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現(xiàn)代NEXO燃料電池系統(tǒng)大揭秘

2019-09-02 10:07:26·  來(lái)源：燃料電池干貨  
　
截止2019年6月，現(xiàn)代旗下NEXO燃料電池汽車全球銷量已達(dá)2495輛。作為韓國(guó)推行燃料電池代表之作，NEXO集盲點(diǎn)影像監(jiān)控、ADAS系統(tǒng)功能(自動(dòng)泊車、車道追蹤輔助等)和
截止2019年6月，現(xiàn)代旗下NEXO燃料電池汽車全球銷量已達(dá)2495輛。作為韓國(guó)推行燃料電池代表之作，NEXO集盲點(diǎn)影像監(jiān)控、ADAS系統(tǒng)功能(自動(dòng)泊車、車道追蹤輔助等)和氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)等眾多科技于一身。其燃料電池系統(tǒng)效率60%，NEDC城市工況續(xù)航800 km，電堆功率密度3.1 kW/L，-30 ℃低溫啟動(dòng)。本文分享現(xiàn)代NEXO燃料電池系統(tǒng)及其部分關(guān)鍵零部件。
 
業(yè)界共識(shí)，韓國(guó)推動(dòng)燃料電池產(chǎn)業(yè)化力度不遜于日本。8月27日，韓國(guó)青瓦臺(tái)通過(guò)新聞發(fā)布會(huì)表示，總統(tǒng)文在演選擇NEXO為總統(tǒng)專車，并于當(dāng)天下午進(jìn)行試乘，以表明最大努力促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。上一次“總統(tǒng)”試駕事件發(fā)生在2015年1月，日本安倍晉三在其首相官邸駕駛豐田Mirai。
 
韓國(guó)總統(tǒng)文在演試乘NEXO
 
為向公眾全方位展示現(xiàn)代汽車在氫能應(yīng)用、未來(lái)氫社會(huì)推進(jìn)與建設(shè)上所做的努力和成果，韓國(guó)現(xiàn)代在中國(guó)上海搭建了國(guó)內(nèi)首個(gè)氫愿景館—現(xiàn)代氫世界。此外，現(xiàn)代汽車公司表示愿意向全球其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手出售和開(kāi)放其氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，以刺激燃料電池技術(shù)應(yīng)用，并且今年確定在華首個(gè)氫燃料電池整車項(xiàng)目落戶四川。
 
NEXO燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)模
 
NEXO燃料電池BOP由空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)組成，如下圖所示?？諝夤┙o系統(tǒng)的主要零部件有濾清器、空壓機(jī)、加濕器、空氣截止閥和背壓閥等；氫氣供給系統(tǒng)的主要零部件有氫氣截止閥、氫氣供給閥、引射器、吹掃閥、脫水器和排水閥等組成；熱管理系統(tǒng)的主要零部件有散熱器(風(fēng)扇)、四向閥、PTC加熱器、水泵、COD加熱器和雙向閥等組成。
 
NEXO燃料電池系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
 
NEXO燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度1
NEXO燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度2
 
熱管理系統(tǒng)

NEXO的全新熱管理系統(tǒng)采用了雙向閥門和四向閥門，改善電堆制冷劑溫度控制的響應(yīng)性。NEXO燃料電池暖機(jī)(電堆加熱)循環(huán)如下：1.COD(陰極氧消耗)加熱電堆制冷劑；2.PTC加熱器提供主要熱能；3.伴隨制冷劑溫度升高，PTC加熱器功率下降，達(dá)到節(jié)能效果；4.當(dāng)制冷劑加熱器溫度足夠提供熱量后，關(guān)閉PTC加熱器。
 
熱管理系統(tǒng)局構(gòu)示意
 
由于NEXO采用新技術(shù)開(kāi)發(fā)燃料電池系統(tǒng)，使其在-30℃時(shí)只需花費(fèi)30秒便可反應(yīng)生電，在此期間車輛行駛所需要的電能，通過(guò)車載的高壓電池組來(lái)提供。電池組容量1.56kW·h，比第一代FCEV車型所用的鋰電池組大64%。
熱管理系統(tǒng)局部結(jié)構(gòu)
 
車內(nèi)搭載的3.7 kW Air Side PTC(正溫度系數(shù))熱敏電阻也是快速制熱的一大功臣。要加熱燃料電池車的座艙，第一步是加熱電堆的冷卻系統(tǒng)。然后，PTC就會(huì)開(kāi)始為NEXO的座艙快速提供熱量。電堆溫度升高后，余熱產(chǎn)生，PTC的功率下降。據(jù)現(xiàn)代汽車公司工程師透露，在瑞士低溫環(huán)境測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)PTC功率可以一直降到零。這也是是首次在燃料電池電動(dòng)汽車上使用四向閥，可以有效改善NEXO的冷啟動(dòng)性能。
 
燃料電池堆

NEXO燃料電池堆單體節(jié)數(shù)為440片，電壓范圍為255~450V，峰值輸出功率為95kW(上一代ix35 FCEV峰值功率100kW)。高壓電池組輸出功率為40kW，燃料電池系統(tǒng)的總輸出功率為135kW(95kW+40kW)。
 
現(xiàn)代NEXO燃料電池系統(tǒng)大揭秘
NEXO雙電堆結(jié)構(gòu)
 
現(xiàn)代摩比斯(Hyundai Mobis)為NEXO提供了燃料電池組的核心部件膜電極，其中質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層分別由戈?duì)柡蚐GL供貨。韓國(guó)浦項(xiàng)(Posco)公司在與現(xiàn)代鋼鐵(Hyundai Hysco)公司爭(zhēng)奪現(xiàn)代汽車公司燃料電池雙極板供應(yīng)商名單中取得先機(jī)，前者已正式為韓國(guó)現(xiàn)代汽車公司旗下NEXO燃料電池汽車供應(yīng)不銹鋼無(wú)涂層3D多孔雙極板基材。有關(guān)浦項(xiàng)無(wú)涂層3D多孔雙極板詳細(xì)情況，可參考『燃料電池干貨』推出的不銹鋼3D多孔雙極板無(wú)涂層？現(xiàn)代NEXO燃料電池汽車神了。
現(xiàn)代NEXO燃料電池系統(tǒng)大揭秘1 
NEXO無(wú)涂層Poss470FC不銹鋼雙極板(浦項(xiàng)公布)
 
空氣供給系統(tǒng)

NEXO是一輛行走的空氣凈化裝置，其對(duì)PM2.5、可吸入顆粒物的凈化率可達(dá)99%以上，10萬(wàn)輛NEXO行駛60分鐘可以凈化供400萬(wàn)人一小時(shí)呼吸的空氣。
 
NEXO空氣供應(yīng)系統(tǒng)
 
現(xiàn)代NEXO空氣供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與國(guó)內(nèi)主流形式基本一致。其中，空氣截止閥控制燃料電池進(jìn)/出口通道，為現(xiàn)代Kefico制造(背壓閥也由Kefico代工)。注意，空進(jìn)閥和空出閥集成為一個(gè)零部件，工作電壓8~16V，工作溫度-40℃~105℃，開(kāi)啟時(shí)間小于1.3s，關(guān)閉時(shí)間小于2s。
 
NEXO空氣供應(yīng)系統(tǒng)流向示意
 
NEXO燃料電池系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
 
此外，加濕器和中冷器集成為一體。PE冷卻劑依次流入空壓機(jī)和加濕器單元，對(duì)上述部件散熱。
 
空氣截止閥
 
氫氣供給系統(tǒng)

NEXO氫氣供給系統(tǒng)中，氫氣進(jìn)堆壓力范圍為1.05-2.1 bar。NEXO燃料電池氫氣循環(huán)方式變成了引射器模式，取代了Tucson燃料電池汽車上的循環(huán)泵+引射器方法。
 
NEXO氫氣供應(yīng)系統(tǒng)
 
 
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