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上汽大通:抢抓机遇主动作为 探索氢能源汽车发展之路

中国电力网
2023-10-18
 来源:上观新闻
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  九月底,临港新片区首座油氢合建站对外开放。在络绎不绝的氢能渣土车、公交车中,一台上汽大通MIFA氢缓缓进入加氢站,几分钟后平缓驶出。

  有趣的是,这辆车来自享道平台。这意味着,平时划划手指,氢能车可能就近在眼前。人们惊讶地发现:不知何时起,氢能车已经走向了寻常百姓家。而距离这家年轻的车企探索氢能之路,其实才过去了六年——

  如果说特斯拉像一条鲶鱼,掀起全球新能源汽车市场的风云巨变,上汽大通在氢能源汽车领域的探索,展现了未来绿色能源领域的其他可能。

  如今,上汽大通要让氢能源车继续走出去,并且走得更长更远。

  早布局、快发展

  即使在新能源潮席卷全球的当下,氢能看起来似乎依旧遥不可及。

  作为一种清洁的二次能源,氢虽然足够绿色环保,但其储存不易,运输难度大。研发燃料电池技术,往往意味着高昂的成本和遥遥无期的收益。因此中国的氢产业,长期依附于化工业而存在。

  前不久的 中国(嘉兴)氢能产业大会上,还有业内人士表示:目前国内氢能产业链仍处于需要政府补贴输血的状态,呼吁企业展望产业长远发展。时光回到几年前,没有政策补贴,更没有企业去啃“硬骨头”。当时有记者采访制作储氢瓶的工人,他们指着瓶子直言:这个成本这么高,怎么做?谁会买?

  然而大通却不那么认为。

  上汽大通总经理郝景贤曾坚定地表示:不管是对于一个企业,还是对于一个行业,或是对于一个国家来讲,我们坚定认为氢燃料是未来能源路线之一。

  这样的思考模式不仅是从市场、盈利的角度来看新能源汽车,而是真正将其上升到了能源战略的高度,为国家未来的发展做出贡献。

  于是大通选择冲在前面,冲破技术壁垒,去啃一啃这块“硬骨头”——

  2017年大通推出FCV80。这是中国首款商业化运营燃料电池宽体轻客、国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型,也是国际首款燃料电池轻客车型。

  大通发现,因燃料电池加氢时间短、续驶里程长的独特优势,在城际物流领域很有需求量。

  大通FCV80

  FCV80在上市前,便已收到超100辆订单,上市后随即在上海、抚顺、佛山、无锡、大连、青岛、长治等地提供日常运营服务,总运营里程超过550万公里。

  在佛山工业园区,FCV80承担通勤职责,为园区提供接驳车的功能;在上海化工区,FCV80同样是作为通勤班车使用;在辽宁抚顺,FCV80运营路线包括三条乡镇小客运专线和一条全县域旅游包车;在无锡,FCV80服务硕放机场至江阴客运站的客运专线。

  回顾物流应用场景,上汽大通总经理郝景贤就曾指出:氢能源在某一些场景的使用便利性,是今天的充电和换电所不具备的。比如重卡二氧化碳排放量约占整体汽车的47%。其使用里程比家用轿车长很多,每百公里烧的油和电也多很多。这种场景下,重卡或者运行里程比较长的轻型商用车,在未来加氢站普及的情况下,运营里程再长,氢燃料电池加氢也会和加油一样便利,对续航里程丝毫不用担心。

  FCV80成功运营之后,大通开始思考一个新问题:既然燃料电池技术能在商业领域运营,能否继续推广到乘用车领域,做到商用化、乘用化同步推行呢?

  “两条腿走路”的艰难

  2020年上汽集团氢战略发布会上,大通重磅亮相了全球首款高端氢燃料电池MPV大家MIFA氢。这不仅是国内企业首次将燃料电池技术带到乘用车领域,还将国际商业化车载最高压力70兆帕储氢技术落地乘用车,真正打破了技术壁垒,开创了行业先河。

  当时大通做这个决定时,就有人说过:这个想法是好的,但是要真正落地这个技术太难了。

  究竟难在哪里?

  目前国际上储氢罐一般具有35兆帕和70兆帕两种氢气加注能力。

  对氢能源汽车来说,70兆帕的高压储氢罐在同等体积下可以储存更多氢气,从而带来更长的续航里程。同时,70兆帕压缩氢气能量密度更高、加注效率更快、经济性能更好。

  以一辆普通氢燃料电池汽车为例,当加注压力为35兆帕时,可以行驶320公里;而当加注压力为70兆帕时,续航里程可增至600余公里。

  70兆帕作为国际上商业化车载储氢瓶的最高压力,已经在欧美日等普遍推广采用。而在我国却依旧以35兆帕为主流。

  谁都知道前者更有优势,可是无奈技术难度太大:有报道指出,直到去年储氢罐关键材料碳纤维全球仅一家日本企业能提供。同时,压强越大意味着氢瓶耐压强度要求成倍提升:70兆帕,媲美工作于7000米深海的蛟龙号深潜器。此外,由于氢气可燃点低、扩散性高且极易泄露,容易在密闭空间聚集形成爆炸性环境,遇到点火源易形成强烈的爆炸。因此对氢瓶的安全性又提出更高的标准。

  但大通做到了。

  大家MIFA氢搭载的氢瓶由航天级碳纤维材料全缠绕,能耐受相当于火山喷发岩浆的842度高温、纤维壁厚25毫米,可以抵挡7.62毫米口径的子弹射击;同时瓶阀的密封水准达到了潜艇级标准,临界爆破压力大于175兆帕。

  在主动被动安全方面,大家MIFA氢采用多种自研科技:车辆碰撞安全方面,上汽大通结合车型实际情况开发了一套一体式氢系统结构,采用双回路断氢冗余设计,实现了碰撞时毫秒级断氢、并保证氢系统的安全性,达到5星碰撞安全要求;氢泄漏安全方面,上汽大通又开发了一套氢安全测试规范,建立了氢泄漏仿真模型,有助于确立氢浓度传感器的最佳布置方案;车辆加氢安全方面,大家MIFA氢采用红外通讯技术实现车与站的智能互联,实时监测加氢过程中氢系统压力、温度、氢气浓度等状态,保证加氢安全。

  在此基础上,大家MIFA氢基于最严格的标准进行了严苛的耐久路试及高温、严寒耐候试验,总里程100万公里,相当于绕地球25圈。

  一辆车的技术突破

  如果大家MIFA氢仅仅只是保证了安全性,那并不会引起那么多的侧目。恰恰在其身上,大通展示了氢作为“21世纪终极能源”在汽车上的很多可能。

  作为真正的新能源车,大家MIFA氢排放物仅为水。2000辆大家MIFA氢的二氧化碳减排量,等同于一个移动的世纪公园。其搭载新一代空气滤清系统,经过电堆内部多孔扩撒层和电化学过程,可有效净化空气中99.9%的PM2.5等颗粒物,一辆大家MIFA氢行驶一小时,可净化相当于150名成年人正常呼吸的空气。

  在纯电车仍旧备受争议的充能时间与续航里程方面,大家MIFA氢仅需3至5分钟即可加满6.4kg高压氢瓶,NEDC标准续航里程605公里。在-30℃度低温场景下,也可随时启动,采用电堆余热供暖和电堆直驱,面对低温气候也几乎没有里程衰减。

  使用成本方面,百公里氢耗1.18kg,折合每公里使用成本仅需4毛钱。每年更换一张滤纸即可解决保养问题,使用成本200元以内。

  此外,大家MIFA氢还攻克了氢能源车的全球难题:噪音。研究显示,氢燃料系统内部动力装置转速过高,其频率范围为2000-3000Hz,其高频率噪音可高达10000Hz或以上,而传统内燃机一般能量基本集中在1500Hz。因此极大影响了乘坐体验。

  大家MIFA氢应用水汽分离、多级减震设计、高压脉冲静音、无油空气轴承等创新技术手段,使匀速噪音仅为53.9分贝,达到图书馆级静谧,甚至高于市面上主流纯电动车型。

  “打破行业天花板”并非偶然。背靠上汽集团,在大通推出首款燃料电池车前,上汽集团就已连续16年坚持开发燃料电池。具体到大通,推出FCV80前,团队提前3年着手准备,在电堆、储氢、控制氢安全等方面掌握核心技术。

  在FCV80上,大通就具备了耐受-30℃低温、仅需3分钟就可加满储氢罐、最长续驶里程可达500公里、实时监测氢气浓度等技术。这也解释了大家MIFA氢在功能性和安全性的进一步突破。

  可以说,一切是必然的成果。

  助力氢能战略落地

  碳中和目标下驱动的全球能源转型,正在引发氢能产业发展热潮。去年3月国家发改委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》中,明确氢能为未来国家能源体系的重要组成部分。其中还提出了2025年氢能车保有量达到5万辆的目标。

  当前,汽车产业已成为各国低碳转型的布局重点,而氢能源汽车更是实现“双碳目标”的主要路径。在这场全球的“脱碳赛跑”、“绿色革命”进程中,汽车企业更要不畏难关,充当绿色低碳转型重要的“排头标兵”。

  2022年起,大家MIFA氢开始正式大规模商业化示范运行。迄今为止已示范运营500台,在上海的示范总里程超 570万公里,其中单车最高示范里程达 7万公里,创氢能源MPV之最。

  去年9月,上汽大通MAXUS 大家MIFA氢正式上线享道出行平台,实现国内首次大批量氢能源MPV市场化运营,让氢能源车真正走进了普通民众生活。

  坚持去啃这样的硬骨头,值得吗?

  “氢燃料电池行业要靠坚守,五年可能没有多大的市场效益,或许要十年才可能看到。上汽大通十多年来在氢燃料电池方面一直投入,也取得了一些成绩。我们依然认为这一件事情做得非常值,对汽车行业、对技术进步、对今后的探索都是有意义的。”郝景贤的话正是大通的心声。

 本文作者:丁楠



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