如何讓發(fā)動(dòng)機(jī)適配燃料電池系統(tǒng)？小小問(wèn)題讓廠商頭疼
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-06 19:30
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國(guó)際方面，早在2008年，波音公司成功試飛氫燃料電池為動(dòng)力源的一架小型飛機(jī)，這是世界航空史上首次試飛燃料電池飛機(jī)。同年，空中客車公司在一架由德國(guó)宇航中心（ＤＬＲ）擁有的空中客車Ａ３２０試驗(yàn)飛機(jī)上采用無(wú)排放燃料電池系統(tǒng)為飛機(jī)的備用液壓和電力系統(tǒng)提供動(dòng)力，這是燃料電池系統(tǒng)第一次成功應(yīng)用于民用飛機(jī)進(jìn)行飛行測(cè)試。
美國(guó)、加拿大、歐盟等也都在進(jìn)行相關(guān)研制，并已有多次試飛。但已經(jīng)試飛過(guò)的幾乎都是只能搭載2到4人、功率不超過(guò)200千瓦的小型飛機(jī)，前文提及的俄羅斯500千瓦混合動(dòng)力飛機(jī)能夠搭載8人左右，相當(dāng)于小公務(wù)機(jī)型，現(xiàn)在還在計(jì)劃當(dāng)中。
而最著名的燃料電池飛機(jī)，則是2016年9月29日在德國(guó)成功試飛的電-電混合動(dòng)力的HY4。HY4采用雙艙設(shè)計(jì)，巡航速度每小時(shí)165公里，航程可達(dá)1500公里。該項(xiàng)目由斯洛文尼亞蝙蝠飛機(jī)公司（Pipistrel）牽頭實(shí)施，歐盟出資900萬(wàn)歐元支持，德國(guó)航空航天中心、烏爾姆大學(xué)、意大利米蘭理工大學(xué)等多個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與。HY4預(yù)計(jì)在2020年投入市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。
動(dòng)力系統(tǒng)是發(fā)展難點(diǎn)
“混合動(dòng)力飛機(jī)的發(fā)展難點(diǎn)主要是飛機(jī)的心臟——動(dòng)力系統(tǒng)，包括鋰電池和燃料電池都面臨一些技術(shù)瓶頸。”康桂文指出，飛機(jī)既要求足夠的動(dòng)力，還需有很輕的重量。當(dāng)前鋰電池的問(wèn)題就在于能量密度不夠高，導(dǎo)致飛機(jī)超重或者動(dòng)力不足。
“氫燃料電池一方面能量密度不足，同時(shí)還面臨氫儲(chǔ)存難題。”康桂文表示，氫氣的密度很低，現(xiàn)在飛機(jī)上用的儲(chǔ)氫方案主要是高壓氣罐和液體儲(chǔ)存兩種。高壓氣罐的壓力需要達(dá)到35或者70兆帕，氫氣液化則要保持零下250攝氏度的低溫，這些技術(shù)用于飛機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)飛行都有難度。此外，由于電池功率限制，電—電混合動(dòng)力飛機(jī)的飛行速度不高，還滿足不了航空運(yùn)營(yíng)要求。
“就像電動(dòng)車的發(fā)展要兼顧經(jīng)濟(jì)性和里程一樣，現(xiàn)階段的油-電混合是綜合考慮環(huán)保、航程、航時(shí)、經(jīng)濟(jì)的一個(gè)折中型方案。”康桂文認(rèn)為。如果鋰電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破性的發(fā)展，比如能量密度在現(xiàn)有基礎(chǔ)上能夠提高2到3倍，或燃料電池功率提高2-3倍，油—電混合這種折中、過(guò)渡的方案就不需要了，純電動(dòng)或燃料電池飛機(jī)就能夠滿足航空運(yùn)輸。而目前階段電電混合完全無(wú)污染，環(huán)境更友好，也能夠滿足航程要求，正是十分合適的解決方案——這也正好是我國(guó)燃料電池汽車的主要技術(shù)路線。
美國(guó)、加拿大、歐盟等也都在進(jìn)行相關(guān)研制，并已有多次試飛。但已經(jīng)試飛過(guò)的幾乎都是只能搭載2到4人、功率不超過(guò)200千瓦的小型飛機(jī)，前文提及的俄羅斯500千瓦混合動(dòng)力飛機(jī)能夠搭載8人左右，相當(dāng)于小公務(wù)機(jī)型，現(xiàn)在還在計(jì)劃當(dāng)中。
而最著名的燃料電池飛機(jī)，則是2016年9月29日在德國(guó)成功試飛的電-電混合動(dòng)力的HY4。HY4采用雙艙設(shè)計(jì)，巡航速度每小時(shí)165公里，航程可達(dá)1500公里。該項(xiàng)目由斯洛文尼亞蝙蝠飛機(jī)公司（Pipistrel）牽頭實(shí)施，歐盟出資900萬(wàn)歐元支持，德國(guó)航空航天中心、烏爾姆大學(xué)、意大利米蘭理工大學(xué)等多個(gè)研究機(jī)構(gòu)參與。HY4預(yù)計(jì)在2020年投入市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。
動(dòng)力系統(tǒng)是發(fā)展難點(diǎn)
“混合動(dòng)力飛機(jī)的發(fā)展難點(diǎn)主要是飛機(jī)的心臟——動(dòng)力系統(tǒng)，包括鋰電池和燃料電池都面臨一些技術(shù)瓶頸。”康桂文指出，飛機(jī)既要求足夠的動(dòng)力，還需有很輕的重量。當(dāng)前鋰電池的問(wèn)題就在于能量密度不夠高，導(dǎo)致飛機(jī)超重或者動(dòng)力不足。
“氫燃料電池一方面能量密度不足，同時(shí)還面臨氫儲(chǔ)存難題。”康桂文表示，氫氣的密度很低，現(xiàn)在飛機(jī)上用的儲(chǔ)氫方案主要是高壓氣罐和液體儲(chǔ)存兩種。高壓氣罐的壓力需要達(dá)到35或者70兆帕，氫氣液化則要保持零下250攝氏度的低溫，這些技術(shù)用于飛機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)飛行都有難度。此外，由于電池功率限制，電—電混合動(dòng)力飛機(jī)的飛行速度不高，還滿足不了航空運(yùn)營(yíng)要求。
“就像電動(dòng)車的發(fā)展要兼顧經(jīng)濟(jì)性和里程一樣，現(xiàn)階段的油-電混合是綜合考慮環(huán)保、航程、航時(shí)、經(jīng)濟(jì)的一個(gè)折中型方案。”康桂文認(rèn)為。如果鋰電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破性的發(fā)展，比如能量密度在現(xiàn)有基礎(chǔ)上能夠提高2到3倍，或燃料電池功率提高2-3倍，油—電混合這種折中、過(guò)渡的方案就不需要了，純電動(dòng)或燃料電池飛機(jī)就能夠滿足航空運(yùn)輸。而目前階段電電混合完全無(wú)污染，環(huán)境更友好，也能夠滿足航程要求，正是十分合適的解決方案——這也正好是我國(guó)燃料電池汽車的主要技術(shù)路線。
