分析|三分鐘讀懂燃料電池卡車的燃料電池系統

         日本豐田（Toyota）汽車公司與日野汽車股份有限公司（Hino）簽署協議，聯合研發一款重型燃料電池卡車，并將通過測試驗證等手段，推動該款卡車在全球應用。

卡車作為重型交通工具，為滿足續航，電池在這個領域的應用會有比較大的局限性（增加電池的同時也會增加重量和成本），而燃料電池則可以很好的適應這種重型應用（燃料電池只需要適量增加氫瓶即可）可以預見在不遠的將來，燃料電池卡車將作為燃料電池應用方面重要的推廣對象，它的推廣會大幅改善物流運輸中的碳排放。

小編今天就借著上面看到的兩條新聞對燃料電池卡車的系統做一些解讀。

燃料電池卡車的分類

卡車根據其自身的重量總體分為輕型、中型和重型卡車，對于不同層級的卡車配備的燃料電池電堆功率根據其不同的用途，位于147kW~300kW之間，另外配備有不同容量的動力電池，同樣根據不同的需求與不同的能量管理策略，容量可以從6kW~446kW。

各種燃料電池卡車的燃料電池系統布置之間并沒有太大的區別。某種程度上講，燃料電池卡車有一套通用的布置模板。那么接下來我們就一些比較熱門的燃料電池卡車為例。來講講卡車的燃料電池系統吧。

卡車的燃料電池系統布置

Vision Motor Corp.

首先，讓我們看看，來自Vision Motor Corp. 的燃料電池卡車的燃料電池系統：

可以看到整車的整套系統布置均集中在車頭與頭兩排車輪中間的區域。為了保證卡車需要長距離運輸的需求，整車配備有較多的氫瓶，氫瓶長度的選型基本依據車身的寬度，即氫瓶與車身同寬或略短于車寬。氫瓶整體采用疊摞的形式，且與整車中軸向垂直。

動力電池/BMS分別對稱布置在整車中軸的兩端。燃料電池電堆布置在氫瓶的底部，并且從圖上看與氫瓶共用一個支架。這種設計的集成度較高，但是對支架的設計要求也較高。該車的散熱器放置位置在氫瓶上方，這個放置的位置比較奇怪，很少見到有將散熱器放在這個位置的車輛，小編猜測其放置在這里可能與貨艙的位置有密切關系。

Nikola

接下來看看燃料電池卡車大哥大Nikola，該公司專注于燃料電池卡車研發，在2015年創立了氫能重卡公司，計劃在2020年第二季度借殼上市，備考市值33億美元，目前公司已有Nikola One / Two / Tre。

三款卡車均是燃料電池卡車且燃料電池為主動力源，同時都有動力電池作為輔助動力源。但就外形來看，前兩代外形類似，第三代的外形小編認為沒有前兩代的好看，并且看起來缺少流線形，風阻更大。

其燃料電池系統布置如下圖所示：

從圖中看不出哪里是它的儲氫位置，無法確定其外形是否與常見的氫瓶外形相同。但是根據圖示中能量流的情況，小編認為Nikola的卡車在車頭中軸的兩側對稱布置了儲氫系統。車輛燃料電池電堆位于車頭中部，從前方吸入空氣。車輛的動力由燃料電池產生的電力與動力電池進行互補，來支撐整輛卡車的運行。

其底盤布置如下：

豐田

作為燃料電池乘用車目前的佼佼者，豐田汽車怎么能不考慮在燃料電池卡車領域分一杯羹呢！接下來看看豐田為7-Eleven 做的物流卡車。

外形上沒有任何特別之處，從豐田logo和Fuel Cell Truck可以清晰的識別出是輛燃料電池卡車。

整車組裝時，先將位于車架底部的零部件定位，如電機，然后開始依次組裝電堆與氫瓶。從圖中可以看到該款燃料電池卡車使用的燃料電池電堆與乘用車Mirai的相同，冷卻板與燃料電池電堆采用較為緊湊的相鄰式布置。

氫瓶采用了3個等大小的氫瓶，選擇兩個布置在卡車中軸的兩側，其中一側小編猜測留給空間布置動力電池。

最后在整車完成后，為了保證氫瓶的安全性，采用外部護殼對氫瓶進行保護。

FedEx快遞燃料電池物流車

接下來我們再來看看FedEx快遞燃料電池車。從“快遞”這個功能來說，這款燃料電池卡車應該屬于輕型燃料電池卡車。

讓我們再看看其地盤設計。

這款燃料電池卡車（物流車）的布置與燃料電池乘用車的較為相近，尤其表現在其卡車尾部，兩面分別布置了充電口與加氫口，電堆模塊直接布置在車頭處。這里提到的“額外燃料電池系統”，小編猜測這個空間其實不止會用來增加額外的燃料電池系統，而也可能會用于布置動力電池。從實物圖上看，該款卡車擁有較大的進氣格柵，方便燃料電池電堆冷卻散熱。

現代燃料電池卡車HDC-6

這款燃料電池卡車把卡車的顏值提高到了一個新高度，給外形設計師點贊。

現代這個卡車的資料比較少，小編只能從發布會和一些零散的照片來稍作分析。該車具有非常平滑的流線設計，在中部布置了14個氫瓶？大家有了解的請幫忙修正。從氫瓶的形狀來看，這種氫瓶應該是經過重新設計的，并非直接套用NEXO的氫瓶。

現代的燃料電池卡車采用了氫瓶布置在車頭中部的方案。而其燃料電池系統直接將乘用車Nexo的整套系統移植過來。了解過NEXO的各位應該對這個系統非常眼熟吧。

FEV燃料電池卡車方案

FEV公司做的燃料電池卡車有較詳細的資料，如圖。

可以看到FEV使用了EK的電堆做燃料電池系統。該燃料電池卡車將燃料電池系統集成起來布置在車頭中下方，看起來不是很穩固，而其儲氫系統由在車頭后部疊加的儲氫瓶構成。

總的來說，燃料電池卡車的燃料電池系統有以下幾個特點：

1、氫瓶的布置主要有車頭中部（駕駛艙后部）與卡車中軸兩側布置；

2、燃料電池系統的布置主要以集成布置在底盤為主，也存在根據需求單獨將電堆布置在車頭前部的情況；

3、有燃料電池乘用車開發經驗的廠商可以直接將其開發的燃料電池系統移植到卡車上，只需要調整具體的布置。