中国国家知识产权局5月23日发布专利申请信息,其中韩国现代自动车株式会社和起亚株式会社联合申请了一项混合供氢系统和混合供氢方法的发明。

专利信息

公告标题:[发明公布] 混合供氢系统和混合供氢方法

摘要:本发明公开了混合供氢系统和混合供氢方法。根据实施方案的混合供氢系统可以包括:压缩氢供应系统,其配置为储存从外部充氢站供应的压缩氢气,并且选择性地将氢气供应至燃料电池;以及固态氢供应系统,其配置为通过化学氢化物的化学反应产生氢气,并且选择性地将所产生的氢气供应至燃料电池。

铂道综合各方面信息,结合现代汽车申请的燃料电池混合供氢系统专利,认为现代汽车可能在研发一款固态氢+燃料电池动力的汽车,以下是相关技术原理与市场影响解析:

技术原理:双路径协同供氢的创新架构

该系统由压缩氢供应系统和固态氢供应系统构成。

  • 压缩氢系统:采用传统高压储氢技术(如70MPa Ⅳ型瓶),通过外部加氢站快速补充氢气,满足车辆即时用氢需求。
  • 固态氢系统:通过化学氢化物(镁基固态或者钛铁等)的化学反应产氢,例如氢化镁(MgH₂)在加热条件下分解释放氢气,需约300摄氏度以上释放(实验室已降低到200多度)。

固态储氢的核心优势在于:

名称 说明
高安全性固态氢以金属氢化物形式稳定储存,无需高压容器,泄漏风险极低。例如,镁基储氢罐在常温常压下即可稳定工作,即使遭遇外力冲击也不会引发爆炸
高能量密度镁基材料理论储氢密度达 7.6wt%,下线产品已超过5.0wt%,接近70MPa Ⅳ型储氢瓶6.1wt%质量储氢密度,体积减少显著,可显著提升车辆续航能力
灵活供氢固态氢系统可在车内通过余热(如燃料电池废热)触发反应,实现“按需产氢”,尤其适合加氢站覆盖不足的场景

混合系统还可以通过智能控制模块协调两路供氢:日常行驶优先使用压缩氢,快速补充能量;在长途或应急场景下,固态氢系统启动以延长续航。这种设计兼顾了即时性与灵活性,解决了单一储氢技术的局限性。

上汽集团与捷氢科技发布的固态储氢燃料电池MPV

从专利说明看,氢气释放后供应至燃料电池。这个与我国上汽集团与捷氢科技联合开发,并在2025年上海车展亮相的国内首款搭载固态储氢技术的燃料电池MPV技术有相通之处。相比传统70MPa高压储氢,我国发布的这款MPV空间利用率提升了30%。

而且有热管理优化,燃料电池系统(额定功率50kW)与固态储氢装置协同利用放氢过程的热量,兼顾乘员舱采暖和能量效率(转化效率50%)。

扁平化储氢模组嵌入底盘,释放传统高压储氢瓶占用的空间,提升座舱布局灵活性。

固态储氢技术减少精密阀件需求,结合增程式混合动力系统,可以显著降低整车成本。

市场影响:氢能乘用车的破局者

固态储氢技术,有利于氢能汽车进社区。

搭载高压气态氢的汽车一直被一些专家诟病,说在社区和人群中停放不安全。甚至现代汽车也因为NEXO发现氢气设计泄漏隐患,而在美国发布召回通知,同时要求未召回车辆停在开阔处。

而固体储氢汽车的出现,有助于消除公众对氢能汽车安全的忧虑,推动氢能乘用车向个人用户销售。

其他方面,固态储氢和氢燃料电池汽车的结合,还可以降低用户使用成本,改善储运环节,推动材料与装备的技术升级和零部件产业发展,以及帮助建立社区能源系统协同效应,等等。在这里就不细说了。