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氢能源、纯电动,哪个才是未来新能源汽车发展的主流?

2019-08-28 10:02
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目前,日本在大力发展氢能源汽车,而我国则在大力发展纯电动汽车,那么氢能源和纯电动究竟哪个才代表未来新能源汽车发展的方向哪?今天小编就来帮大家分析一下。

氢能源汽车顾名思义就是用氢气做动力源的汽车。目前氢能源汽车主要有两大类,一种称为氢燃料电池汽车,另外一种称为氢内燃机汽车。氢燃料电池汽车,是利用氢氧反应产生电能,电流驱动马达转动,马达经过变速带动车辆向前行驶的汽车。而氢内燃机汽车则和传统的汽车有些相似,只不过将汽油换为氢气罢了。当然,具体的发动机结构是有所不同的。 日本丰田公司于2014年12月15日发布了旗下的氢能源量产车——MIRAI,但由于技术、设备等问题,这款所谓的“量产车”一年仅有700辆的产量。目前日本在氢能源汽车上主要在发展氢燃料电池汽车。

目前全世界氢能源汽车发展存在着三大技术难题:第一、大量廉价氢气的获取问题。传统的电解法在生产效率和成本上,显然不具有解决这一问题的可能性。第二、氢气的储存问题。目前采用高压钢瓶、氢气液化、氢金属等几种方式来实现,其中高压钢瓶为主流方式。第三、氢气在汽车内的供给系统结构问题。对于这三项技术其实技术门槛并不高,难就难在成本的问题。例如氢燃料电池、氢加气站、氢气的采集成本现在都非常非常的高。氢燃料电池汽车的成本也是不菲。以MIRAI为例,其售价高达46万人民币。尽管如此,日本政府还是非常看好氢能源这一方向的。对于氢能源汽车、加气站,日本政府都给于大力的补贴。就我国而言,政府也出台了相关鼓励氢能源汽车发展的措施,但从目前新能源汽车的技术大方向来看,纯电动还是大家关注的主要方向。

纯电动顾名思义就是在汽车上内置一块可充电的电池,依靠电池存储的能量来维持汽车一定的续航里程。目前新能源汽车销量还远不及传统燃油车,主要的技术困境在于电池技术。电池技术发展100多年来,并没有什么太大的突破。如果勉强找个突破,那就是锂电池的出现了。锂电池直接将蓄电池的能量密度提高了七、八倍,使纯电动汽车的续航焦虑问题得到一定程度的缓解。但锂电池本身有很多的技术问题:例如撞击安全性问题、过窄的温度适应范围问题,以及高昂的成本问题。现在市面上的新能源汽车普遍采用锂电池供电,一辆汽车有一半的成本在电池上。另外充电速度慢也是困扰纯电动汽车发展的大问题。

那么是不是这样就意味着纯电动汽车与氢燃料汽车相比没有优势了哪?非也!纯电动汽车面临的技术问题只是暂时的,技术的突破只是时间的问题。鉴于铅酸电池、锂电池等传统的化学电池技术在百年内都没有太大突破的事实,小编认为以超级电容电池为代表的物理电池才是我们应重点突破的方向。

超级电容电池天生具有化学电池无法企及的优势,主要有:一、几万甚至几十万次的充放电次数,秒杀传统的化学电池。我们日常生活中可能会发现,刚买不到一年的笔记本,电池基本上不能用了。刚骑了一年的电瓶车,充一次电就只能行驶之前一半的距离了,这是为什么哪?这是传统化学电池有限的充放电次数和电池的记忆性导致的。而采用超级电容电池则完全不会被上述问题困扰,因为超级电池作为物理电池,内部没有电解液,不存在记忆性问题,充放电一次对电池内部部件的影响也非常小,可以重复充放电几万次甚至几十万次。如果用在车辆上,假设每天充电一次的话,理论上可以连续使用超过一百年以上,且一百年后的充放电能力几乎没有衰减。二、独特的大电流充放电能力。传统的化学电池如果发生短路与电流过大,电池温度就会迅速升高,甚至发生爆炸。而超级电容电池却具有大电流充放电的能力,且不会发生爆炸。这是由电容本身的结构特性所决定的。依靠这个特性,超级电容电池可以实现几百安培、甚至几万安培的超大电流充电,电池的充电时间将接近甚至快于给油箱加油的时间。此外,超级电容电池由于没有电解液,电池重量也较轻,且被撞击或被破坏后不会发生危险或液体腐蚀现象。

读到这里有人会问了:超级电容电池这么好,怎么大家都不用哪?原因有两个:一、能力密度不高。尽管可以实现大电流放电,但是与锂电池等化学电池相比,超级电容电池的能源密度还是太低了。无法满足用电器长时间工作;二、成本过高。超级电容电池的制造工艺复杂,导致电池成本居高不下。但是随着纳米技术、石墨烯技术等技术的出现,超级电容电池的能量密度有望实现大幅度的提高,大规模量产之后电池的成本也将大幅下降。所以超级电容电池才是代表未来方向的电池技术。如果有一天超级电容电池的能力密度可以比肩锂电池,而其成本降低到铅酸电池的程度,那纯电动汽车的春天将会悄然而至。到那时氢燃料电池技术将毫无优势可言。

此外,氢燃料电池是依靠氢氧发生化学反应释放电能,其能量来源过于单一。氢气的制备、存储在成本上都难以在短时间出现大的突破。而反观纯电动汽车领域,电池技术尤其是以超级电容电池为代表的物理电池技术的重大突破则指日可待。且纯电动汽车的能量来源多样,风能、水能、太阳能都有可能成为其充电能源,其技术的适用性更广,未来的潜力巨大。因此,加大在以超级电容电池为代表的物理电池的研发力度,争取早日实现技术突破,是我们占领未来新能源汽车制高点的重中之重。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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