獲得2011年必比登新能源車大賽第三名的上海牌氫燃料電池車在柏林勃蘭登堡門(mén)前參加展示
按照節(jié)能減排的路線圖，零排放，資源幾乎沒(méi)有窮盡的氫能源，被作為節(jié)能減排的終極方案。到目前，氫能源車從技術(shù)上說(shuō)，已經(jīng)獲得成功，但是大規(guī)模的商業(yè)化運(yùn)行，基礎(chǔ)設(shè)施支撐，還有很長(zhǎng)的路要走。
氫動(dòng)力“重新定義汽車”
170年前，英國(guó)物理學(xué)家格魯夫爵士，第一次成功地實(shí)現(xiàn)了電解的逆反應(yīng)并產(chǎn)生了電流。這正是今天氫燃料電池的基本原理。格魯夫也許想不到，他的發(fā)現(xiàn)在幾代人之后是用于太空旅行和汽車新能源的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
氫動(dòng)力車，以其氫資源在地球上最為豐厚，排放污染為零，而成為實(shí)力最強(qiáng)的一批世界汽車大廠商極力攻占的技術(shù)制高點(diǎn)。奔馳和通用在氫燃料電池車的研發(fā)上下了大工夫。
早在1997年7月，在斯圖加特奔馳研發(fā)中心的院子里，我看到奔馳剛剛開(kāi)發(fā)出的第一代氫燃料電池車。當(dāng)時(shí)的燃料電池體積還很大。那是一輛類似國(guó)產(chǎn)金杯大小的面包車奔馳MB100，除了前排駕駛座，車廂全部被巨大的燃料電池組所占滿。
在新世紀(jì)的頭十年，我也目睹并且試駕過(guò)美國(guó)通用三代氫燃料電池車。
2000年10月，第一代通用氫燃料電池車“氫動(dòng)一號(hào)”來(lái)到中國(guó)，在北京交通部試車場(chǎng)向中國(guó)汽車業(yè)和科技界進(jìn)行展示。它以歐寶賽飛利為基礎(chǔ)，方向盤(pán)、剎車、離合器、儀表盤(pán)一應(yīng)俱全。介紹氫燃料電池原理時(shí)，陳祖濤前輩拉我坐在會(huì)場(chǎng)前排。
簡(jiǎn)單說(shuō)，燃料電池是由極板夾著極薄的電解膜構(gòu)成，電解膜兩側(cè)覆有鉑層，構(gòu)成電池的正負(fù)兩極。在電解膜一側(cè)的陽(yáng)極上，氫氣被鉑催化劑分解為電子和質(zhì)子。質(zhì)子可以穿過(guò)電解膜，與空氣中的氧生成水霧排出；電子則統(tǒng)統(tǒng)被電解膜攔下，集中起來(lái)生成電。電流儲(chǔ)存下來(lái)，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。
我最難忘的體驗(yàn)，是2003年7月在底特律附近的米爾福德試車場(chǎng)駕駛通用第二代氫動(dòng)力概念車Hy-wire。從嚴(yán)格意義上說(shuō)，Hy-wire甚至比一架直升機(jī)與傳統(tǒng)汽車的差異還大。
通用推出Hy-wire成為全球汽車業(yè)公認(rèn)的一次革命性突破。它不但使用了氫動(dòng)力，而且摒棄了傳統(tǒng)汽車上必不可少的方向盤(pán)、變速箱、傳動(dòng)軸等傳統(tǒng)部件，實(shí)行了電腦產(chǎn)品類似的“線傳”控制，開(kāi)車完全改變了今天的方式。“氫動(dòng)力＋線傳”，使Hy-wire真正成為“重新定義”的汽車。
陽(yáng)光下的Hy-wire閃著銀光，大小如同一輛流線型豪華轎車。Hy-wire的氫燃料電池、電動(dòng)機(jī)和線傳系統(tǒng)都藏在車的底層，上層就完全成為乘坐空間，坐進(jìn)車?yán)铮按安Ａб恢毖由斓侥_前，空空蕩蕩的車頭和座艙連成一體。坐在車上有一種坐在玻璃閣樓里的寬暢和通透感。
Hy-wire最吸引人的地方是沒(méi)有方向盤(pán)，只有一個(gè)如同游戲機(jī)用的雙握手柄。操控之便捷超乎想象，握住手柄輕輕向外翻，起步，加速；向內(nèi)收，則減速，剎車。左右轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，即可自如轉(zhuǎn)向。雙握手柄中間的攝像屏幕即后視鏡，車后情景一目了然。沒(méi)有油門(mén)，也沒(méi)有制動(dòng)踏板，雙腳得到徹底解放。
試車跑道呈圓形，用紅色雪糕桶樁標(biāo)出弧線，我駕車有意貼近雪糕桶，以測(cè)試操控的準(zhǔn)確度，的確得心應(yīng)手，而且有一種車隨心動(dòng)的駕駛快感。Hy-wire在行駛中幾乎沒(méi)有噪聲，勉強(qiáng)可以聽(tīng)見(jiàn)電動(dòng)機(jī)輕盈的哼唱，流暢得如同輕舟無(wú)聲地劃過(guò)水面。
Hy-wire喝的是液態(tài)的氫。在車門(mén)下有個(gè)像筆記本電腦的電源插口的輸入孔，直徑兩三厘米，通用的技術(shù)專家告訴我，那就是加氫的接口。氫在燃料電池中與空氣中的氧結(jié)合，產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，形成Hy-wire行進(jìn)的動(dòng)力，如果說(shuō)有什么排放物的話，那就是純凈而霧化的水。
作為概念車，Hy-wire價(jià)格不菲，但是通用汽車公司負(fù)責(zé)研發(fā)的副總裁2003年自豪地宣稱：“我們正在努力，使燃料電池車在十年后成為人們買得起的轎車，并能行駛在大街小巷和高速公路上。”通用汽車對(duì)氫燃料電池車商業(yè)化的目標(biāo)是：批量生產(chǎn)，售價(jià)合理，能夠盈利。在2010年之后成為第一家售出100萬(wàn)輛燃料電池車的公司。當(dāng)時(shí)美國(guó)總統(tǒng)布什對(duì)氫動(dòng)力車十分關(guān)注，政府部門(mén)也作出了建設(shè)多處加氫站的規(guī)劃。
兩年之后，通用汽車能源動(dòng)力高科技全球巡展來(lái)到上海，其中最引人注目的是第三代氫動(dòng)力燃料電池車雪佛蘭Sequel。比“Hy-wire”概念車，我說(shuō)它走了一條復(fù)古路線，更加像一輛普通的SUV。它的動(dòng)力系統(tǒng)由燃料電池與3個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)鋰電池組成，具有類噴氣式加速特點(diǎn)和全輪驅(qū)動(dòng)；它繼承了“線傳”的理念，制動(dòng)、操控和避震的底盤(pán)全都一改機(jī)械系統(tǒng)為電子控制，這些技術(shù)都裝配在底盤(pán)之下，提供了穩(wěn)定的低重心。眾多創(chuàng)新科技結(jié)合使這款車成了世界上第一臺(tái)一次加氫可持續(xù)行程480公里的氫動(dòng)力車。同時(shí)，由于大量機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為由軟件控制的電氣系統(tǒng)，與傳統(tǒng)汽車相比，雪佛蘭Sequel只有十分之一的運(yùn)動(dòng)部件。
比起外形、操控和傳統(tǒng)汽車已經(jīng)完全不同的“Hy-wire”，雪佛蘭Sequel不但有了品牌，而且從外形到車內(nèi)的配置都和傳統(tǒng)轎車有一種密切的傳承，人們?cè)谲嚴(yán)镉謺?huì)看到熟悉的一切盡管眼睛看不到的地方發(fā)生了顛覆性的改變，雪佛蘭Sequel的確使氫動(dòng)力燃料電池車邁出了從概念車向量產(chǎn)車型的關(guān)鍵一步。
悲喜氫能源
然而令人遺憾的是，在傳統(tǒng)汽車還占據(jù)絕對(duì)主流的今天，氫動(dòng)力車的推進(jìn)有些超前，研發(fā)的投入巨大，外部支撐條件尚不具備。2008年開(kāi)始的金融海嘯，令通用汽車的資金鏈斷裂，最終破產(chǎn)重組。加上新總統(tǒng)奧巴馬對(duì)新能源車的興趣點(diǎn)轉(zhuǎn)向
電動(dòng)車，接近曙光的氫動(dòng)力車功敗垂成。
可喜的是通用汽車在2010年春宣布：將重拾氫燃料電池車的開(kāi)發(fā)，并最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的目標(biāo)。在加州舉行的一次發(fā)布會(huì)上，通用全球動(dòng)力總成系統(tǒng)執(zhí)行總裁Freese表示：在公司最困難的時(shí)候，我們也沒(méi)有放棄燃料電池技術(shù)。盡管政府的資助已經(jīng)從氫燃料電池車轉(zhuǎn)到鋰電池車上，但是在2015年前，通用將推出用于零售的氫能源車。
最早進(jìn)入氫動(dòng)力研發(fā)的奔馳，在2009年推出奔馳F-CELL。這款奔馳B級(jí)車據(jù)稱是全球第一款量產(chǎn)的氫燃料電池車。
2011年上海國(guó)際車展期間，F(xiàn)-CELL跨越四大洲的“125天環(huán)游世界”示范車隊(duì)剛好到達(dá)上海。在世博展區(qū)寬闊的街道上，我興致盎然地試駕了這款奔馳最新氫燃料電池車。安靜、平順、提速快是我最大的感受。它使用的最新氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輸出功率100千瓦，續(xù)航里程可達(dá)400公里，而每次充滿燃料只需3分鐘。首批約200輛B級(jí)燃料電池汽車于2010年在歐美上市。
豐田、本田、大眾也開(kāi)始加入氫燃料電池車研制的行列。德國(guó)和日本已經(jīng)宣布了建設(shè)1000座加氫站的計(jì)劃。
中國(guó)氫能源車，進(jìn)入第一方陣
在中國(guó)，從2006年起，燃料電池車也有可喜進(jìn)展。在從奧迪公司歸來(lái)的萬(wàn)鋼教授主持下，上海同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院從自主研制的氫燃料電池車“超越1號(hào)”起步，走了一條獨(dú)辟蹊徑的技術(shù)路線。2008年奧運(yùn)會(huì)上，同濟(jì)大學(xué)與大眾聯(lián)合研制的20輛帕薩特領(lǐng)馭氫燃料電池車已經(jīng)露面，其后還被送到美國(guó)底特律國(guó)際車展亮相，并在加州進(jìn)行路試。有專家評(píng)介說(shuō)，在全球氫能源車的研發(fā)方面，中國(guó)在第一方陣已經(jīng)占有一席之地。
盡管燃料電池車日漸成熟，但是受技術(shù)、成本和基礎(chǔ)設(shè)施的制約，普及起來(lái)尚待時(shí)日。同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院院長(zhǎng)余卓平介紹說(shuō)，我們的燃料電池車一次加氫可以跑300公里，百公里加速15秒，性能和汽油車很接近了。在工程技術(shù)方面，比如儲(chǔ)氫技術(shù)和國(guó)外還有差距。通用的儲(chǔ)氫罐的壓力是780帕，我們是350帕；因此行程短一些。但是我們率先在氫動(dòng)力車上嫁接了混合動(dòng)力技術(shù)，使氫動(dòng)力車的效率有效提高。另外隨著氫燃料電池技術(shù)日益完善，鉑金屬的用量下降，燃料電池的成本越來(lái)越低，到2015年，中國(guó)的氫動(dòng)力車也將接近商業(yè)化。
余卓平教授談到氫來(lái)源的多元化，他舉例說(shuō)，氫比電池的儲(chǔ)能密度高。太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電的電力存儲(chǔ)是一個(gè)難題，一個(gè)解決辦法就是用來(lái)電解水，制氫氣。他還告訴我，在上海進(jìn)行燃料電池車示范的時(shí)候，用的是工業(yè)副產(chǎn)氫氣。上海有龐大的
鋼鐵產(chǎn)業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)中有大量氫氣副產(chǎn)品。他作了一個(gè)統(tǒng)計(jì)，如果把上海工業(yè)的副產(chǎn)氫氣拿來(lái)給燃料電池汽車使用的話，大概可以支撐40萬(wàn)輛汽車。工業(yè)副產(chǎn)氫氣一公斤35元，1.1公斤氫氣可以跑100公里，比較一下，已經(jīng)比汽油便宜了。在上海發(fā)展燃料電池車，氫氣資源就是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。
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