鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:495次 | 2022年09月17日
燃料動(dòng)力鋰電池VS純電動(dòng)誰會(huì)是新能源一哥
現(xiàn)如今,新能源汽車已經(jīng)成為一種未來趨勢(shì)這已是不爭(zhēng)的事實(shí),各大車企都在不遺余力的追趕潮流讓人不禁感嘆道,清潔能源真的到了黃金時(shí)代。不過在新能源內(nèi)部,“幫派斗爭(zhēng)”已經(jīng)初現(xiàn)端倪,燃料動(dòng)力鋰電池(Fuelcell)和純電動(dòng)的戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)開始,那今天就讓我們簡(jiǎn)單分析一下,燃料動(dòng)力鋰電池or純電動(dòng)誰才是未來新能源領(lǐng)域的一哥?
一、燃料動(dòng)力鋰電池“風(fēng)流史”:
說起燃料動(dòng)力鋰電池,我想大部分人對(duì)它并不是特別熟悉,因?yàn)槿剂蟿?dòng)力鋰電池在實(shí)際生活中的應(yīng)用并不廣泛,但假如談起燃料動(dòng)力鋰電池的歷史,它算是非常久遠(yuǎn)。在1838年,燃料動(dòng)力鋰電池的原理就由德國化學(xué)家克里斯提安?弗里德里希?尚班(ChristianFriedrichSch?nbein)提出,而在隨后,英國物理學(xué)家威廉葛洛夫基于尚班的理論,對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池的原理進(jìn)行了驗(yàn)證,并在1842年將燃料動(dòng)力鋰電池設(shè)計(jì)草圖登刊發(fā)表,引起了科技界的討論。
其實(shí)燃料動(dòng)力鋰電池的概念誕生很早,只是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)限制,直到近些年它才逐步進(jìn)入民眾視線。(圖為燃料動(dòng)力鋰電池演示模型)
早先的燃料動(dòng)力鋰電池體積都相當(dāng)巨大,并且運(yùn)用領(lǐng)域也局限于、等高頂端行業(yè)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
既然理論得到了充分驗(yàn)證,那燃料動(dòng)力鋰電池的首次應(yīng)用是在美國的雙子星計(jì)劃中,而在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用則要追溯到1991年。在上世紀(jì)90年代初,羅杰比林期(RogerBillings)發(fā)明出世界上首個(gè)應(yīng)用于汽車的氫燃料動(dòng)力鋰電池,而在1994年得益于質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池在技術(shù)上的突破,奔馳生產(chǎn)出第一代燃料動(dòng)力鋰電池汽車necar1,從此各家車企紛紛投入到燃料動(dòng)力鋰電池的研發(fā)當(dāng)中,開創(chuàng)出一股風(fēng)潮?,F(xiàn)在奔馳的GLCF-CELL、豐田的Mirai(未來)無疑是燃料動(dòng)力鋰電池汽車界中的代表車型。
得益于質(zhì)子交換膜在技術(shù)上的進(jìn)步,在1991年奔馳生產(chǎn)出第一代燃料動(dòng)力鋰電池汽車necar1,而在今天奔馳也制造出最新燃料動(dòng)力鋰電池汽車GLCF-CELL。
在奔馳之后,各大車企紛紛投入到燃料動(dòng)力鋰電池的研發(fā)之中,現(xiàn)在豐田的Mirai(未來)無疑是燃料動(dòng)力鋰電池汽車界的代表人物。
二、燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)原理,你就當(dāng)看得懂:
其實(shí)燃料動(dòng)力鋰電池的技術(shù)原理并不復(fù)雜,簡(jiǎn)單言之,它就是通過氧化還原反應(yīng),將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)。假如將蓄電池比喻為蓄能站,那燃料動(dòng)力鋰電池?zé)o疑就是發(fā)電站,只要有源源不斷的燃料,那化學(xué)反應(yīng)就不會(huì)停止,這樣的優(yōu)勢(shì)無疑就在于它可以為設(shè)備供應(yīng)出穩(wěn)定不間斷地電力,直至燃料耗盡。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
其實(shí)燃料動(dòng)力鋰電池的技術(shù)原理并不復(fù)雜,簡(jiǎn)單來講就是通過氧化還原反應(yīng),將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)。
燃料動(dòng)力鋰電池可以為汽車供應(yīng)出穩(wěn)定不間斷地電力輸出,這就是它最為明顯的優(yōu)勢(shì)之一。
目前燃料動(dòng)力鋰電池的種類有許多,但工作原理都大致相同。在汽車領(lǐng)域使用的燃料動(dòng)力鋰電池大多為質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池,因?yàn)檫@種電池具有發(fā)電效率高、輸出比功率高、使用壽命長(zhǎng)、噪音低等特點(diǎn),所以它成為燃料動(dòng)力鋰電池中的主流選擇并不稀奇。并且質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池在實(shí)際中的表現(xiàn)也完全可以滿足汽車廠商的要求,這才是它存在的最大意義。
質(zhì)子傳導(dǎo)燃料動(dòng)力鋰電池示意圖
質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池在實(shí)際中的表現(xiàn)可圈可點(diǎn),所以它成為了汽車廠商的不二選擇。
除去發(fā)電效率,質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池在結(jié)構(gòu)上也較為簡(jiǎn)單,電極(Electrode)、電解質(zhì)隔膜(ElectrolyteMembrane)、集電器就是它的重要構(gòu)成。所以它想在技術(shù)上有所突破,其相有關(guān)技術(shù)復(fù)雜的燃料動(dòng)力鋰電池而言可能更加容易,這也是為何汽車廠商選擇它的一個(gè)重要原因。
汽車廠商所追求的燃料動(dòng)力鋰電池必然是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本可控的,它們最終的目的僅僅只是盈利罷了。
三、燃料動(dòng)力鋰電池有何優(yōu)勢(shì)?
假如我們先拋開燃料動(dòng)力鋰電池的技術(shù)難題不談,我相信它的優(yōu)勢(shì)還是相當(dāng)明顯的。咱們且不說燃料動(dòng)力鋰電池汽車的續(xù)航里程相較于純電動(dòng)汽車要高出不少,僅僅就是“氫”動(dòng)力這一項(xiàng)就足以領(lǐng)先內(nèi)燃機(jī)和純電動(dòng),畢竟氫作為世界上最豐富的元素,又作為可再生能源,無疑是燃料的最佳選擇。
氫氣作為世界上最豐富的元素,又作為可再生能源,無疑是汽車燃料中最佳的選擇。
并且在這個(gè)環(huán)保至上的年代,氫的能量轉(zhuǎn)化效率超過了50%,且排放物只有水,這無疑就是零污染的典范。
燃料動(dòng)力鋰電池汽車所排放出的產(chǎn)物只有水,這絕對(duì)算是零污染的典范。
其實(shí)燃料動(dòng)力鋰電池的優(yōu)勢(shì)還有很多,但大部分人有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池的接受程度并不高,這可能是由于它的商用計(jì)劃一直不順利,并且安全方面被人所擔(dān)心的緣故吧。不過隨著豐田Mirai、HondaFCVConcept、現(xiàn)代ix35FuelCell等車型的頻繁亮相,大家有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池汽車有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
其實(shí)燃料動(dòng)力鋰電池汽車一直不被世人所接受的重要原因依舊是安全問題,但隨著越來越多燃料動(dòng)力鋰電池車型的出現(xiàn),人們正在逐步改變對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池的看法。
其實(shí)要說起燃料動(dòng)力鋰電池汽車界的代表車型,我覺得必屬豐田Mirai莫屬,作為世界上第一款量產(chǎn)發(fā)售的燃料動(dòng)力鋰電池車型,它真的讓我們看見了燃料動(dòng)力鋰電池未來的希望。
假如談起燃料動(dòng)力鋰電池汽車界的代表人物,我覺得非屬豐田Mirai莫屬,作為世界上首款量產(chǎn)發(fā)售的燃料動(dòng)力鋰電池車型,它讓我們看到了燃料動(dòng)力鋰電池未來的希望。
豐田Mirai采用了前驅(qū)布局,驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),最大功率114kW,0-100km/h加速10秒,其在動(dòng)力性能上和普通內(nèi)燃機(jī)車型相差無幾,值得欣慰。
除了性能,Mirai的售價(jià)也是它的一個(gè)亮點(diǎn),約合37萬人民幣的價(jià)格相有關(guān)之前燃料動(dòng)力鋰電池汽車的制造成本下降了約100倍!不得不說這是豐田的一個(gè)飛躍性進(jìn)步。
而650km續(xù)航里程,3分鐘加滿氫氣這都是Mirai的成功之處,所以將它比喻為燃料動(dòng)力鋰電池的先驅(qū)者一點(diǎn)也不為過分。
并且在Mirai上市之后,豐田宣布了向全球公司免費(fèi)開放其燃料動(dòng)力鋰電池的5680項(xiàng)專利,這其中包括Mirai的1970項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),不難發(fā)現(xiàn),豐田正在逐步推廣燃料動(dòng)力鋰電池汽車的發(fā)展。
豐田為了推廣燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù),免費(fèi)開放了專利使用。
四、問題依舊巨大的燃料動(dòng)力鋰電池:
不過,燃料動(dòng)力鋰電池雖然看起來相當(dāng)美好,但依舊存在許多問題,技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、民眾接受率、氫氣提取效率等都是擺在公司面前的難題。
雖然在Mirai正式銷售之后,燃料動(dòng)力鋰電池的未來看起來相當(dāng)美好,但其在技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問題上依舊存在巨大問題。
我們以氫氣提取為例,雖然氫氣是這個(gè)世界上最為豐富的元素,但是燃料動(dòng)力鋰電池所要的氫氣并不是隨意含有氫元素的物質(zhì)就能夠滿足的。在現(xiàn)階段制氫過程中,提取效率普遍低下是其共通現(xiàn)象,并且在制取過程中,也會(huì)出現(xiàn)大量碳排放,這就和用火力發(fā)電為純電動(dòng)汽車供電相似,究竟是否真的環(huán)保有待考究。
在氫氣提取過程中,提取效率十分低下,并且也會(huì)出現(xiàn)大量碳排放,這就讓人們思考燃料動(dòng)力鋰電池是否真的環(huán)保?
而在看看加氫設(shè)施的建設(shè),突然感覺充電站數(shù)量真的好龐大!果然“鋼鐵俠”馬斯克在談及燃料動(dòng)力鋰電池未來發(fā)展的時(shí)候表現(xiàn)出的不屑是有原因的。
現(xiàn)如今加氫設(shè)施的建設(shè)不提也罷!
五、簡(jiǎn)單聊聊純電動(dòng)汽車吧:
說完燃料動(dòng)力鋰電池,咱們看看純電動(dòng)汽車。近幾年,純電動(dòng)汽車的發(fā)展可謂風(fēng)生水起,一時(shí)間純電動(dòng)汽車大有三十年內(nèi)取代內(nèi)燃機(jī)占領(lǐng)地球的勢(shì)頭。
現(xiàn)如今,公交車都在向著電動(dòng)化發(fā)展,不得不說純電動(dòng)汽車已經(jīng)迎來了它的首個(gè)黃金時(shí)代。
按照現(xiàn)在的勢(shì)頭,純電動(dòng)汽車大有三十年內(nèi)取代內(nèi)燃機(jī)成為地球“霸主”的樣子,不過真的是這樣么?
仔細(xì)想想,除了特斯拉之外,電動(dòng)汽車靠譜的究竟有多少呢?我想這也寥寥無幾,續(xù)航里程、充電問題依舊是擺在消費(fèi)者面前的難題?,F(xiàn)如今選擇純電動(dòng)汽車的要不就是極端環(huán)保主義者,要不就是受到政策限制,只能購買純電動(dòng)汽車的人,自己心甘情愿去選擇新能源車型的其實(shí)并不多。
其實(shí)在我的印象中,電動(dòng)汽車除了特斯拉、騰勢(shì)等一些高端產(chǎn)品外,靠譜的并不多。
在購買電動(dòng)汽車的人群中,絕大多數(shù)都有著不可言說之痛,不過也有購買電動(dòng)跑車的人們,他們的目的是為了提升生活檔次,和普通人群截然不同。
現(xiàn)如今新能源汽車的優(yōu)勢(shì)就在于,它擁有了最為基礎(chǔ)的充電設(shè)施,可以解決一定基數(shù)的電動(dòng)汽車充電問題。并且在充電站建設(shè)數(shù)量上,也呈現(xiàn)出直線上升態(tài)勢(shì),這是加氫設(shè)施根本無法比擬的,所以在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,充電站遠(yuǎn)比加氫設(shè)施成熟。
在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上,充電站相有關(guān)加氫設(shè)施而言成熟許多,這也是純電動(dòng)汽車相有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池汽車最根本的優(yōu)勢(shì)所在。
而在技術(shù)方面純電動(dòng)也要比燃料動(dòng)力鋰電池成熟許多,我們就以最基礎(chǔ)的電池來講,雖然純電動(dòng)電池制造成本依舊高昂,但已處在可控范圍之內(nèi),其性能也都相當(dāng)可靠。而燃料動(dòng)力鋰電池由于制造工藝復(fù)雜,依舊很難大批量產(chǎn),并且其使用的重要催化材料鉑金屬的價(jià)格也居高不下,屬于不可控制變量,僅僅這一點(diǎn),純電動(dòng)也優(yōu)勢(shì)巨大。
現(xiàn)如今,純電動(dòng)汽車的制造成本已經(jīng)處于可控階段,其車輛核心電池的技術(shù)相當(dāng)成熟,而石墨烯的出現(xiàn)更可能加速純電動(dòng)汽車的發(fā)展。
燃料動(dòng)力鋰電池由于重要催化材料鉑金屬的價(jià)格昂貴,所以燃料動(dòng)力鋰電池的成本依舊處于車企不可控制的狀態(tài),這才是燃料動(dòng)力鋰電池量產(chǎn)的最大阻力。
要說純電動(dòng)或者燃料動(dòng)力鋰電池哪種類型更具優(yōu)勢(shì)?我覺得從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看,兩者不分伯仲。為何這樣說呢?因?yàn)榧夹g(shù)是一種神奇的東西,我們不了解燃料動(dòng)力鋰電池未來可以走多遠(yuǎn),但從現(xiàn)在的角度來看,它正在逐步成熟,起碼HondaClarityFCV、TucsonFuelCell等車型的亮相意味著燃料動(dòng)力鋰電池汽車已經(jīng)具備了生產(chǎn)基礎(chǔ)。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看,燃料動(dòng)力鋰電池和純電動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)可能不分伯仲,畢竟技術(shù)一直在進(jìn)步,未來如何發(fā)展我們也無法預(yù)測(cè)。
而站在現(xiàn)階段來講,燃料動(dòng)力鋰電池的發(fā)展已經(jīng)步入正軌,逐步走向成熟已是不爭(zhēng)的事實(shí)。
純電動(dòng)現(xiàn)如今最大的優(yōu)勢(shì)就在于它已經(jīng)步入初步成熟階段,這是燃料動(dòng)力鋰電池很多年都追趕不上的,并且在政府的大力推動(dòng)下,純電動(dòng)汽車也在蓬勃發(fā)展,有著光明的未來。如此看來,想要讓它們分出個(gè)誰高誰低顯然不太現(xiàn)實(shí),未來它們相互依存也未嘗不可。
純電動(dòng)汽車的發(fā)展已經(jīng)步入初步成熟階段,其在政策的支持下,發(fā)展速度要超出我們想象。
在未來,純電動(dòng)汽車和燃料動(dòng)力鋰電池汽車相互依存的可能性非常之大,畢竟兩者都是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物。
其實(shí)除了燃料動(dòng)力鋰電池和純電動(dòng),現(xiàn)在從內(nèi)燃機(jī)向新能源過渡的最佳方法應(yīng)該是混合動(dòng)力。畢竟混動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成熟,其續(xù)航里程和油耗也有著優(yōu)秀表現(xiàn),在新能源車型遠(yuǎn)未成熟之前,不失為一個(gè)理想的選擇。
從實(shí)際情況來看,混合動(dòng)力是內(nèi)燃機(jī)向新能源過渡的最佳選擇。
我隱約聽見有人說天然氣動(dòng)力,在幾年之前,天然氣動(dòng)力的確紅極一時(shí),讓人看到了一絲希望。不過在現(xiàn)如今大街之上,跑著的天然氣汽車絕大多數(shù)都是出租車或者公關(guān)交通工具,私家車采用天然氣動(dòng)力的寥寥無幾,畢竟天然氣作為易燃易爆物品十分不安全,民眾接受程度也相當(dāng)之低,這就導(dǎo)致了天然氣動(dòng)力半路夭折。
天然氣汽車?在經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證之后,廣大民眾表示將天然氣作為動(dòng)力實(shí)在有些不靠譜,還是發(fā)展純電動(dòng)吧。
編輯點(diǎn)評(píng):其實(shí)在技術(shù)快速發(fā)展的今天,我們誰都不得而知未來汽車的重要?jiǎng)恿κ鞘裁矗赡茉龠^百年,核燃料成為了汽車的重要?jiǎng)恿碓?。但不管發(fā)展何種車型,其目的都是為了保護(hù)環(huán)境,服務(wù)用戶,所以管它是純電動(dòng)還是燃料動(dòng)力鋰電池,只要有益于生活就夠了不是么?