編者按:氫能源汽車是用氫氣做動力源的汽車,目前氫能源汽車分為氫燃料電池汽車和氫內(nèi)燃機(jī)汽車。純電動汽車是在汽車安裝一塊可充電的電池,依靠電池放電來維持電動汽車的續(xù)航里程。未來需要加大在以超級電容電池為代表的物理電池的研發(fā)力度,爭取早日實現(xiàn)技術(shù)突破。
目前,日本在大力發(fā)展氫能源汽車,而我國則在大力發(fā)展純電動汽車,那么氫能源和純電動究竟哪個才代表未來新能源汽車發(fā)展的方向哪?今天小編就來幫大家分析一下。
豐田氫能源汽車
氫能源汽車顧名思義就是用氫氣做動力源的汽車。目前氫能源汽車主要有兩大類,一種稱為氫燃料電池汽車,另外一種稱為氫內(nèi)燃機(jī)汽車。氫燃料電池汽車,是利用氫氧反應(yīng)產(chǎn)生電能,電流驅(qū)動馬達(dá)轉(zhuǎn)動,馬達(dá)經(jīng)過變速帶動車輛向前行駛的汽車。而氫內(nèi)燃機(jī)汽車則和傳統(tǒng)的汽車有些相似,只不過將汽油換為氫氣罷了。當(dāng)然,具體的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)是有所不同的。 日本豐田公司于2014年12月15日發(fā)布了旗下的氫能源量產(chǎn)車——MIRAI,但由于技術(shù)、設(shè)備等問題,這款所謂的“量產(chǎn)車”一年僅有700輛的產(chǎn)量。目前日本在氫能源汽車上主要在發(fā)展氫燃料電池汽車。
目前全世界氫能源汽車發(fā)展存在著三大技術(shù)難題:第一、大量廉價氫氣的獲取問題。傳統(tǒng)的電解法在生產(chǎn)效率和成本上,顯然不具有解決這一問題的可能性。第二、氫氣的儲存問題。目前采用高壓鋼瓶、氫氣液化、氫金屬等幾種方式來實現(xiàn),其中高壓鋼瓶為主流方式。第三、氫氣在汽車內(nèi)的供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題。對于這三項技術(shù)其實技術(shù)門檻并不高,難就難在成本的問題。例如氫燃料電池、氫加氣站、氫氣的采集成本現(xiàn)在都非常非常的高。氫燃料電池汽車的成本也是不菲。以MIRAI為例,其售價高達(dá)46萬人民幣。盡管如此,日本政府還是非??春脷淠茉催@一方向的。對于氫能源汽車、加氣站,日本政府都給于大力的補(bǔ)貼。就我國而言,政府也出臺了相關(guān)鼓勵氫能源汽車發(fā)展的措施,但從目前新能源汽車的技術(shù)大方向來看,純電動還是大家關(guān)注的主要方向。
比亞迪純電動汽車——唐
純電動顧名思義就是在汽車上內(nèi)置一塊可充電的電池,依靠電池存儲的能量來維持汽車一定的續(xù)航里程。目前新能源汽車銷量還遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)燃油車,主要的技術(shù)困境在于電池技術(shù)。電池技術(shù)發(fā)展100多年來,并沒有什么太大的突破。如果勉強(qiáng)找個突破,那就是鋰電池的出現(xiàn)了。鋰電池直接將蓄電池的能量密度提高了七、八倍,使純電動汽車的續(xù)航焦慮問題得到一定程度的緩解。但鋰電池本身有很多的技術(shù)問題:例如撞擊安全性問題、過窄的溫度適應(yīng)范圍問題,以及高昂的成本問題?,F(xiàn)在市面上的新能源汽車普遍采用鋰電池供電,一輛汽車有一半的成本在電池上。另外充電速度慢也是困擾純電動汽車發(fā)展的大問題。
上海世博會上使用的超級電容大巴
那么是不是這樣就意味著純電動汽車與氫燃料汽車相比沒有優(yōu)勢了哪?非也!純電動汽車面臨的技術(shù)問題只是暫時的,技術(shù)的突破只是時間的問題。鑒于鉛酸電池、鋰電池等傳統(tǒng)的化學(xué)電池技術(shù)在百年內(nèi)都沒有太大突破的事實,小編認(rèn)為以超級電容電池為代表的物理電池才是我們應(yīng)重點突破的方向。超級電容電池天生具有化學(xué)電池?zé)o法企及的優(yōu)勢,主要有:一、幾萬甚至幾十萬次的充放電次數(shù),秒殺傳統(tǒng)的化學(xué)電池。我們?nèi)粘I钪锌赡軙l(fā)現(xiàn),剛買不到一年的筆記本,電池基本上不能用了。剛騎了一年的電瓶車,充一次電就只能行駛之前一半的距離了,這是為什么哪?這是傳統(tǒng)化學(xué)電池有限的充放電次數(shù)和電池的記憶性導(dǎo)致的。而采用超級電容電池則完全不會被上述問題困擾,因為超級電池作為物理電池,內(nèi)部沒有電解液,不存在記憶性問題,充放電一次對電池內(nèi)部部件的影響也非常小,可以重復(fù)充放電幾萬次甚至幾十萬次。如果用在車輛上,假設(shè)每天充電一次的話,理論上可以連續(xù)使用超過一百年以上,且一百年后的充放電能力幾乎沒有衰減。二、獨特的大電流充放電能力。傳統(tǒng)的化學(xué)電池如果發(fā)生短路與電流過大,電池溫度就會迅速升高,甚至發(fā)生爆炸。而超級電容電池卻具有大電流充放電的能力,且不會發(fā)生爆炸。這是由電容本身的結(jié)構(gòu)特性所決定的。依靠這個特性,超級電容電池可以實現(xiàn)幾百安培、甚至幾萬安培的超大電流充電,電池的充電時間將接近甚至快于給油箱加油的時間。此外,超級電容電池由于沒有電解液,電池重量也較輕,且被撞擊或被破壞后不會發(fā)生危險或液體腐蝕現(xiàn)象。讀到這里有人會問了:超級電容電池這么好,怎么大家都不用哪?原因有兩個:一、能力密度不高。盡管可以實現(xiàn)大電流放電,但是與鋰電池等化學(xué)電池相比,超級電容電池的能源密度還是太低了。無法滿足用電器長時間工作;二、成本過高。超級電容電池的制造工藝復(fù)雜,導(dǎo)致電池成本居高不下。但是隨著納米技術(shù)、石墨烯技術(shù)等技術(shù)的出現(xiàn),超級電容電池的能量密度有望實現(xiàn)大幅度的提高,大規(guī)模量產(chǎn)之后電池的成本也將大幅下降。所以超級電容電池才是代表未來方向的電池技術(shù)。如果有一天超級電容電池的能力密度可以比肩鋰電池,而其成本降低到鉛酸電池的程度,那純電動汽車的春天將會悄然而至。到那時氫燃料電池技術(shù)將毫無優(yōu)勢可言。
我國某科研機(jī)構(gòu)研發(fā)的百萬法拉超級電容電池
此外,氫燃料電池是依靠氫氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放電能,其能量來源過于單一。氫氣的制備、存儲在成本上都難以在短時間出現(xiàn)大的突破。而反觀純電動汽車領(lǐng)域,電池技術(shù)尤其是以超級電容電池為代表的物理電池技術(shù)的重大突破則指日可待。且純電動汽車的能量來源多樣,風(fēng)能、水能、太陽能都有可能成為其充電能源,其技術(shù)的適用性更廣,未來的潛力巨大。因此,加大在以超級電容電池為代表的物理電池的研發(fā)力度,爭取早日實現(xiàn)技術(shù)突破,是我們占領(lǐng)未來新能源汽車制高點的重中之重。
原標(biāo)題:氫能源、純電動,哪個才是未來新能源汽車發(fā)展的主流?