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在商用車(chē)行業(yè)，說(shuō)到氫燃料，更多的人會(huì)想到氫燃料電池技術(shù)。但也許很多人不知道氫燃料為汽車(chē)提供動(dòng)力還有另一條技術(shù)路線——?dú)鋭?dòng)力內(nèi)燃機(jī)，已經(jīng)成為許多商用車(chē)企業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。那么，氫燃料和氫動(dòng)力技術(shù)有什么區(qū)別，它們各自的優(yōu)勢(shì)是什么呢？
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在中國(guó)，純電動(dòng)汽車(chē)是最主流的新能源技術(shù)路線。然而，鋰電池也存在一些弱點(diǎn)，如重量、成本、環(huán)境影響和充電時(shí)間長(zhǎng)。氫燃料電池汽車(chē)被稱(chēng)為近乎完美的汽車(chē)能源終極解決方案。學(xué)過(guò)化學(xué)的朋友都知道，氫和氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生能量和水。這也是氫能源汽車(chē)的基本工作原理。氫燃料電池汽車(chē)依靠氫燃料電池電堆中的氫氣與氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)。氫燃料電池本質(zhì)上是一種發(fā)電裝置，已成為原有鋰離子電池電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航的“充電寶”。
首先，氫具有廣泛來(lái)源，是自然界中最常見(jiàn)的元素，是取之不盡、用之不竭的清潔能源。其次，燃料電池電化學(xué)燃燒中的產(chǎn)物只有水，不會(huì)產(chǎn)生任何溫室氣體二氧化碳。最后，氫的能量密度很高，氫的能量密度是汽油的3倍，鋰電池的150倍，高能量密度驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛續(xù)航很容易達(dá)到甚至超過(guò)現(xiàn)有的燃油汽車(chē)。
然而，氫燃料電池的技術(shù)路線在無(wú)限光環(huán)背后也有其最致命的弱點(diǎn)，即成本過(guò)高。一方面，由于氫燃料電池內(nèi)質(zhì)子交換膜的催化層比較嬌貴，在燃料電池電堆中，鉑需要作為催化劑，即比黃金更稀有的鉑金。如此嬌貴的催化層要求氫氣純度達(dá)到99.99%。現(xiàn)在最常見(jiàn)、最簡(jiǎn)單的工業(yè)制氫方法無(wú)法滿足這一要求，只能轉(zhuǎn)向價(jià)格非常昂貴的PEM和SOEC電解水制氫技術(shù)。另一方面，由于氧氣來(lái)自空氣，空氣中的一氧化碳、二氧化碳等氮氧化物會(huì)對(duì)氫燃料電池的催化層造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，因此對(duì)空氣過(guò)濾系統(tǒng)的要求會(huì)非常高。
基于氫燃料電池技術(shù)路線的這些主要問(wèn)題目前還不能在商用車(chē)上迅速普及。那么還有其他解決辦法嗎？由于氫氣是一種可燃?xì)怏w，可以通過(guò)內(nèi)燃機(jī)自然燃燒，另一種專(zhuān)門(mén)研發(fā)氫動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)路線誕生了，對(duì)這條路線大家了解的或許并不多。
氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)和普通燃油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，有四個(gè)沖程：吸氣、壓縮、做功和排氣。由于該技術(shù)用傳統(tǒng)的燃燒反應(yīng)取代了燃料電池的電化學(xué)反應(yīng)，在燃燒過(guò)程中不需要如此高純度的氫氣和高純度的氧氣，這在很大程度上解決了燃料電池技術(shù)的高成本問(wèn)題。
此外，值得注意的是，在氫燃料電池驅(qū)動(dòng)模式下，電動(dòng)機(jī)的扭矩在低速時(shí)非常高，但隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，反而雙曲減小。而電動(dòng)機(jī)的功率（功率輸出）是一條平線，因?yàn)槊總€(gè)電動(dòng)機(jī)都有一個(gè)恒定的額定功率，以避免過(guò)熱、防止損壞電線絕緣。相比之下，氫氣內(nèi)燃機(jī)的扭矩可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而保持不變（特別是對(duì)于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)），在更高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下有更大的功率輸出。因此，氫氣內(nèi)燃機(jī)對(duì)于承擔(dān)貨物運(yùn)輸?shù)闹兄匦涂ㄜ?chē)是更經(jīng)濟(jì)、更有效的選擇。
在污染物排放技術(shù)處理方面，雖然氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)排放不能達(dá)到氫氣燃料電池技術(shù)的零排放，但與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，其污染物類(lèi)型的排放確實(shí)要低很多。除了氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)釋放接近零的微量二氧化碳（來(lái)自環(huán)境空氣和潤(rùn)滑油）外，氮氧化物是氫氣燃燒潛在副產(chǎn)品的唯一重要污染物。然而，使用先進(jìn)的燃燒過(guò)程和相對(duì)簡(jiǎn)單的后處理系統(tǒng)，氮氧化物的排放可以減少到接近于零。
氫動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)也具有重要優(yōu)勢(shì)，可以在原有技術(shù)細(xì)節(jié)優(yōu)化的基礎(chǔ)上快速進(jìn)入市場(chǎng)。因此在未來(lái)幾年柴油汽車(chē)，特別是中重型柴油車(chē)的使用可以逐步減少，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度和成本遠(yuǎn)低于氫燃料電池系統(tǒng)。此外，與改變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)使用了百余年，并得到了成熟服務(wù)體系的廣泛支持。堅(jiān)固耐用的發(fā)動(dòng)機(jī)可以在塵土飛揚(yáng)的環(huán)境中工作，也可以承受劇烈的振動(dòng)，有各種規(guī)格和配置。從汽車(chē)制造商和團(tuán)隊(duì)運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)看，轉(zhuǎn)向氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)具有更成熟的零部件和技術(shù)體系。
由于這些原因，達(dá)夫、曼恩、斯堪尼亞和其他外國(guó)商用車(chē)制造商正在嘗試開(kāi)發(fā)氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)。但戴姆勒、沃爾沃、依維柯等制造商對(duì)氫燃料電池技術(shù)更加看好。而國(guó)內(nèi)廠商除了玉柴去年年底發(fā)布了國(guó)內(nèi)首臺(tái)燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)以外，其他主要汽車(chē)公司的技術(shù)投入也在氫燃料電池上。因此，企業(yè)之間的觀點(diǎn)差異相對(duì)明顯，小編認(rèn)為，由于氫內(nèi)燃機(jī)的排放，它更適合作為一種過(guò)渡和補(bǔ)充技術(shù)。那么，你如何看待這兩種技術(shù)的發(fā)展前景呢？
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