氢能源汽车的 “加油” 体验:加氢站多久能加满一辆车?

在全球汽车行业向清洁能源转型的浪潮中,氢能源汽车凭借其零排放、续航长等显著优势,逐渐成为人们关注的焦点。然而,与传统燃油车加油或电动车充电类似,氢能源汽车的加氢时间,是消费者极为关心的关键问题,它直接影响着车辆的使用便捷性与普及前景。那么,在加氢站究竟需要多久才能加满一辆氢能源汽车呢?这背后又涉及哪些复杂因素?让我们深入探究。

氢能源汽车的 “加油” 体验:加氢站多久能加满一辆车?-有驾
加氢站

加氢站的工作原理与流程

要了解加氢时间,首先需明晰加氢站的工作原理与运作流程。加氢站是专门为氢能源汽车提供氢气补给的能源站点,其核心任务是将氢气安全、高效地加注到车辆的储氢系统中。目前,多数加氢站采用外供氢模式,即通过长管拖车将压缩氢气从制氢厂运输至加氢站。这些氢气在常温下被压缩至约 20MPa 的压力,运输到加氢站后,第一步是通过卸气柱将长管拖车内的氢气转移至站内的氢气压缩机。

氢气压缩机可谓加氢站的 “动力心脏”,它的作用是进一步提升氢气压力,以满足车辆储氢罐的加注要求。常见的氢能源汽车储氢罐压力有 35MPa 和 70MPa 两种标准,压缩机需将 20MPa 的氢气增压至相应压力水平。经过压缩的高压氢气,随后被输送至高压储氢罐组进行储存,这些储氢罐犹如加氢站的 “能量仓库”,时刻储备着足量氢气,等待为车辆 “加油”。

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加氢

当氢能源汽车驶入加氢站,工作人员会将加氢枪与车辆的加氢接口紧密连接,此时,储存在高压储氢罐组中的氢气,便通过加氢机,按照精确的压力与流量控制,缓缓注入车辆的储氢罐内。加氢机宛如一位精准的 “能量输送官”,不仅要确保氢气加注过程的安全平稳,还需根据车辆储氢罐的实时压力、温度等参数,动态调整加注速率,以实现高效、安全的加注操作。整个加氢过程看似简单,实则涉及高压氢气的储存、运输、压缩以及精密的加注控制等多个复杂环节,任何一个环节出现问题,都可能影响加氢时间与效果。

影响加氢时间的关键因素

车辆类型与储氢罐容量

不同类型的氢能源汽车,其加氢时间存在显著差异,而这首要归因于车辆的储氢需求不同。一般来说,乘用车的储氢罐容量相对较小,例如现代 NEXO,其储氢罐可容纳约 6.33kg 氢气,在设备运行良好的情况下,通常 3 - 5 分钟即可完成加氢。这是因为乘用车主要用于日常通勤与短途出行,较小的储氢量配合快速加氢速度,能满足用户便捷出行的需求,使加氢体验近乎传统燃油车加油。

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加氢站

相比之下,商用车由于行驶里程长、负载大,对氢气的储存量要求更高。以氢燃料电池城市客车为例,其储氢罐容量一般在 10 - 30kg 左右,加氢时间通常在 10 - 15 分钟。如在溧水区投入运营的首座商业加氢站,为氢能源公交车加注约 13kg 氢气,整个过程不到 10 分钟,注满氢气后公交车续航近 400 公里。而重型卡车的储氢需求更为庞大,部分车型储氢量可达 80kg 甚至更高,这使得加氢时间大幅延长。例如,一些气氢重卡,在多数加氢站实际加氢速率较低,每次加氢耗时近 40 分钟才能满足 1000 公里的行驶需求。不过,随着技术进步,液氢重卡的出现显著改善了这一状况,理论上液氢重卡 10 分钟内即可完成加注,大大提升了重型运输领域的加氢效率。

加氢站设备性能与技术水平

加氢站自身的设备性能与技术水平,对加氢时间起着决定性作用。先进的加氢站配备高性能的氢气压缩机与精准的加氢机控制系统,能够实现更快的氢气压缩速度与更稳定、高效的加注流量。例如,中国石化黄石石油的大冶东综合能源站,采用了先进的三线取气技术,攻克了多台加氢机多枪同时加注、加注升温快等难题,其加注速度最高可达 7.2Kg/min,在这样的设备条件下,加满一辆氢能公交只需 10 分钟左右,极大提高了加氢效率。

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氢气运输

反之,若加氢站设备老化、技术落后,氢气压缩机功率不足,无法快速将氢气增压至所需压力,或者加氢机流量控制不稳定,频繁出现流量波动甚至中断,都会导致加氢时间延长。此外,加氢站的高压储氢罐组容量与压力维持能力也至关重要。若储氢罐组容量有限,在连续为多辆汽车加氢后,压力迅速下降,后续车辆加氢时就需要等待压缩机再次对储氢罐进行补压,这无疑会增加整体加氢时长。

加氢压力与加注策略

加氢压力是影响加氢时间的直接因素之一。目前市场上氢能源汽车主要采用 35MPa 和 70MPa 两种加氢压力标准。一般而言,在相同储氢罐容量与设备条件下,70MPa 高压加氢系统能够实现更快的加氢速度。因为更高的压力差意味着氢气在单位时间内能够以更大流量流入车辆储氢罐。例如,标致 e - EXPERT 氢燃料电池商用车在 700bar(约 70MPa)压力下,最多 3 分钟就能完成加氢,展现出高压加氢在提升加注效率方面的优势。

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氢气运输

同时,加氢站所采用的加注策略也会对加氢时间产生影响。一些加氢站为确保加氢过程的安全性与稳定性,采用分级加注策略。即先以较低压力和流量开始加注,待车辆储氢罐压力逐步上升,接近目标压力时,再适当提高压力与流量。这种策略虽然能有效避免因初始加注压力过高,导致储氢罐温度急剧上升等安全风险,但不可避免地会使整体加氢时间有所延长。而另一些加氢站在经过严格安全评估与技术保障的前提下,采用恒压恒流加注策略,在确保安全的同时,尽可能缩短加氢时间,但这对设备性能与安全监测系统提出了更高要求。

实际加氢时间案例分析

乘用车加氢体验

在乘用车领域,众多品牌的氢能源车型已展现出出色的加氢效率。现代 NEXO 作为氢能源乘用车的代表之一,在全球多个地区的加氢站进行加氢时,普遍能在 3 - 5 分钟内完成操作。这一快速加氢特性,使得 NEXO 用户在日常出行中,几乎无需为加氢等待过长时间,极大提升了使用便利性,与传统燃油车加油体验相当。同样,宝马与丰田联手打造的氢能源汽车,以及本田 CLARITY、丰田 Mirai 等车型,加氢时间大多也在 3 - 5 分钟区间。国内品牌如上汽大通 FCV80,仅需 3 分钟即可加满氢气,为消费者带来高效的能源补给体验。

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氢能源机车

商用车加氢实例

对于商用车,不同类型车辆加氢时间各有特点。在城市公共交通方面,多地氢能源公交车加氢时间表现良好。在大兴区某加氢站,兴 40 路公交车司机表示,其驾驶的氢能公交车加氢速度极快,不到 10 分钟就能加满,续航可达 400 公里。溧水区首座商业加氢站投入运营后,为当地氢能源公交车加注约 13kg 氢气,用时不到 10 分钟,注满后车辆可满足日常城市公交线路的运营需求。

在物流与货运领域,情况则较为复杂。以山东港口渤海湾港潍坊港区为例,一辆总重 4.5 吨的氢燃料电池重卡,加满 32 公斤氢气需 12 - 15 分钟,可行驶 240 - 260 公里。然而,部分气氢重卡由于加氢站设备限制,实际加氢速率远低于理论值,每次加氢耗时近 40 分钟才能满足长距离运输需求。不过,随着液氢重卡技术的发展,这一局面正逐步改善。液氢重卡凭借更高的加注速度,理论上 10 分钟内即可完成加注,为物流运输行业的高效运转提供了新的可能。

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氢能源电动单车

与其他能源补给方式对比

相较于传统燃油车加油,氢能源汽车在加氢时间上已具备较强竞争力。通常情况下,传统燃油车加油时间在 2 - 5 分钟,而氢能源乘用车加氢时间大多也能控制在 3 - 5 分钟,两者相差无几。在一些加氢设备先进、运行流畅的站点,氢能源汽车加氢甚至比燃油车加油更快,极大地提升了用户的能源补给体验。

与纯电动车充电相比,氢能源汽车加氢时间优势则更为明显。纯电动车充电时间因充电方式不同而差异巨大。使用家用 220V 慢充,充满电往往需要 6 - 12 小时甚至更长,即使使用功率较高的直流快充,如特斯拉超级充电站,通常也需要 1 小时以上才能将电池电量从较低水平充至较高比例。而氢能源汽车,无论乘用车还是商用车,加氢时间最长一般不超过 40 分钟,多数在 15 分钟以内,这种快速补给能源的特性,有效解决了纯电动车用户常面临的 “里程焦虑” 问题,为用户提供了更为高效、便捷的出行保障。

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氢燃料电池系统展示

氢能源汽车在加氢站的加氢时间,受车辆类型、加氢站设备技术、加氢压力与策略等多种因素综合影响。当前,部分氢能源汽车已实现与传统燃油车加油相近的快速加氢体验,尤其是在乘用车领域,3 - 5 分钟的加氢时间已较为常见。在商用车领域,虽然不同车型加氢时间差异较大,但随着技术的不断进步,如液氢重卡技术的应用,加氢效率也在逐步提升。与纯电动车相比,氢能源汽车加氢时间优势显著,为其在未来交通领域的广泛应用奠定了坚实基础。然而,要实现氢能源汽车的大规模普及,还需进一步优化加氢站建设,提升设备性能与技术水平,降低建设与运营成本,从而缩短加氢时间,提高加氢服务的覆盖范围与质量,让氢能源汽车真正成为大众出行的可靠选择。

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