[现场]阿尔卑斯山脉、中东沙漠都能跑…国产氢燃料卡车平稳行驶的秘诀

by Choi Daeyul

Published 31 Mar.2024 09:00(KST)

Updated 01 Apr.2024 07:28(KST)

open/close

现代汽车南阳研究所全球唯一商用环境风洞室公开
在严寒酷暑环境中一比一模拟实际行驶环境
淬炼高性能电动化技术·实现电池技术自研

公交车和卡车的行驶里程远高于乘用车。非营业用乘用车的日均行驶距离约为31公里，按一年计算大约行驶1.1万公里。像公交车这样的营业用客车，平均行驶距离为每天145公里，一年接近5.3万公里。

卡车等货车的年行驶里程为4.8万公里，用于牵引、救援等用途的特种车辆平均年行驶里程接近5.7万公里。公交车、卡车行驶里程突破100万公里并不罕见。再加上不仅在市区行驶，还经常跑恶劣路况，因此被认为比乘用车更需要重视耐久性。

在现代汽车集团南阳技术研究所商用环境风洞室内进行流动可视化试验。为提升车辆空气动力性能，在风洞内部喷射气体以确认车辆周围的气流。[图片由现代汽车集团提供]

在被视为现代汽车集团研究开发（R&D）核心基地的南阳技术研究所内，设有在商用车开发过程中发挥重要作用的商用车环境风洞室。这是全球范围内仅现代汽车集团一家配备的设施。

针对普通乘用车或内燃机商用车的风洞试验室很多，但同时考虑到环保型商用车而配备设备的场所目前尚不存在。现代汽车生产多种电动公交车型，包括双层巴士和车长达18米的铰接式巴士等。利用氢燃料电池驱动的大型卡车实现量产的，也只有现代汽车。

现代汽车集团商用车燃油效率与可驾驶性试验团队责任研究员 Lee Gangung 表示：“这是全球首个具备开发所有类型车辆系统的商用车专用风洞设施”，“包括照明和电缆在内，试验室内所有设施都按照能够承受氢气爆炸的标准进行安全设计”。

2020年装载于出口欧洲船舶上的现代汽车Xcient氢燃料电动卡车 [图片由现代汽车集团提供]

本月27日，国内外采访团来到该试验室时，里侧一辆大型氢燃料电池卡车“Xcient”正在测功机（电机试验动力计）上行驶。由于商用车需要装载货物，大多为后轮驱动，因此前轮使用美国 BEP 公司制造的专用设备固定。车辆后部则用粗大的铁链锁住。

当天试验室内部被设定为中东地区测试标准温度45度，闷热难耐。内部天花板和侧面安装了照明设备，使光线照射效果接近真实太阳。车内因光照蓄热，温度被称已超过60度。要在美国当地销售，必须通过此类试验。

现代汽车南阳研究所商用风洞试验室。多种照明设备发出的光线产生与阳光相似的效果。现代汽车集团供图

试验室可以进行包括冷却、热害在内的燃油经济性、冷启动、暖风和空调、充放电、动力、模式行驶、尾气排放认证等与实车行驶相关的各项性能试验。温度可在零下40度到60度之间调节，湿度可在5%到95%之间调节。车辆前方可形成时速最高120公里的气流，从而营造与实际行驶状态相近的条件。

这是为了开发能在西伯利亚冬季严寒环境和中东沙漠等地区行驶的车辆而模拟多种环境。现代汽车全球首款量产氢燃料电池卡车自2022年起在高原地形较多的瑞士公路上行驶。该车型已出口或计划出口至美国西部地区和沙特阿拉伯。

该试验室对商用电动车的开发也十分有用。由于电池效率会随温度变化，因此可以检验充放电等各项性能。还可以检查在寒冷或炎热条件下充电效率如何变化。

对于目前尚无明确规定的氢燃料电池卡车油耗测定方法，公司表示，正与韩国能源公团协商利用这一设施。由于天花板连接有氢气供应设备，双方正在讨论采用重量法进行测定的方案。

在电动汽车动力总成试验室内，车载机器人正在控制加速和减速。现代汽车集团提供

在南阳研究所另一侧的电动车动力计试验室，负责开发和评估与电动化车辆行驶性能直接相关的电机和逆变器基础性能。这是将原有动力总成开发组织改编为电动化组织后，在电动化试验中心内新建的设施。

这里反复进行严苛试验。与实路行驶试验相比，可以在更短时间内压缩演示多种情况。一旦出现问题，也能更快找到原因并进行修正。电动化驱动试验3团队责任研究员 Kwak Hocheol 说明称：“从电机单体试验到整车量产，我们按照动力计设备数量分为单轴、双轴和四轴试验，进行综合评估”。

单轴试验处于开发初期阶段，主要目的是开发电机系统性能。双轴试验室在电机和逆变器基础上，追加减速器和驱动轴进行试验，评估整个传动系统效率、标定和冷却等。会得出在产生热量时会产生何种影响、冷却性能应如何设计等结果。

现代汽车研究人员正在商用系统试验栋的测功机消声室内测量公交车制动时产生的噪音。现代汽车集团供图

四轴试验室则布置有整车，用于评估整个传动系统。实际使用的电池被直接用于试验。除了各类试验外，还进行电耗评估等认证相关试验。这里还开展控制电机输出以防过热、将降载现象最小化的研究，以及对竞品车辆进行试验以分析传动系统开发方向等工作。

在此获得的各类数据会与电动车设计、开发相关部门共享，用于验证车辆是否按设计意图发挥性能，并查找性能不足的原因。反过来，也会以试验结果为基础制定今后开发的新车概念和技术战略。

现代汽车集团在高性能电动车领域跻身全球顶尖行列，该试验室也发挥了核心作用。高性能电动车必须考虑在严苛条件下的行驶。这里能够实现包括 IONIQ 5 N 时速260公里最高车速测试在内的极限负载条件。目前正在开发下一代高性能电动车，试验室相关人士透露了这一消息。

电池分析室干燥室全景。由于电池材料对水分极为敏感，实验室内部始终保持干燥状态。现代汽车集团提供

此外，隶属基础材料研究中心的电池分析室，以及可进行300余项试验的商用系统试验栋也在当天向采访团公开。电池分析室通过直接拆解基础单元电芯，对其结构等进行分析，是为实现现代汽车集团推动的电池自有化而配置的设备。据称正在分析将应用于现代汽车和起亚自主开发的下一代电池的新材料。

公司相关人士表示：“在电动车时代，相较于内燃机车，市场准入门槛降低，中国汽车企业如雨后春笋般涌现，市场竞争日益升温”，“在技术水平整体提升的情况下，我们正通过持续大胆的研发历程，从细微差异中争取更大的产品竞争力”。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。