在原理上,這三款車除了驅(qū)動方式以外采用的動力單元結(jié)構(gòu)都是基本一致的,所以我們選取其中一款車作為主要解析對象。
◆ 關(guān)于燃料電池
實(shí)際上大眾的燃料電池并不只是一整塊電池,而是由300片相互獨(dú)立的“電池”一個挨著一個組成的堆棧,其與特斯拉的那塊由眾多電池組成的整套供電系統(tǒng)類似,每一片電池都 能產(chǎn)生0.6~0.8V的電壓,整個電池堆棧就能一共輸出約230~360V的電壓。除了基本的結(jié)構(gòu)之外,燃料電池堆棧還需要一個渦輪增壓器來強(qiáng)制輸送空氣進(jìn)入電池中、一個用來循環(huán)多余氫氣以提高利用效率的風(fēng)扇和一個冷卻用的泵。這些組建都由電力驅(qū)動并且直接從燃料電池堆棧中取電。
◆ 底盤結(jié)構(gòu)與普通汽車有很大不同
大眾(奧迪)氫燃料電池車的底盤與普通版本的車型有很大的不同,由于需要?dú)錃鈦頌槿剂想姵靥峁┤剂?,因此普通車型扁扁的油箱被高壓氫罐所代替,為了保證續(xù)航里程,氫罐的數(shù)量為四個,可以儲存接近5kg的氫氣。而普通車輛發(fā)動機(jī)艙的位置則被燃料電池堆棧和電動機(jī)所代替,根據(jù)車型的不同,帕薩特和高爾夫旅行版在前軸上布置有電動機(jī),而奧迪A7為四輪驅(qū)動,前后軸均有電動機(jī)分布。
燃料電池組外部還有一個額外的冷卻循環(huán)系統(tǒng),用來冷卻燃料電池。一個熱交換器和一個自動調(diào)節(jié)的電加熱器用來充當(dāng)暖風(fēng)系統(tǒng)。燃料電池工作溫度在80攝氏度,對冷卻系統(tǒng) 要求比內(nèi)燃機(jī)嚴(yán)格一些,但是能量利用效率卻高達(dá)60%,是內(nèi)燃機(jī)的兩倍!冷啟動性能也不錯,可以保證在零下28攝氏度正常工作。
值得一提的是,由于燃料電池并不具備電能儲存的能力,因此大眾燃料電池汽在車輛的后部還加入了動力電池(8.8千瓦時的鋰電池組),這塊電池可以儲存一部分電能,并且這部分電能足以讓車輛持續(xù)形式五十公里左右,此時燃料電池并不需要介入,而在車輛急加速的時候,燃料電池提供的電能和這塊動力電池提供的電能可以同時作用在電動機(jī)上,為車輛提供充足的扭矩。另外,這塊電池還可以通過動能回收和外部充電補(bǔ)充電能,進(jìn)一步提升了續(xù)航里程。
◆ 關(guān)于續(xù)航里程
續(xù)航里程是新能源車面臨的最具挑戰(zhàn)性的一個問題,特斯拉能取得如此大的成功,很大的一個原因要?dú)w功于其超過300km的超長續(xù)航里程。在這個方面,燃料電池汽車相比傳統(tǒng)的電動汽車還是擁有不小的優(yōu)勢。大眾集團(tuán)此次發(fā)布的三款車型全部都配備了四個儲氫罐,這四個罐內(nèi)壓力超過700個大氣壓的儲氫罐一共可以儲存大約5kg的氫氣,在全燃料電池模式下,車輛行駛100公里大約需要1公斤的氫氣,因此理論上講,大眾集團(tuán)的這三款氫燃料電池汽車的續(xù)航里程都可以達(dá)到500公里左右。
◆ 性能水平并不差
奧迪A7 Sportback h-tron quattro的前后軸各布置了一個電動機(jī),形成了前后雙電機(jī)的類似特斯拉P85D的“四驅(qū)”結(jié)構(gòu)。每個電機(jī)都有85千瓦的功率和270牛米的峰值扭矩,這樣的組合搭配一共可提供170千瓦的功率輸出,并且由于雙電機(jī)無需機(jī)械傳動的結(jié)構(gòu)優(yōu) 勢,quattro成了e-quattro,扭矩輸出控制電子無極調(diào)節(jié),是傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)根本無法實(shí)現(xiàn)的。這臺A7 Sportback h-tron quattro只需7.9秒就能夠完成靜止到100公里/小時的加速,最高車速180公里/小時。