路虎下一代卫士将采用氢能源

这款原型 SUV 将采用一种燃料电池,该电池可产生电力为车辆提供动力。
捷豹路虎

现代电动汽车在美国的道路上终于获得了关注。 特斯拉和其他汽车制造商正在重新定义家庭用车,而 像 Rimac 这样的公司正在制造下一代电池供电的超级跑车。但尽管这项新技术仍处于起步阶段,制造商们仍在寻找汽车动力来源的下一个重大突破。

氢能登场:一种很少用于车辆的燃料来源,它具有电动动力系统的所有优势,同时还能实现超快的加注时间。最新加入的品牌是英国豪华汽车制造商路虎,该公司正在开发其卫士 SUV 的 原型车,该原型车完全由氢驱动。

路虎卫士原型车看起来就像经销商展厅里的任何一款新车。但引擎盖下的东西才是与众不同之处。这款概念车是一款燃料电池电动汽车 (FCEV),这意味着它使用氢来制造电力,然后将电力转化为机械能来驱动车辆的轮子。

氢动力汽车的加注方式几乎与当今道路上的任何其他汽车一样,只是不是去加油站加汽油,而是加注氢气。一个高压车载油箱以气态形式储存氢气,并将其输送到车辆的燃料电池。

真正的“魔力”发生在燃料电池中。储存在油箱中的氢气与大气中的氧气一起被引入燃料电池。氢气会与氧气反应,但燃料电池的设计方式是,必须发生一系列化学反应,氢气才能与氧气形成共价键。这些化学反应会产生电能,而不会像汽油发动机那样产生任何有害的废气。唯一的副产品就是普通的水:H2O。

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产生的电能储存在车载电池中,类似于电动汽车或插电式混合动力汽车中的电池。电动机为车轮提供动力,并通过再生制动回收能量。当电池电量开始下降时,燃料电池会产生额外的电量来补充电量。您永远不必插上电源。

燃料电池电动汽车最大的优势之一是氢的能量密度。这一点——以及快速加注的能力和在严寒温度下最小的续航里程损失——是电池电动汽车的一个主要争议点。能够快速加满油并长时间(在任何温度下)行驶的能力,使其成为卫士原型车等大型、越野能力强的车辆的理想应用场景。

氢燃料电池系统的组成。捷豹路虎

路虎表示,这款 SUV 是作为一项名为 Zeus 项目的内部研究的一部分而建造的。该计划侧重于电动推进的效率,旨在帮助公司了解如何利用这些替代燃料动力系统为下一代在街上行驶的汽车和卡车提供动力。路虎品牌本身有一个雄心勃勃的目标,即到 2036 年实现新车零尾气排放。氢是该品牌为实现这一目标可以考虑的另一种方法。

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事实上,路虎并不是第一个考虑在其产品阵容中推出氢燃料电池电动汽车的品牌:本田有 Clarity,现代汽车有 Nexo,丰田则有长期销售的 Mirai,其百公里油耗当量高达 76 英里。与路虎卫士原型车不同的是,这些车型可以作为全新的当年车型购买。

但氢能面临一个巨大的缺点:公众可用的加气站数量。

根据美国能源部的数据,截至 2021 年 6 月,美国只有区区 49 个氢气加气站。 研究表明,全球约有 584 个氢气加气站,其中一半以上位于亚太地区,而欧洲作为氢气的第二大市场,拥有剩余大约三分之一的加气站。

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路虎认为,到 2030 年,这一数字将飙升至约 10,000 个加气站,氢能将占约 1000 万辆汽车的动力系统。

随着世界向电气化转型,汽车制造商发现消费者希望像给燃油车加油一样快速为他们的车辆充电。目前的电池技术并不能完全满足这一点,所以消费者想要更长的续航里程;问题是增加电池容量会显著增加汽车的价格(和重量)。氢能可以提供良好的续航里程和快速加注的方式——前提是驾驶员能找到氢气站。

这并不意味着您很快就能在自家车道上看到一辆 FCEV 动力的路虎,但未来您也许可以看到。

 

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Rob Stumpf

科技领域特约撰稿人

Rob自2021年以来一直为PopSci报道新兴汽车技术,自2017年初以来一直为该刊物的汽车兄弟出版物The Drive报道汽车新闻。他拥有技术和汽车背景,对未来出行充满热情。


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