日前，寶馬集團宣布，寶馬X5 氫燃料電池車（BMW iX5 Hydrogen）在位于瑞典阿爾耶普盧格的寶馬集團冬測中心完成了氫燃料電池車的極寒耐力測試。

寶馬通過對氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)、底盤技術(shù)和電子電氣系統(tǒng)的整體功能性測試和驗證，確保車輛能夠在實現(xiàn)零排放的同時，還有運動性能與舒適的駕乘體驗。

據(jù)悉，該車型已進入量產(chǎn)前的后期研發(fā)階段，2022下半年投產(chǎn)小規(guī)模量產(chǎn)車型。

氫能比鋰電池更好嗎？

氫燃料電池車與純電動汽車類似，不同之處在于車輛攜帶的不是蓄電池，而是氫氣，利用氫氣與空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電流在驅(qū)動車輛。

氫氣與氧氣在燃料電池中反應(yīng)產(chǎn)生電流，最終的排放物只有水，沒有噪音及污染物。

與純電動車一樣，氫燃料電池車也具備起步快、行駛平穩(wěn)安靜、駕乘舒適等特點，也沒有污染和噪音，機械動力結(jié)構(gòu)比較簡單，故障率也比較低，易于實現(xiàn)智能化及自動駕駛。

不同的是，氫燃料電池車的加氫過程與加油一樣快，續(xù)航里程也更長。

但氫燃料電池車有一些局限性：

目前產(chǎn)生氫氣的主要方法是電解水，過程中損失能量較大，不夠經(jīng)濟；

加氫站建設(shè)、氫的存儲和運輸成本太高，且氫氣易燃易爆，存在較高的安全隱患。

與油氣發(fā)動機相比呢？

四沖程氫內(nèi)燃機的缸內(nèi)循環(huán)與天然氣內(nèi)燃機一樣，氫內(nèi)燃機與天然氣發(fā)動機的零部件也基本相似，柴油發(fā)動機和氫內(nèi)燃機的零部件則可部分通用。

但即便如此，氫燃料發(fā)動機與天然氣和汽油發(fā)動機等其它點燃式發(fā)動機還是存在差異。

由于氫氣自身的物理化學(xué)特點，氫燃料發(fā)動機空燃比控制、燃料噴射方式不同于天然氣和汽油發(fā)動機。

氫氣更易燃，相比汽油發(fā)動機，氫燃料發(fā)動機更容易出現(xiàn)早燃。

直噴是克服早燃的一種方法，通過直噴系統(tǒng)將氫氣直接噴入氣缸，在進氣閥關(guān)閉后開始噴射，可以避免回火情況出現(xiàn)。

另一種解決方案，就是設(shè)計專門用于氫氣的燃燒系統(tǒng)。

氮氧化物(NOx)的排放則是需要考慮的另一因素。

它是一種大氣污染物，會導(dǎo)致空氣質(zhì)量變差。

因此，通常會將氫燃料發(fā)動機空燃比調(diào)整為2:1，將兩倍氫氣量的空氣噴入氣缸中，使氫氣充分燃燒。

并通過排放處理系統(tǒng)，去除過量的氮氧化物。

氫能車小規(guī)模亮相冬奧會

因低排放、抗低溫、續(xù)航長等特點，氫燃料電池汽車被稱為“終極環(huán)保車”。

這讓其與冬奧會結(jié)下不小的“氫”緣。

此次冬奧會中，首次提出了“平原用電，山地用氫”的解決方案。

在城市等平原地區(qū)，電力充足、路程較近，傳統(tǒng)的純電動汽車足以滿足用車需求。

而在山地或長途場景時，續(xù)航更長、補能更便利的氫燃料電池汽車，就能很好地解決純電動汽車的痛點問題。

據(jù)統(tǒng)計，北京2022年冬奧會共計投入使用816輛氫燃料電池汽車作為主運力開展示范運營服務(wù)。

這是迄今為止在重大國際賽事中投入規(guī)模最大的。

但想要獲得大規(guī)模普及，實現(xiàn)與純電動汽車的“并駕齊驅(qū)”卻并非易事。

目前氫能發(fā)展仍然面臨制氫、儲氫、用氫各環(huán)節(jié)的高昂成本，以及產(chǎn)業(yè)鏈上游核心部件電堆的鉑金依賴。

能源結(jié)構(gòu)也是目前氫能發(fā)展面臨的主要問題之一。

氫能在中國能源結(jié)構(gòu)中占比約為10%，算得上是“貴族能源”，需要思考如何把它變成大眾能源。

此外，相比充電站，加氫站建設(shè)成本更高，制約因素更多，這也成為氫燃料電池汽車大規(guī)模普及的一大障礙。

政策已出臺，車企扎堆布局

近年來，在利好政策持續(xù)助力和“雙碳”目標(biāo)推動之下，氫能產(chǎn)業(yè)迎來風(fēng)口。

2021年3月，氫能正式被納入“十四五”規(guī)劃綱要草案。

2021年12月，財政部等五部門發(fā)布《關(guān)于啟動新一批燃料電池汽車示范應(yīng)用工作的通知》，河北、河南兩個城市群正式獲批，加上此前首批公布的京津冀、上海和廣東城市群，2022年將有多個城市開展以燃料電池商用車為主體的多元場景商業(yè)化示范。

據(jù)統(tǒng)計，目前，全國有30個省份、150多個城市在其“十四五”規(guī)劃中提及氫能發(fā)展，有50多個城市出臺了地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃。

根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，到2025年全國將建成加氫站超過1000座，推廣氫燃料車超過54000輛。

據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2020》測算，中國氫燃料電池汽車保有量將由2020年的7352輛增長至2025年的10萬輛，至2025年氫燃料電池汽車市場規(guī)模有望達到800億元。

面對前景無限的氫能市場，眾多車企也搶抓機遇進行布局。

目前，廣汽、上汽、長安、紅旗等乘用車車企相繼發(fā)布了自家的氫燃料電池汽車，如廣汽傳祺Aion LX Fuel Cell、上汽MAXUS EUNIQ 7、長安CS75 FCV、紅旗H5 FCVE等；

宇通客車、中通客車、北汽福田、吉利商用車、長城未勢新能源等客卡車車企也都陸續(xù)開發(fā)出了氫燃料電池客車和卡車。

各車企紛紛入局氫能源賽道，加大投入推進氫燃料電池汽車研發(fā)和產(chǎn)品的商業(yè)化，針對氫燃料電池發(fā)動機大功率、長壽命、高可靠性、超低溫的環(huán)境適應(yīng)性等關(guān)鍵核心技術(shù)問題進行攻關(guān)。

“今后5年，政府的支持和引導(dǎo)非常重要，尤其在產(chǎn)業(yè)鏈的聚合、應(yīng)用場景的規(guī)劃等方面。但地方政府也要因地制宜、量力而行、放長線釣大魚，如果急功近利將欲速不達，最后就是一地雞毛。”

中國科學(xué)院院士歐陽明高曾表示，氫燃料電池汽車的關(guān)鍵期是未來5年。

盡管氫能源燃料電池的應(yīng)用還存在著許多障礙，但相信在國家政策的精準(zhǔn)指引下，通過國產(chǎn)車企共同不懈地努力，中國的氫能源汽車事業(yè)一定會走出一條光明大道。