鉅大LARGE | 點擊量:868次 | 2021年02月16日
氫燃料動力電池與鋰離子電池使用方式有什么不同
氫氣的能量密度比燃油大,比鋰離子電池高上百倍。我們都了解,燃油與氫氣釋放能量都是一個氧化過程,要么是原子量為12的碳被氧化、要么是原子量為1的氫被氧化。汽油柴油都是碳氫化合物,而氫氣只含氫,所以能量密度甚至更高。當然,考慮到比油箱復雜得多的儲氫系統(tǒng),情況會不相同。
加氫與加油都只要三五分鐘。如此一來,車主就不必到處找充電樁,免去充電等待的時間了。當然,加氫站不像加油站到處都是,基礎設施建設是個問題。
如此說來,在續(xù)航與充能方面,氫燃料動力電池車與傳統(tǒng)燃油車,真的很像??!只不過一個是燒油,一個是燒氫。既然這么像,咱們?yōu)樯恫恢苯佑脗鹘y(tǒng)燃油車,還要開發(fā)氫燃料動力電池車呢?答案就是,相關于傳統(tǒng)燃油車,氫燃料動力電池車同時具有節(jié)能減排的新能源車屬性:
減排:氫燃料動力電池的反應方程式非常簡單:氫氣+氧氣→水。不僅沒有氮氧化物這種有毒氣體,就連二氧化碳都沒有?。‘斎?,這一點與電動汽車碳排放的爭議相似,從全生命周期的角度來看,制氫是免不了有碳排放的。目前的主流觀點是:即便是考慮70%的火電,純電動汽車的碳排放還是優(yōu)于燃油車,氫燃料動力電池車則與純電動相當或更好。
可再生能源:相對地柴油汽油,氫能源最大的優(yōu)勢就是可再生。除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫之外,還能通過煤制氫、利用谷電電解水制氫等,全生命周期的能源效率要優(yōu)于汽油柴油。退一萬步講,能源效率還不如汽油柴油,但氫能源作為可再生能源,對石油對外依賴很強的我國、日本來說,依然是很有吸引力的選項。
和電動汽車相比,氫燃料動力電池車續(xù)航足、加氫快;和傳統(tǒng)燃油車比,氫燃料動力電池車又具有節(jié)能減排的屬性。雖然和兩邊比都有優(yōu)勢,但普遍認為燃料動力電池的產(chǎn)業(yè)化進程,要比純電動慢5-10年,原因就在于有幾個待解決的關鍵問題:
車載儲氫技術:要論同樣的重量,氫氣的能量密度不低。然而,汽油柴油在自然條件下就是液體,而氫氣要壓縮成液體,還要保證安全,就要一個挺大的儲氫系統(tǒng)了。目前70兆怕的儲氫系統(tǒng),能量密度才每升800Wh。
燃料動力電池技術:重要是膜電極與空壓機技術。一個是壽命問題,國內(nèi)還只能做到幾千小時耐久,日本豐田已經(jīng)可以做到上萬甚至幾萬小時;另外一個就是供應鏈問題,很多部件還依賴進口,成本大大上升。
加氫站基礎設施建設:純電動汽車目前面對充電不便的基礎設施問題,氫燃料動力電池車也逃不過,甚至更嚴峻。純電動汽車雖然充電慢,但除了超級快充站,在家里、單位里也能慢慢充,勉強可以用。若出行特性比較規(guī)律,甚至還挺方便,畢竟在家充電也省得跑加油站了,用車成本也更低。
氫燃料動力電池車沒辦法在家里加氫,只能依賴于加氫站;而加氫站成本很高,若用戶規(guī)模不起來,那就得持續(xù)虧本運營,這種雞生蛋、蛋生雞的問題就非常難解決。所以普遍認為氫燃料動力電池車應該先應用在商用車上,因為商用車的路線比較規(guī)律,對加氫站數(shù)量的需求就比較小了。
除此之外,當前的工業(yè)副產(chǎn)品氫的純度不夠,在進一步提純之前,無法直接用于氫燃料動力電池系統(tǒng)。
對大多數(shù)人來說,氫燃料動力電池車可能是于2018年第一次進入公眾視野。
有媒體將訪問日本豐田事件過度解讀,說國內(nèi)電動汽車技術路線將改弦更張,幾千億補貼打了水漂之類的,想象力豐富。這種說法,實際上就是將氫燃料動力電池與電動汽車兩個技術路線對立了起來。實際情況是這樣嗎?
氫燃料動力電池發(fā)動機,雖然叫做發(fā)動機,但并不直接輸出扭轉(zhuǎn)。更準確地說,它是一臺發(fā)電機,輸出電能驅(qū)動電機,同時也可以給鋰離子電池充電。
這個結構圖怎么有點似曾相識?對了,這不就是串聯(lián)式混合動力汽車嗎?事實上的確如此,包括豐田Mirai在內(nèi),氫燃料動力電池車都是鋰離子電池+燃料動力電池發(fā)動機的混合體,差別只是誰的成分多一點,誰的少一點罷了
燃料動力電池發(fā)動機功率與電池容量的不同組合
假如電池大一點、可外接充電,那不就成了增程式電動汽車,和李想的理想智造ONE差不多啦?其實,就是差不多,只不過李想的增程式是燒油的,而氫燃料動力電池車的增程器是燒氫氣的,這就是最重要的差別!
所以說,氫燃料動力電池車很多情況下,也是增程式電動汽車。既然二者在技術本質(zhì)上就有如此深的淵源,那么貿(mào)然地將兩個技術路線置于針鋒相對的位置,肯定是不合理的。
理性的觀點應該是,電動汽車路線與氫燃料動力電池技術路線是互補的、相輔相成的。目光長遠的汽車公司,肯定不會把這兩個路線對立起來。就拿豐田來說,別看它現(xiàn)在力推氫燃料動力電池,把專利都免費公開了,心窩子都快掏出來了,但在它的戰(zhàn)略規(guī)劃中,氫燃料動力電池的份額也只是和純電動差不多。