大众燃料电池堆栈
大众的燃料电池是由300片相互独立的“电池”一个挨着一个组成的堆栈,类似多米诺骨牌一样排列。每一片都有一个独立的聚合物薄膜与两片的铂金催化剂板。在PEM燃料电池中,氢气被输往阳极,在那里裂解成质子和电子。质子通过薄膜结构与氧气产生化学反应结合成水蒸气,与此同时电子则被薄膜所隔离并通过阳极传到出去形成了电力,这便是燃料电池工作的基本原理。取决于能耗负载的不同,每一片电池都能产生0.6~0.8V的电压,整个电池堆栈就能一共输出约230~360V的电压。
Golf SportWagen HyMotion结构图
大众集团负责燃料电池研发的乌尔里希·哈根伯格博士称,燃料电池最大的劲敌实际上是长续航的纯电动车,目前还没法确定究竟哪种技术更适合大规模普及。
对于新能源的技术路线选择以及车型平台的选择,折射出大众集团的最明显的意图,那就是将模块化平台的潜力发挥到极致,比如大众用了MQB平台和奥迪用了MLB平台。这样设计的终极目标是实现大众集团高层理想的超级柔性生产——同一辆车在同一个生产线上能够生产处汽油型、柴油型、天然气型、插电式混合动力型、纯电动型以及最新的燃料电池型号。
除了基本的结构之外,燃料电池堆栈还需要一个涡轮增压器来强制输送空气进入电池中、一个用来循环多余氢气以提高利用效率的风扇和一个冷却用的泵。这些组建都由电力驱动并且直接从燃料电池堆栈中取电。
燃料电池组外部还有一个额外的冷却循环系统,用来冷却燃料电池。一个热交换器和一个自动调节的电加热器用来充当暖风系统。燃料电池工作温度在80摄氏度,对冷却系统要求比内燃机严格一些,但是能量利用效率却高达60%,是内燃机的两倍!冷启动性能也不错,可以保证在零下28摄氏度正常工作。