英国公司获多方资助,开展小功率氢燃料电池增程器在轻型电动汽车的应用研究,探索续航提升方案。

同济大学余卓平教授认为,氢能增程式电动车结合双电池优势,能解决续航焦虑,加氢优势明显,前景广阔。

氢燃料电池增程器研究已开启

2025 年 2月18日,据 FuelCellsWorks 消息,Viritech 开启了一项全新研究,旨在探索氢燃料电池增程器(REX)在公路和非公路电动汽车中的潜在应用。

该项目由英国商业和贸易部(DBT)通过先进推进中心(APC)和 Niche Vehicle Network 资助,主要评估开发不高于 5kW 的便携式氢燃料电池增程器,以增加轻型公路和非公路电动汽车续航里程的可行性。

传统电池电动汽车 BEV 面临续航困境

传统的电池电动汽车(BEV)最后一公里送货车辆,在城市和农村环境中常常面临续航里程有限、工作周期具有挑战性的问题。特别是在极端天气条件、拥挤的城市地区和起伏地形等场景下,BEV 的续航能力更是大打折扣。

若增加更大、更强大的电池来解决这些问题,不仅会导致车辆重量增加、有效载荷能力降低,还可能无法满足欧洲对此类车辆的监管要求。

Viritech 的技术突破思路

Viritech 希望通过使用便携式不高于 5kW 的燃料电池,在最大限度减少对重量和有效载荷影响的同时,大幅增加车辆续航里程,进而推广 FC REX 动力系统,为轻型电动汽车市场加速向无排放出现过渡提供支持。

此前,燃料电池作为增程器主要应用于中型到重型商用车。Viritech 却认为,将便携式燃料电池部署为 L-Cat 车辆的增程器,具有巨大的市场潜力,能够拓展其潜在用例和能力。

通过将经过充分验证且成本效益高的便携式燃料电池与车辆现有电池组相结合,Viritech 致力于为小众车辆移动应用开发一种首创且具有商业可行性的零排放解决方案,为燃料电池技术开拓全新市场,加速全球向零排放移动的转变。

中国专家观点:氢能增程式电动车的优势

在国内,同济大学的余卓平教授等专家也对氢能增程式电动车发表了相关言论。余卓平教授指出,氢能增程式电动车结合了氢燃料电池与电池的优势,能够有效解决纯电动车的续航焦虑问题,同时在加氢基础设施逐步完善的情况下,其应用前景十分广阔。

这种技术路线不仅可以降低车辆对充电设施的依赖,而且在加氢速度上具有明显优势,能大幅缩短车辆的能源补充时间,提升运营效率。

从前景来看,随着全球对环保和可持续发展的关注度不断提高,零排放交通工具的需求日益增长。氢燃料电池增程器技术的成熟和应用,将为电动汽车行业带来新的发展机遇,推动整个行业向更加环保、高效的方向发展。

中国车企的积极探索

在中国,越来越多车企参与到这方面的产品开发中。

吉利汽车:旗下远程新能源商用车专注于 “醇氢 + 电动” 技术路线,通过将甲醇作为液态氢基燃料直接替代传统的氢燃料电池系统用于发电供电,有效解决了纯电动汽车在极寒气候条件下续航里程衰减的问题。

同时,吉利控股集团表示,旗下极氪的 “超级电混系统” 在增程模式下可以保证纯电的驾驶体验(具备充电功能),在高速行驶时发动机可以直驱。此外,吉利还在持续投入研发,致力于推出更多更具竞争力的氢能增程式电动汽车产品 ,并在智能化和新能源三电技术方面构建了行业领先的自主核心竞争力。

图2

上汽集团:在氢能技术研发和应用方面持续投入,努力推动氢燃料电池增程器在旗下车型中的应用。2024 年 4月25日,在第十八届北京车展上,荣威 iMAX8 氢燃料增程式混合动力 MPV 惊艳亮相。该车由上汽集团、捷氢科技以及同济大学等组成的 “创新联合体” 共同打造。

长安汽车:增程式技术的坚定支持者,旗下深蓝、长安启源和阿维塔等品牌都已入局增程。长安品牌本身的长安猎手皮卡车型也搭载了长安的 “蓝鲸大增程” 增程技术。长安通过不断优化增程器的性能,提升油电转化效率,降低能耗。

东风汽车:很早就入局增程技术,如东风奕派 007 增程版,搭载了东风马赫动力 1.5L 混动专用发动机,官方称其增程器油电转化效率可达 3.55kWh/L。

比亚迪:比亚迪在动力形式路线上主要走纯电和插混路线,但在高端品牌仰望中使用了增程技术,其首款 SUV 仰望 U8 使用增程式动力,搭载 2.0T 增程器和前后四电机共同组成的动力系统。

小米汽车:在招聘官网上放出了与新能源车增程技术有关的职位,首款搭载增程技术的小米汽车最快可能会在 2025 年首次亮相。

Viritech 与中国氢燃料增程式技术对比

技术原理基本相同

两者技术原理有异曲同工之处:二者都采用了增程式混合动力技术路线。在这种技术架构下,燃料电池都主要承担发电的角色,产生的电能用于驱动车辆电机运转,而非直接参与机械传动驱动车辆。

这就意味着发动机和电机之间没有直接的机械连接,从而减少了能量在传动过程中的损耗,简化了动力系统的结构,提高了系统的可靠性和稳定性。

都符合绿色出行的发展趋势,为降低汽车行业对环境的影响做出贡献。

功率差异,决定了应用场景侧重点不同

燃料电池功率:Viritech 希望使用便携式不高于 5kW 的燃料电池,功率相对较低;而中国以荣威 iMAX8 氢燃料电池汽车为代表,搭载捷氢科技的 130 kW 燃料电池,功率强大。

应用场景侧重:Viritech 的低功率燃料电池方案,更适合轻型公路和非公路电动汽车,如最后一公里送货车辆等。这类车辆行驶里程相对较短,对车辆的重量和有效载荷要求较高,低功率燃料电池可以在增加续航的同时,最大限度减少对车辆重量和有效载荷的影响。

荣威 iMAX8 作为一款 MPV,主要应用于城市客运和家庭出行等场景,较大功率的燃料电池能满足其在不同路况下的动力需求,提供更强劲的动力和更长的续航里程。

优劣分析

Viritech 方案

优势:使用低功率燃料电池,成本相对较低,便于大规模推广应用。同时,由于功率低、体积小、重量轻,对于车辆的空间布局和重量分配影响较小,特别适合对成本和车辆负载有严格要求的轻型车辆应用场景,常见于分布式发电、应急与备用电源等领域用途。

劣势:功率有限,在面对长距离行驶或需要大功率输出的场景时,动力可能不足,无法满足车辆快速行驶或爬坡等需求。续航里程的增加幅度相对有限,对于一些需要长续航的应用场景适应性较差。

荣威 iMAX8 方案

优势:130kW 的大功率燃料电池能提供强劲的动力,无论是在城市道路的频繁启停,还是在高速公路的高速行驶,都能轻松应对,为用户带来良好的驾驶体验。长续航能力也减少了用户的续航焦虑,使其更适合长途出行。

劣势:大功率燃料电池成本较高,这会直接导致车辆价格上升,不利于产品的大规模普及。燃料电池系统体积较大、重量较重,对车辆的空间布局和轻量化设计提出了更高要求,可能会影响车辆的一些性能表现,如操控性和能耗等。