绿色奥运“氢”装上阵,新技术让氢能客车跑得更快更稳

氢能作为最清洁的能源 , 在北京冬奥会上被广泛应用 。 除火炬全面使用氢能外 , 在冬奥会各赛区 , 氢燃料电池汽车也实现了大规模示范运行 。 不过 , 从燃油车到氢能车的跨越 , 可不是简单地从“烧油”变为“烧氢气” , 背后是氢燃料电池发动机核心技术、多重耦合安全技术、全气候动力电池技术等一系列最新技术的探索和应用 。
百公里减少碳排放94.8千克
“氢燃料电池其实是一套发电装置 , 只要有氢气作为能源 , 就可以持续运行 。 ”作为北京冬奥会燃料电池发动机核心供应商 , 北京亿华通科技股份有限公司常务副经理于民表示 , 氢燃料电池汽车是实现能源转型与绿色、低碳发展的重要技术手段 , 相比于传统汽车 , 其能量转化效率可达到65%以上 , 为内燃机的2至3倍 , 且发动机工作温度更低 , 运行噪音、振动更小 , 车辆舒适性能更好 。
绿色奥运“氢”装上阵,新技术让氢能客车跑得更快更稳
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冬奥赛区内运行的氢能大巴(北京亿华通科技股份有限公司供图)
服务于冬奥赛场的氢能公交车 , 一次加氢只需10至15分钟 , 即可保障车辆行驶约300公里 , 团体车的单次加氢续航可达500公里 , 与电动汽车相比大大节约了燃料加注时间 。
但氢气化学性质活泼 , 储存时容易逸散 。 为了保障车辆安全 , 装载氢气的气瓶具备高强度、高耐久、高可靠性 , 并将与氢燃料相关的零部件放置在开放环境 , 让氢气难以高浓度聚集 。 车内也设置了氢系统泄漏监测及预警系统 , 一旦发生泄漏 , 能立即感知并关闭气瓶阀门 。
于民介绍 , 氢燃料电池发动机运行过程中仅产生电、水和热 , 相比于燃油公交车 , 燃料电池公交车每百公里可减少二氧化碳排放94.8千克 。 氢能汽车在冬奥会上的应用 , 实践了“绿色奥运”的理念 , 也能提升大众绿色出行的意识 。 冬奥会结束后 , 该批车辆将就地转为当地公交车、团体车继续使用 。
低温环境下也能快速“开工”
在延庆赛区投入使用的212辆氢燃料客车 , 全部应用了全气候动力电池技术 , 即使在零下30摄氏度的环境长时间停放 , 动力电池也能在数分钟内迅速升温至合理工作温度 。
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全气候动力电池(荣盛盟固利新能源科技股份有限公司供图)
作为全气候动力电池技术研发团队成员 , 荣盛盟固利新能源科技股份有限公司总工程师毛永志介绍 , 在严寒环境下 , 氢燃料电池的低温冷启动仍需要锂电池辅助 , 才能适应复杂、快速的冬奥保障需求 。 锂离子电池低温放电性能差 , 同时低温充电容易导致锂的析出 , “消费者的体验差 , 是新能源汽车在寒冷地区推广难的主要原因” 。
技术人员采取夹层结构设计 , 将高功率的金属加热片和电池板间隔排列并连接 , 这样能极大地增加传热面积、缩短传热距离 , 利用电池自身能量进行快速升温 。 综合考虑经济性、安全性、可控性等因素 , 全气候动力电池从零下20摄氏度加热到零上10摄氏度 , 只需消耗自身电量的4.5% , 续航即可增加10%至30% 。
毛永志介绍 , 让车辆动力电池在合理温度区间内工作 , 能够提高在低温环境下车辆的动力性能 , 延长行驶里程 。 不论车辆是在行驶、停留还是充电状态 , 加热系统都能工作 , 快速将电池温度提升到正常工作范围 , 并通过温控装置保证电池安全 。
加装一颗“心脏”提升动力表现
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