纯电动、燃料电池车在阿尔耶普卢格的冬季测试.doc

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1、纯电动、燃料电池车在阿尔耶普卢格的冬季测试　　现代摩比斯的阿尔耶普卢格测试基地的最高平均温度为-7℃。基地内有一汪冰湖，占地160万平方米，是多种汽车性能的测试场所。　　-BySebastianBlanco　　　　SAE《汽车工程》杂志记者也赶到这里，见证全新Nexo燃料电池版、Kona电动版及现代自主研发的HVAC关键系统的冬季测试。　　瑞典阿尔耶普卢格市距北极圈约57公里。数十年来，这座边远小城已成为了一个热闹的汽车工业中心。自从1973年的第一场冬季测试以来，这座城市已经成为了数十家整车企业和供

2、应商的冬季驻地。这里的冬季平均最高温度约为19°F（-7℃），最低为3°F（-16℃）。每逢冬季，这座小城就成了工程师的天下。　　当地居民将住宅出租给涌进的汽车大军，自己搬到别人家，或是和镇上的亲朋好友一起住露营车，这种临时生活方式是汽车动力绿色化进程必然导致的一个副效应。　　在这些车企中，现代汽车（Hyundai）选择寒冷地带开展测试的动力尤为强烈。现代希望在2025前成为全球环保车辆市场的龙头企业，实现这一目标的关键是发展纯电动车和燃料电池车。而鉴于这两种车型在低温下的独特性能，保证HVAC（暖通

3、空调）系统拥有卓越的低温性能就成为了现代的首要任务。　　阿尔耶普卢格市也就这样成为了现代功能汽车研发部主管GuntherFrank的第二故乡。今年年初，《汽车工程》杂志受邀前往Frank团队的冬季驻地，当时他们正在筹备全新Nexo燃料电池版和Kona电动版的量产。　　　　阿尔耶普卢格的一个温暖的木屋里，工程师们正在检查当天的数据。　　FATC研发　　现代HVAC系统的基础研发主要是在韩国南阳技术研究中心的气候室内完成。然后车辆被运到瑞典，进行场地测试和现场调校。Frank表示，低温测试通常会持续一到两

4、周，接着进行同样时长的高温测试。而常温测试的时间最长，可能需要三到四周，因为FATC（全自动温度控制）系统很难实现常温下的精确调整。　　“不论是从制冷或制热的角度来看，还是就FATC的控制而言，常温情况都要复杂很多，”Frank表示，“当我们在一个小时内从海拔2500米（8202英尺）、气温很低的阿尔卑斯山区开到22-23℃（72-73°F）的山谷，控制器需要感知到温度的变化，并做出反应。”　　现代希望将FATC用于旗下所有车型，无论其采用何种动力类型。其基本构想是，驾驶员设好温度、按下“自动调节”按

5、钮后，再也无需考虑开暖气还是冷气的问题。　　“这当然是最理想的情况，但是人和人之间的差别很大，”Frank说道，“你今天的心情和另一天的心情相比，差别也会很大，我们无法创造出一个适用于所有情况的控制算法。这是一个很好的性能，但是你要确保用户可以修改系统，因为最终一切取决于用户的要求。”　　不过对于在阿尔耶普卢格的Frank团队而言，更重要的挑战在于，如何在没有传统内燃机车辆所产生余热的条件下，获得稳定的热能。现代的全新燃料电池车和纯电动车均使用了高压电子压缩机。和旧版压缩机不同，电子压缩机可以独立运转

6、，无需靠发动机带动，在座舱温度稳定之后可以关闭，进而降低能耗、提升效率。　　由于高压系统无需等暖机后再运转，因此，和内燃机车型相比，它的制热速度更快。“从HVAC的角度看，新型车的情况比过去好太多了，”Frank说道，“如果没有电子制热设备，发动机启动后，座舱制热要花很长的时间。有了高压系统，我们可以让座舱马上变暖。”　　　　上图为Nexo燃料电池电堆，下图为Nexo的空气处理系统。中间带有棱纹的是加湿器/空冷器模块。其右侧中间紫色部分是离心气泵。　　Nexo燃料电池版制热系统　　Nexo是现代计划于

7、2018年推出的第二代燃料电池车型，和上一代途胜燃料电池版相比，Nexo电池堆栈的效率和性能都有了提升，而且所有零部件都经过了重新研发。Nexo的燃料电池系统实现了60%的效率，途胜为55%。此外Nexo还扩大了储氢容量，目前配备三个储氢罐，每罐容量为6.3千克（13.9磅）。这使得Nexo的续航里程在NEDC城市工况下达到了800公里（497英里），在美标工况下超过了370英里（595公里）。　　虽然这些数字都只是初步测试成果，但是Nexo高级工程师SangHoYoon表示，Nexo的续航里程应该比

8、途胜燃料电池版高35%左右，后者的美标测试结果为256英里（426公里）。　　Nexo的驱动和制热都是靠同一种能源，因此研发出一个高效的HVAC系统成为了实现长续航的关键。电堆在冷却时也会产生一些余热供Nexo的HVAC系统使用，这一点和传统内燃机车有些相似，但就整体过程而言，两者的差别还是很大。好消息是这种差别并没有影响Nexo的HVAC系统性能。　　Frank在一个室外温度只有-23℃（-9.4°F）的日子成功证明了Nexo的快速制热性能，这让他很高