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本田概念車燃料動力鋰電池組成功實現小型化

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月29日  

本田新款燃料動力電池“FCX概念車”與舊款“FCX”相比,燃料動力電池組的內部結構做了大幅改動。電池組由以往的橫置改為豎置,縮小了隔板的厚度。


燃料動力電池隔板上一般鑿有供氫氣和生成水流經的溝(流路)。此次,溝的方向由水平改為了垂直,在排出生成水時可以借助重力。因此,溝深比現在的FCX淺了17%。而且隔板能夠進一步變薄,對縮小燃料動力電池組的體積起了重要用途。


燃料動力電池小型化還能夠提高電池在低溫時的性能。通過這次的小型化,燃料動力電池自身的熱容量降低了40%。加熱更加容易。發動汽車時,燃料動力電池必須輸出額定輸出功率的50%左右,在-20℃的環境下,新FCX電池的輸出功率達到50%的時間比目前的FCX縮短了1/4。在-30℃時也能夠起動。


在冰點下起動燃料動力電池要開發先進技術,比如最終停止時排出隔板內的生成水、最大限度排出電解質膜中的水分等。尤其是電解質中的水分,假如過量排出,質子(H+)將無法導電,因此,在設計中還要考慮到電解質膜的分子構造。本田舊款FCX使用的電解質膜是JSR生產的碳化氫高分子膜,新款FCX電解質膜的開發伙伴等詳細情況尚未公開。


燃料罐體積無法縮小


FCX概念車配備了上述高完成度的燃料動力電池,但依然存在缺點,因為后排座椅后放置了可貯藏171L氫氣的大號燃料罐,試駕時后方的視野比較狹窄。該燃料罐的容積是以往汽油油箱的3倍左右。


本田表示,不包括燃料罐的話,燃料動力電池系統的體積已經縮小到了V型6缸發動機的水平,換句話說,燃料罐體積過大已經成為了燃料動力電池車發展的最大瓶頸。


高壓化也存在壁壘


目前,各汽車廠商正在開發的燃料動力電池車都是在車上直接配備氫氣供行駛使用。因此,貯氫技術(高壓罐、液氫罐、貯氫合金罐等)、向車輛供應氫氣的基礎設施建設成為了亟待解決的重大課題。


本田目前貯藏氫氣使用的是35Mpa高壓罐。雖然通過加大氫氣的壓強能夠減小罐的容積,但事情并沒有那么簡單。比方說,有的公司將燃料罐壓強新增到70Mpa在盡量縮小燃料罐,而本田則堅持“不使用70Mpa”的方針。理由是:安全性和低成本化存在諸多問題。假如把壓強提到到70Mpa,確保燃料罐自身的可靠性、充氫時閥門和連接裝置的可靠性的難度要遠遠大于35Mpa燃料罐。而且,為了保證70Mpa燃料罐自身的耐壓性,容器的厚度和重量都要新增,即使提高了壓強,也無法得到應有的效果。


另外,在成本方面,由于不得不使用更加昂貴的材料,降低成本非常困難。貯氫問題困擾著每個汽車廠商。高壓罐配合貯氫合金、設想利用液氫之類的開發一直在繼續。但是,貯氫合金存在著極大的困難,液氫則必須保持非常低的溫度。許多公司都認為,劃時代的貯氫技術是燃料動力電池車普及不可或缺的因素。


在家中充氫


供氫基礎設施的建設,也是面對的重大課題。氫氣站的建設方式、體積會膨脹的氫氣應該怎么樣運輸、將石油和天然氣轉化為氫氣能否減少CO2的排放量等,問題堆積如山。


為解決這些問題,本田采用了自己獨特的方法。那就是:設置氫氣站,用太陽能電池將水電解成氫氣并貯藏;在各家設置能夠貯氫的熱電聯產系統。其中,后者是由能夠生成氫氣的城市管道燃氣改質設備、定置型燃料動力電池組合而成。該系統能向家庭供應必需的電力和熱水,在不用電的時候還能夠改質城市管道燃氣,生成氫氣貯存在燃料罐中,以供汽車使用。


認為這些“不過是假想”的人估計不在少數,但這些措施與本田的技術戰略一脈相承,可信度不容輕視。例如,本田曾在2005年年末宣布了發展太陽能電池業務,2006年十二月,成立了生產和銷售的子公司“HondaSoltec”(2007年秋將正式開始量產)。


本田明確表示,今后的環保汽車中期將在中小型發展混合動力車、大型發展柴油車,長期則將向燃料動力電池車轉移。本田認為,與電池技術相比,燃料動力電池技術的發展速度更快,所以“在目前還沒有開發電動汽車的打算”。經過上述的深思熟慮,再進行技術的開發,這也許正是本田的風格所在。


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