中國儲能網訊：說到新能源車，大家想到的無非是油電混合動力、純電動等類型，但實際上，除了這兩種常見的新能源技術之外，氫能源技術和空氣混動也分別是新能源的發(fā)展方向之一，一起來看看吧。
★氫燃料電池
其實氫燃料電池已不是什么全新的技術，20世紀60年代，氫燃料電池就已經成功地應用于航天領域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。
●氫燃料電池的工作原理是什么？
氫燃料電池基本工作原理是將氫氣送到燃料電池的陽極板（負極），經過催化劑（鉑）的作用，氫原子中的一個電子被分離出來，失去電子的氫離子（質子）穿過質子交換膜，到達燃料電池陰極板（正極），與氧原子和氫離子重新結合為水。
由于供應給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲能，確切的講應該稱為氫發(fā)電裝置。
●氫燃料電池汽車貴嗎？
盡管如此，基于燃料電池的汽車卻遲遲沒有進入市場。不過在今年年底，美國市場將會有兩種車型可供選擇。
豐田Mirai Fuel Cell
豐田去年年底在美國交付了自己的Mirai車型，本田也表示其Clarity Fuel Cell應該會在2016年上市，預期價格可能將在60000美元左右。這個價格與豐田Mirai車型的57500美元相比并沒有差太多。從租賃的價格來看，兩家也相差無幾——租期三年，每個月的租金都在500美元左右。
本田Clarity Fuel Cell
有很多家汽車公司的燃料電池車型在技術上與自家的電動混合動力車型相似，例如Mirai的很多配件都是Prius上的，包括鎳-金屬氫化物電池和電動馬達；兩者唯一的不同在于它是靠燃料電池供能而不是燃氣發(fā)動機。
●氫氣在哪里充？
汽油可以通過油箱進入卡車，電力可以從高壓電纜上得到。那么氫要從哪里得到呢。起初，計劃從卡車背面的另一個高壓罐上得到，不過現(xiàn)在的新計劃是通過在現(xiàn)場生產燃料來代替。
“基礎設施是很重要的一個問題，”奧迪電力驅動方面的負責人Siegfried Pint在此前不久的底特律國際車展上表示。日前奧迪展示了其氫動力的SUV——h-tron quattro，當然到實現(xiàn)量產還需要時間。
奧迪 h-tron quattro concept
Pint表示燃料電池技術正在發(fā)展，而且奧迪認為氫動力的吸引力在于，與電動汽車相比之下的低耗油時間，不過也還需要看考慮公眾對它的需求和認可度如何。
在此期間，奧迪也在開發(fā)可以現(xiàn)場產生燃料的加氫站，通過當?shù)噩F(xiàn)有的自然資源來提取供應能源，可能是太陽能或者是風能，或者是附近的工業(yè)設施所產生的廢棄物的能量。
奧迪的Reinhard Hofmann博士表示奧迪無意稱為氫動力的分銷商，但他認為一體式氫氣發(fā)生器的研究是奧迪燃料電池研究的一個并行工程，即使奧迪不打算將其商業(yè)化，也不意味該項目不會有好的發(fā)展。
●氫燃料電池可能并不環(huán)保
如果沒有用環(huán)保意識的方式來生產氫氣，只是考慮是否高效的話，那么燃料電池是否有益于生態(tài)還值得商榷。就像對于電動車來說，如果你依靠的燃料運輸動力來源是骯臟的化石燃料，那么你所做的一切只是將等量的二氧化碳排放到另一個位置而已。
氫在這方面有天然有于電力的優(yōu)勢。作為交通運輸新的選擇，在一個位置將水分解成氫后轉移到另一個位置，然后為燃料電池供能，被認為要比靠運行長電纜更實用，尤其是當靠近海邊時，儲存它只需要一個大罐而不是一排排的電池。
此外，氫燃料電池大范圍應用的障礙還有這些：
1.金屬鉑的稀缺。在氫燃料電池發(fā)電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。這種金屬就是咱結婚買戒指那個比24K金更貴的那個鉑，它少啊，它貴啊，那么大規(guī)模生產氫燃料電池，這個鉑就是瓶頸，完全沒有規(guī)?；蟪杀緶p少的效應，反而需求越多越貴，這可怎么辦好？
2. 氫氣的安全性。有人說帶著氫氣瓶就像帶個氫彈，到底這個氫氣瓶會不會爆炸啊？氫氣是最輕的氣體，它的擴散性極強，氫的擴散系數(shù)比空氣大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以證明氫比汽油安全是有根據(jù)的。所以少量的氫氣泄漏，可以在空氣中很快被稀釋成安全的混合氣。氫氣的比重小，易向上逃逸，這使得事故時氫氣的影響范圍要小得多。
★空氣混合動力
在新能源汽車領域，如純電動汽車沒有突破瓶頸，那混合動力(油電混合)依然是新能源汽車的主力，目前眾多汽車廠商都在積極研發(fā)與推廣。不過標致-雪鐵龍集團在這個領域另辟蹊徑，開發(fā)出一套名為Hybrid Air空氣混合動力系統(tǒng)。
● 空氣混合動力技術什么來頭？
空氣混合動力的研發(fā)也是標致這幾年才著手研發(fā)，相對來說油電混合動力技術的研發(fā)要早許多。在2010年，穆卡德姆和搭檔安德雷·亞爾斯成立了名為混合空氣動力的研究項目，他們認為借助壓縮空氣在汽車上的應用也可以實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，而且更加環(huán)保。最初通過采用汽車發(fā)動機與商用飛機的液壓系統(tǒng)進行連接，來檢驗他們理論的可行性。
這套系統(tǒng)在2013年的日內瓦車展上正式登臺亮相，當時搭載這套系統(tǒng)雪鐵龍C3，官方公布百公里油耗僅為2.9L。而在今年的日內瓦車展上，這套系統(tǒng)再次登臺亮相，搭載這套系統(tǒng)的標致2008，百公里油耗僅為2.0L，這套混動系統(tǒng)也日益完善。PSA集團也表示，這套空氣混合動力系統(tǒng)將會在2016年正式量產，并率先應用在旗下的中型車上。
● 它的結構布局是怎樣的？
這套空氣混合動力系統(tǒng)主要包括三部分，汽油發(fā)動機動力總成、液壓泵/液壓馬達以及壓縮空氣系統(tǒng)。其中液壓泵、液壓馬達與變速箱是整合到一塊的(結構布局與油電混合系統(tǒng)相似)。
壓縮空氣系統(tǒng)則包括高壓儲氣罐和低壓儲氣罐，里面裝的是活性穩(wěn)定的氮氣。高壓儲氣罐位于車身底部的中央通道位置，而低壓儲氣罐則布置在后備箱區(qū)域。
由上面的結構圖可以看到，壓縮空氣能量的釋放，是利用液壓油推動液壓機構(液壓泵與液壓馬達)，進而將動力傳遞到驅動橋。而制動能量的回收，也是通過液壓機構，通過液壓油來壓縮空氣進行存儲能量。下面我們來看看這套混動系統(tǒng)是怎么工作的。
具體是怎樣工作的？
空氣混合動力系統(tǒng)與油電混合動系統(tǒng)類似，包含了四種行駛驅動模式：發(fā)動機驅動、高壓空氣驅動、混合驅動和能量回收。其中，發(fā)動機驅動模式主要用于高速定速巡航(這也是發(fā)動機最經濟的工作區(qū)間)；純空氣驅動主要用于城市道路(時速不超過70km/h)；而需要加速或爬坡時，兩者同時介入工作。最后就是制動能量回收，這與電動機回收電能存儲于電池有所差別，它是以壓縮氣體的形式儲存與儲氣罐里。
● 與傳統(tǒng)油電混合動力有什么不同？
了解這套空氣混合動力系統(tǒng)的結構和工作原理后，會發(fā)現(xiàn)其實它與傳統(tǒng)的油電混合動力系統(tǒng)節(jié)省油耗的理念是一致的，同樣在純壓縮空氣驅動下實現(xiàn)零排放，不同的是壓縮空氣系統(tǒng)與液壓馬達代替了動力電池與電動機，這也使得它們又有不一樣的地方。
從動力單元結構布局上看，空氣混合動力系統(tǒng)在體積以及重量上更有優(yōu)勢，畢竟壓縮空氣系統(tǒng)的布局更緊湊，尺寸也更小。
空氣混動系統(tǒng)更加環(huán)保。我們知道空氣混合動力系統(tǒng)的采用的是壓縮氮氣，容易回收利用，無污染。而傳統(tǒng)的動力電池(如鎳氫、鋰電池等)回收處理成本高，容易造成污染。
與普通油電混合動力一樣，它在純壓縮空氣工作模式下，一樣可以實現(xiàn)零排放，而且最高車速可達70公里每小時，基本覆蓋了市區(qū)的大部分行駛路況。從上面的圖可以看到，空氣混合動力系統(tǒng)制造成本相對于傳統(tǒng)的油電混合動力要低不少。官方稱，城市駕駛，可以提升45%的燃油經濟性，綜合路況的燃油經濟性也能提升35%。
關于這套空氣混合動力系統(tǒng)的技術細節(jié)廠商還沒公布，例如在純空氣驅動模式下的續(xù)航里程目前還不得而知。不過由于空氣壓縮系統(tǒng)結構相對簡單，使用的是“原料”是氮氣，制造技術與成本相對較低。而關于空氣驅動與汽油機的配合工作能否做到現(xiàn)在電機與汽油機銜接的那么平順，也是未來值得關注的問題。
