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在商用車行業(yè)，說到氫燃料，更多的人會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提供動力還有另一條技術(shù)路線——氫動力內(nèi)燃機，已經(jīng)成為許多商用車企業(yè)未來發(fā)展的方向。那么，氫燃料和氫動力技術(shù)有什么區(qū)別，它們各自的優(yōu)勢是什么呢？
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在中國，純電動汽車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，如重量、成本、環(huán)境影響和充電時間長。氫燃料電池汽車被稱為近乎完美的汽車能源終極解決方案。學過化學的朋友都知道，氫和氧發(fā)生化學反應，產(chǎn)生能量和水。這也是氫能源汽車的基本工作原理。氫燃料電池汽車依靠氫燃料電池電堆中的氫氣與氧氣發(fā)生電化學反應，產(chǎn)生電能驅(qū)動。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汽車續(xù)航的“充電寶”。
首先，氫具有廣泛來源，是自然界中最常見的元素，是取之不盡、用之不竭的清潔能源。其次，燃料電池電化學燃燒中的產(chǎn)物只有水，不會產(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)動的車輛續(xù)航很容易達到甚至超過現(xiàn)有的燃油汽車。
然而，氫燃料電池的技術(shù)路線在無限光環(huán)背后也有其最致命的弱點，即成本過高。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到99.99%?，F(xiàn)在最常見、最簡單的工業(yè)制氫方法無法滿足這一要求，只能轉(zhuǎn)向價格非常昂貴的PEM和SOEC電解水制氫技術(shù)。另一方面，由于氧氣來自空氣，空氣中的一氧化碳、二氧化碳等氮氧化物會對氫燃料電池的催化層造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，因此對空氣過濾系統(tǒng)的要求會非常高。
基于氫燃料電池技術(shù)路線的這些主要問題目前還不能在商用車上迅速普及。那么還有其他解決辦法嗎？由于氫氣是一種可燃氣體，可以通過內(nèi)燃機自然燃燒，另一種專門研發(fā)氫動力內(nèi)燃機的技術(shù)路線誕生了，對這條路線大家了解的或許并不多。
氫動力發(fā)動機和普通燃油發(fā)動機一樣，有四個沖程：吸氣、壓縮、做功和排氣。由于該技術(shù)用傳統(tǒng)的燃燒反應取代了燃料電池的電化學反應，在燃燒過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)的高成本問題。
此外，值得注意的是，在氫燃料電池驅(qū)動模式下，電動機的扭矩在低速時非常高，但隨著電機轉(zhuǎn)速的增加，反而雙曲減小。而電動機的功率（功率輸出）是一條平線，因為每個電動機都有一個恒定的額定功率，以避免過熱、防止損壞電線絕緣。相比之下，氫氣內(nèi)燃機的扭矩可以隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加而保持不變（特別是對于增壓發(fā)動機），在更高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下有更大的功率輸出。因此，氫氣內(nèi)燃機對于承擔貨物運輸?shù)闹兄匦涂ㄜ囀歉?jīng)濟、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)動機排放不能達到氫氣燃料電池技術(shù)的零排放，但與傳統(tǒng)內(nèi)燃機相比，其污染物類型的排放確實要低很多。除了氫氣發(fā)動機釋放接近零的微量二氧化碳（來自環(huán)境空氣和潤滑油）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，使用先進的燃燒過程和相對簡單的后處理系統(tǒng)，氮氧化物的排放可以減少到接近于零。
氫動力內(nèi)燃機也具有重要優(yōu)勢，可以在原有技術(shù)細節(jié)優(yōu)化的基礎(chǔ)上快速進入市場。因此在未來幾年柴油汽車，特別是中重型柴油車的使用可以逐步減少，其技術(shù)實現(xiàn)難度和成本遠低于氫燃料電池系統(tǒng)。此外，與改變驅(qū)動機構(gòu)相比，內(nèi)燃機已經(jīng)使用了百余年，并得到了成熟服務體系的廣泛支持。堅固耐用的發(fā)動機可以在塵土飛揚的環(huán)境中工作，也可以承受劇烈的振動，有各種規(guī)格和配置。從汽車制造商和團隊運營商的角度來看，轉(zhuǎn)向氫氣發(fā)動機具有更成熟的零部件和技術(shù)體系。
由于這些原因，達夫、曼恩、斯堪尼亞和其他外國商用車制造商正在嘗試開發(fā)氫內(nèi)燃機技術(shù)。但戴姆勒、沃爾沃、依維柯等制造商對氫燃料電池技術(shù)更加看好。而國內(nèi)廠商除了玉柴去年年底發(fā)布了國內(nèi)首臺燃氫發(fā)動機以外，其他主要汽車公司的技術(shù)投入也在氫燃料電池上。因此，企業(yè)之間的觀點差異相對明顯，小編認為，由于氫內(nèi)燃機的排放，它更適合作為一種過渡和補充技術(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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