混合氢动力BMW750hL的工作原理是——由太阳能产生的电力将水分解为氢和氧，其中多余的氧气被释放到大气中，而氢气则在-253°C的超低温下液化并储存在由70层铝和玻璃纤维制成的140升的液氢罐中。在运行中，宝马是将氢直接注入到改装的内燃机中，换句话说就是进气管中输送的不是空气，而是氢气，进入气缸中燃烧后以提供驱动车辆的动力。

BMW750hL后备箱内的液态氢密封储存罐

虽然工作原理大相径庭，但与氢燃料电池的效果同样美好，宝马氢内燃机的排气管中唯一的排放就是能达到饮用标准的水蒸汽。

BMWHydrogen7

2006年9月，宝马推出了全球首款氢动力驱动的量产车BMWHydrogen7。与上一代测试车同样的设计思路，Hydrogen7配备了基于BMW7系12缸6.0汽油发动机基础上的混动内燃发动机和两个储存“罐”：油箱和高压液态氢密封罐。这款长约5.18米的旗舰车型，和当年同代标准的BMW7系一样配备了几乎所有的豪华配置和科技装置：包括带有14项电动调节功能的舒适座椅、能够减少转弯时侧倾的主动倾斜稳定系统、蓝牙无线技术、无钥匙解锁/启动/锁定功能、iDrive驾驶系统以及带有数字信号处理（DSP）和13个扬声器的Logic7音响系统。如果要说唯一的不同，那便是Hydrogen7的后备箱里有个巨大的金属密封罐（类似于不少改了CNG的出租车上的配置）以及在车顶上的一个释放阀，以防系统需要如鲸鱼喷气般地释放氢气。只是由于这个释放阀的存在，让Hydrogen7对于室内停车场的条件要求更加苛刻。

Hydrogen7动力系统工作示意图

根据美国环境保护署（EPA）的测试，对Hydrogen7的单燃料版本的排气管废气进行测试发现，其排放的水蒸气达到了EPA饮用标准。

和Hydrogen7相伴的“史密斯夫妇”

虽然当年Hydrogen7被设计为一款常规量产车，但宝马却从未出售过该款车型，而是将100台Hydrogen7全部提供给了政府、学术界、企业界以及个人测试或者进行了捐赠，将其作为在汽车发展道路上对氢技术的一种技术及知识贡献。

大概也正是因为有了这样对待技术的开创与试错精神，类似氢燃料动力研发这样集技术不成熟、没有利基市场、没有基础配套设施等等缺点于一身的，看似前路漫漫的探索才能一直延续下来，用时间来换取空间。

2013年初，宝马与丰田签署正式协议，两家开始共同研发氢燃料电池，也就是我们现在常说的运用氢燃料的电化学能转化成电能的技术。两位前瞻性的战略家决定分享技术，共同进行包括氢燃料电池电动汽车的电池系统、发动机、驱动系统以及液态氢储存罐在内的全系统研发，预期达成目标的时刻正是当下的2020年。

2014洛杉矶车展丰田展台上的MIRAI

2014年底的洛杉矶车展上，丰田带来了全球首款面向大众发售的量产氢燃料电池电动车——MIRAI。不仅展示出使用氢气作为燃料来源的可能性，更是展示了丰田及宝马在包括空气压缩机和氢气循环泵等等核心技术上取得的进步。

BMW?氢燃料电池i8工程原型车

而在2015年的宝马创新日上，宝马也展示了应用氢燃料电池技术的BMWi8。与量产的BMWi8不同，氢燃料电池i8原型车的前脸为了加大空气输入重新设计了大灯与双肾格栅和进气口，而为了氢气存储系统和燃料电池系统也改变了尾部设计，配上其磨砂黑的冷峻外表，如同蝙蝠车般的神秘感显露无遗。

BMW氢燃料电池电动5系GT

同年（2015年7月）宝马又带来了另一辆基于5系GT的氢燃料电池电动汽车，并带来了新专利——安装在车轴之间的液态氢储存罐。

这个160公斤的储存罐由铝钢制成，并由碳纤维进行包裹，能够承载350bar的内部压力。

根据宝马的演示，加注氢气如同加油般简单：按开氢箱盖，取下一个小盖，将氢气软管对准插入并锁定；加氢系统自动判定是否已经完全气密，再用三转泵对绝缘软管进行清洗后开始加注。整个过程不超过5分钟，储气罐加满后可提供500公里的续航里程。

通用为陆军开发的战术氢燃料电池电动车ZH2

在宝马与丰田在氢气技术上取得长足进步的同时，通用也在2012年帮助美国陆军建立了首个氢燃料电池电动车队后，在2016年专门为陆军开发了ZH2燃料电池战术电动汽车，我们在《雪佛兰教你如何做个安静的大块头》中曾经对其做过详细解析。

BMWiHydrogenNEXT

就在宝马和丰田的合作成果逐渐开花结果之时，无论是其牵头的氢能委员会的不断壮大，还是宝马在2019年法兰克福车展上推出的即将量产的氢燃料电池概念车iHydrogenNEXT；包括德国交通部长Scheuer表示：“氢气是未来的燃料之一”，并声称德国政府计划在未来几年内会有针对性地推广氢技术，似乎都预示着氢燃料电池动力系统在历经曲折之后将迎来自己的春天。此时，却传来了大众集团反对的声音。

如果你知道这种反对的背景是，大众希望整个德国汽车行业全面拥抱蓄电池类纯电动汽车甚至要求德国政府予以明确支持，你就不会感到意外了。但吊诡的是，欧洲能源公司E.ON进行的一项国际调查发现，德国民众对电动汽车的成功持怀疑态度的比例竟然是欧洲之最。大约三分之一的德国受访者表示，他们相信在德国道路上永远不会有比内燃机车更多的电动车，只有13%的人表示他们认为在未来十年内电动车可能有机会占到上风。

大众IDVizzionConcept

看来，大众需要说服的不仅仅是行业和政府，消费者的投票权才是决定市场走向的指挥棒。蓄电池技术会不会成为过渡型的选择，氢燃料的春天会不会就此来临，也许并不是一场现在就能看到结果的争夺战。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

氢气罐就在座下面，排气管排水不排气！大通的氢能源车你敢坐吗？

还记得那个“不加油不充电，续航里程超过500公里，轿车续航里程可达1000公里”的水氢汽车吗？靠电解水产生的氢气燃烧以驱动车身在今天看来是个十足的笑话，但氢能源在汽车工业中一直没被放下，它有着清洁、高效、廉价的特点，在此次北京车展上上汽大通就亮相了一款氢能源MPV。

氢能源展车是基于大通G20打造，其命名为EUNIQ7。整车造型和燃油版G20基本无异，只是经过了象征着清洁节能的蓝白涂装，内饰部分也保持了和燃油版车型的高度一致，电子档杆、电子手刹一应俱全，也提供了运动、经济两种驾驶模式。而打开机舱盖这款车的差异化就体现了出来，其发动机舱内的发动机和变速箱换由一组燃料电池模块替代，相比燃油G20舱内设计更简洁、一目了然。

不是说好的氢能源么、怎么安上电池了？事实上大通这款展车的核心还是氢能源，燃料电池模块只是组成其动力总成的一部分，除此之外还有氢系统、三合一电驱系统、动力电池等，简单来说整车是通过一种氢发电——电池储电——电驱动的模式来实现氢能源对车身的作用，相比水——驱动车身这一荒诞过程要实际的多。

既然是氢能源车型，那么其核心自然就是氢气。大通EUNIQ7配备了三个储氢罐，位列于底盘正中央、座椅下方，这时候有人该担心它的安全性了。其实除了它所处位置相对安全外，其所采用的材质也为航天级碳纤维全缠绕，纤维壁厚26.5mm，即使是7.62口径的子弹也根本无法击穿，氢罐的耐压强度达到70MPa，约等于工作于7000米深海的蛟龙号深潜器……

储氢这一难关攻克了其他方面就没什么大问题了。除了位于车头部分的燃料电池，在EUNIQ7后副车架上，有着“三合一”电驱模块以及三元锂电池组，形成了动力输出的小闭环，这一总成可应对氢动力的短暂故障、靠储电驱动车身。值得一提的是，作为一个清洁能源车型，氢能源燃烧后是基本不会产生废气的，但会产生水，因而EUNIQ7的排气管也就成了一个排水不排气的“排水管”。

根据大通官方给出的数据，EUNIQ7的6.4kg储氢量的气罐在加氢站3分钟即可实现充满，而这一状态下车身NEDC续航里程可达605km。这也是氢能源汽车相比纯电汽车的一大优势所在，相比“充电五小时，行驶300公里”的部分电动车，EUNIQ7“充气三分钟，行驶600公里”就显得实用更多。

所以大通EUNIQ7并非一款概念车、也并非只停留在PPT阶段而未量产，它是一款实实在在的氢能源MPV。但现实点来说国内当下的加氢站屈指可数，这款车对于家用还是有着不小的问题。只希望汽车工业能倒逼基础设施的建设进展，不说像加油站那般常见、怎么也要和充电站覆盖率一样才有买它的必要，到那时候电动车怕是会落寞。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

关于《氢燃料电池发动机系统》的介绍到此就结束了。