大眾開始研究第五代燃料電池技術(shù)

日前，大眾集團(tuán)在洛杉磯車展上推出了3款氫燃料汽車，其中分別為：奧迪A7Sportback h-tron quattro、高爾夫Sportwagen HyMotion以及帕薩特HyMotion等車型。

　　以上大眾集團(tuán)的3款燃料電池車型均采用了由大眾自主研發(fā)的第四代燃料電池組，該燃料電池組采用的是100千瓦低溫質(zhì)子交換膜燃料電池，該電池是由大眾集團(tuán)電力牽引技術(shù)中心的大眾集團(tuán)研究院研發(fā)完成的。來(lái)自?shī)W迪汽車公司的技術(shù)發(fā)展管理委員會(huì)成員烏爾里希哈肯伯格博士在洛杉磯車展上的一個(gè)燃料電池技術(shù)研討會(huì)上對(duì)外表示，大眾集團(tuán)已經(jīng)開始著手研究第五代燃料電池技術(shù)，并且預(yù)計(jì)該新技術(shù)將于明年年底能夠逐漸成熟。

　　繼承模塊化風(fēng)格

　　從外觀上來(lái)看，大眾集團(tuán)推出的以上幾款燃料電池汽車所采用的零部件基本上就直接來(lái)自于各自的量產(chǎn)車型。這也反映了大眾集團(tuán)為同一款車型開發(fā)不同動(dòng)力配置從而不斷豐富產(chǎn)品線為消費(fèi)者提供更加多樣的產(chǎn)品選擇的設(shè)計(jì)理念。

　　從以上幾款燃料電池汽車所采用的技術(shù)上就可以看出，大眾集團(tuán)的目的就是重點(diǎn)利用其模塊化的生產(chǎn)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行汽車模塊化生產(chǎn)。這也就是說(shuō)，以上幾款燃料電池汽車分別采用了大眾汽車公司的MQB（橫置發(fā)動(dòng)機(jī)）平臺(tái)以及奧迪汽車公司的MLB（縱置發(fā)動(dòng)機(jī)）平臺(tái)。根據(jù)大眾集團(tuán)與品牌負(fù)責(zé)人的一再?gòu)?qiáng)調(diào)，以上模塊化生產(chǎn)平臺(tái)的終極目標(biāo)就是為同一款車型采用同一生產(chǎn)線生產(chǎn)并可以實(shí)現(xiàn)各種不同的動(dòng)力輸出系統(tǒng)，其中不同的動(dòng)力輸出系統(tǒng)主要包括汽油機(jī)、柴油機(jī)、天然氣、插電式混合動(dòng)力、電池電力驅(qū)動(dòng)以及燃料電池等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式。

　　氫的問(wèn)題依然存在

　　對(duì)于以上燃料電池汽車的量產(chǎn)時(shí)間以及目標(biāo)市場(chǎng)，大眾集團(tuán)并未像豐田汽車公司、本田汽車公司以及現(xiàn)代汽車公司一樣做過(guò)多的介紹。

　　大眾汽車集團(tuán)開發(fā)部管理委員會(huì)成員海因茨雅各布諾伊爾博士表示：在2009年時(shí)，我們?cè)A(yù)測(cè)在2020年之前氫氣燃料電池很難實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展，現(xiàn)在我們?nèi)匀粓?jiān)信這一點(diǎn)。但是燃料電池一直以來(lái)就是我們大眾電氣化戰(zhàn)略非常重要的一部分。因此，只有在氫氣燃料電池加氫站等相關(guān)所有問(wèn)題都得以解決后我們才會(huì)正式推出氫氣燃料電池汽車，屆時(shí)我們也將非常愿意向人們展示我們的研發(fā)成果。

　　目標(biāo)定位效率與里程

　　以上大眾第四代燃料電池組由300多個(gè)單獨(dú)的燃料電池單元組成。每個(gè)單獨(dú)的燃料電池的核心部分均采用了聚合物的質(zhì)子交換膜，同時(shí)在該質(zhì)子交換膜的兩側(cè)均涂覆有鉑基催化劑。

　　在質(zhì)子交換膜燃料電池中，氫氣直接與陽(yáng)極相連接，經(jīng)過(guò)燃料電池的作用氫氣被分解成為了質(zhì)子和電子，分解得到的質(zhì)子在電勢(shì)作用下穿過(guò)交換膜到達(dá)陰極，之后質(zhì)子再與陰極空氣中的氧作用生成水蒸氣。與此同時(shí)，由氫氣分解得到的電子會(huì)在燃料電池組外部朝向一定方向移動(dòng)形成電流從而為燃料電池提供電能。根據(jù)負(fù)載的不同，每個(gè)單獨(dú)的燃料電池單元的供電電壓為0.6伏-0.8伏，所以整個(gè)燃料電池組的供電電壓可以達(dá)到230伏-360伏。

　　以上燃料電池組的輔助部件主要包括一個(gè)渦輪增壓器、一個(gè)循環(huán)風(fēng)扇以及一個(gè)冷卻液泵。其中，渦輪增壓器的主要作用是為燃料電池提供更多的進(jìn)氣量，而循環(huán)風(fēng)扇則可以將未消耗的氫氣輸送回電池陽(yáng)極從而提高電池工作效率。以上燃料電池輔助部件采用的是高壓驅(qū)動(dòng)方式，其直接由燃料電池進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)。

　　該燃料電池還配備有一個(gè)獨(dú)立的冷卻回路以此來(lái)實(shí)現(xiàn)燃料電池的散熱功能。同時(shí)，該燃料電池還配備有一個(gè)熱交換器和一個(gè)熱電式自適應(yīng)輔助加熱元件，通過(guò)以上功能的應(yīng)用可以使得燃料電池安裝固定倉(cāng)內(nèi)維持一個(gè)穩(wěn)定舒適的工作溫度。

　　在燃料電池研討會(huì)上海因茨雅各布諾伊爾博士表示大眾集團(tuán)研究燃料電池主要集中在如何提高工作效率和增加續(xù)航里程這兩個(gè)方面。其中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)目標(biāo)第一個(gè)采用的方法就是盡可能地降低燃料電池壓力損失，其次就是質(zhì)子交換膜技術(shù)。大眾集團(tuán)正在研發(fā)一種納米鉑涂層，通過(guò)該納米鉑涂層的應(yīng)用不僅可以大幅提高鉑涂層的表面接觸面積同時(shí)還可以降低鉑涂層的厚度。

　　海因茨雅各布諾伊爾還表示采用質(zhì)子交換膜所用的納米結(jié)構(gòu)與電池自身的納米結(jié)構(gòu)相類似。其中，關(guān)于燃料電池的納米結(jié)構(gòu)大眾集團(tuán)也正在進(jìn)行全力的研發(fā)。