关于最近宣布的新能源补贴，大部分焦点都集中在电动汽车的补贴上。但氢燃料电池仍是新能源汽车的重要组成部分，预计通过长期投资，到2025年完成供应链的建立。今天让我们来谈谈沃德的10个最好的现代NEXO氢燃料电池动力系统。

沃德十大现代NEXO氢燃料电池动力系统

什么是氢燃料电池

让我们从氢燃料电池开始。燃料电池是一种能量转换装置，它将燃料的电化学能量转化为电能。它是一种像电池一样的电化学发电装置，所以被称为燃料电池。相应的以氢为燃料的燃料电池是氢燃料电池。它可以理解为水电对氢和氧的逆反应。所以这个过程是干净高效的。因为它不受42%左右的热效率限制的传统发动机使用卡诺循环。氢燃料电池的效率可以轻松达到60%以上。

氢燃料电池示意图

氢燃料电池的工作原理是通过燃料电池正极的催化剂(铂)将氢气分解成电子和氢离子(质子)。其中质子通过质子交换膜到达负极，与氧反应生成水和热。相应的电子从正极流过外电路到负极产生电。

例如，现代NEXO氢燃料电池由400个燃料电池组成，产生120千瓦的能量。同时，由于燃料电池的电池数量远远多于锂电池，并且由于电化学反应容易出现负电压，对电池管理系统提出了特别高的要求。

氢燃料电池是如何工作的

氢燃料电池的工作原理可分为以下五个步骤：

1. 储氢罐为前面的燃料电池提供气体

2. 与空气中的氧气混合

3.燃料电池中的氢和氧通过电化学反应产生电能

4. 将电能传递给动力电机，产生动能

5. 电化学反应产生水蒸气和热量，通过排气管排出

氢燃料电池汽车现代NEXO系统组成

氢燃料电池汽车现代NEXO系统组成

氢燃料电池汽车现代NEXO采用了质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术。该系统由一个燃料电池组、一个41.1加仑(157L)的氢气罐、一个1.56千瓦时的动力电池、一个动力控制单元和一个动力电机组成。最大输出功率可达135kW。由于每个燃料电池的输出电压只有0.6~0.7V，所以需要与直流升压变换器和动力电池配合使用。使电压能匹配650V的高压，带动动力电机。同时，与动力电池需要电池管理系统BMS类似，燃料电池也需要精确监控管理系统FCMS，能够根据放电状态快速调整反应参数。为了储存氢气，一般采用70MPa高压液氢罐。

氢燃料电池汽车现代NEXO剖面图

韩国的现代汽车正专注于氢燃料电池汽车。氢燃料电池汽车NEXO的价格降至40万韩元。这仍然很贵，但这是常态。目前，现代NEXO在韩国获得补贴后的售价已达到20万元人民币。这表明，韩国对燃料电池技术的重视，使NEXO燃料电池车型的全球年销量达到4000辆，远远领先于其他燃料电池车型。

现代NEXO的前舱氢燃料电池系统

现代NEXO氢燃料电池汽车的部分展示中，燃料电池系统和配套的动力马达、动力控制装置位于前舱。燃料电池系统由燃料电池堆、热管理系统、空气处理系统和燃料处理系统组成。燃料处理系统将氢气从油箱输送到燃料电池堆。空气处理系统以适当的压力和体积将空气输送到燃料电池堆。热管理系统控制进入燃料电池堆的流量和温度。燃料电池堆是氢和氧产生电力的电化学反应的核心。

现代NEXO燃料电池系统

因为氢是已知密度最小的气体，氢气罐需要高压来增加氢的储存量。因此，NEXO在后座下方使用了三个70MPa高压液氢罐。这种特殊的设计有助于NEXO在不影响后座和后备箱空间的情况下增加储氢量。与此同时，氢的原子量非常小，因此需要出色的储罐设计来防止泄漏。NEXO的储罐由内到外由降低渗透性的垫片、抗压力的结构层、抗冲击的保护层、吸收振动的圆顶保护层、防火层、高强度、低腐蚀的喷嘴组成。

燃料电池高压储罐外形图

事实上，韩国现代的燃料电池系统经历了快速的迭代，NEXO燃料电池系统使用三个13.8加仑的油箱来储存6.33公斤的氢气，而第一代途胜燃料电池系统使用的27.2加仑和9.8加仑的油箱可以储存5.63公斤的氢气。不仅减少了油箱的体积和重量，而且在不影响后备箱空间的情况下增加了储氢量。储氢罐的设计已成为燃料电池汽车设计的重点。

现代第一代与第二代燃料电池系统比较

综上所述，氢燃料电池汽车因其清洁、高效的特点而受到广泛关注。但仍有许多挑战需要解决。一是降低了关键部件质子交换膜的成本。另一方面，高压储氢罐和加氢站的设计需要推广。希望今天对现代NEXO燃料电池动力总成的介绍能帮助大家了解氢燃料电池新能源汽车。