爭新能源「一哥」!純電動

争新能源“一哥”!纯电动/氢燃料真要干一架?

純電動車在全球的發展儘管算不上一帆風順,但絕對夠迅猛,以致多國傳統燃油車的“退位”時間早早被宣佈。對於未來新能源車市場的王位,EV們虎視眈眈且信心滿滿。但它們要明白一點,王冠不會白白送你,身邊總會有心懷不服的狠角色望和你角逐寶座,氫燃料電池車便是如此蓄謀已久。

早在1992年豐田就開始研究氫燃料電池車,但如今量產的車型仍屈指可數,現階段其對純電動車還夠不成太大威脅。坦白講,純電動車的奪權路之所以不平坦,對手強大並非主因,自身明顯的短板才是阻礙其大踏步前進的原因,而這些短板恰恰是氫燃料電池車的優勢。這二位在未來的道路上勢必會不期而遇,短兵相接幹一架看來在所難免。

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如果懶得聽我掰開了揉碎了說這事兒,那就看上表即可,你可以清晰看出兩個新能源技術各自的優勢和短板,在與大家切身相關的充電時間和續航里程方面,兩者差距明顯,尤其是充電時間。那麼究竟為何如此?聽我接茬兒往下細聊!

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鋰電池和氫燃料電池在組成結構上有著本質區別,前者含有大量的金屬元素,後者則主要為氫元素。原材料不同,造成的後續環保問題也會有明顯差異,儘管金屬元素源自大自然,但加工成鋰電池後如果沒有得到有效的回收利用,將對環境形成嚴重的汙染,這與小時候老師教育我們不要亂扔電池同理(具體可以閱讀《車用電池“退役”後咋整?看看它們是怎麼做的!》瞭解詳情)。但對於氫燃料電池來說,其使用的是宇宙最為豐富的氫元素,首先不會存在資源枯竭的問題,其次

在整個工作過程中,排除的唯一廢物是“水”,所以不會對環境造成任何汙染,就這點來說氫燃料電池完爆鋰電池。

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鋰電池的工作原理並不複雜,業內把它稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端可以被看作是電池的正、負極,而中間的部分就是液態電解質。鋰電池工作起來,就像是我們上學時進行的折返跑,正-負-正,這就是一個完整的充放電過程。宏觀到純電動車,需要三電(電池、電機、電控)系統的協同工作,傳動部分,目前市面上的純電動車均沒有配備傳統意義上的變速箱。

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眾所周知水的化學式是H2O,氫燃料電池的工作原理其實就是電解水的逆反應。在上學時我們都做過將水分解出氧氣和氫氣,氫燃料電池車的第一步便是將這個過程逆過來,將氫氣和空氣中的氧氣進行化學反應,然後產生電能(電荷轉移形成電流)和水,反應的地方便是燃料電池堆。接下來,將電能傳輸給電動機,最後驅動車輛的過程與純電動車類似,只不過排除的只有水而已,完美!

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氫燃料電池車的氫氣儲存在儲氫罐中,充滿兩個儲氫罐僅需3分鐘,為何這麼快?其實原因在於加氫的設備,以豐田Mirai為例,若使用專業的加氫設備,加註的為液態氫,這樣一來就和加汽油的意思差不多,3分鐘的加氫時間也就不足為奇。反觀純電動車,由於受到了電池自身承受能力、充電樁電流限制等限制,不可能用超大電流充電,所以即便是快充,也需要30分鐘-1小時的時間。氫燃料電池車再次完爆純電動車!

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相信大多數考慮純電動車的消費者會把續航里程視為第一原則,不夠3、400km的絕不考慮,還得是綜合工況的。就目前的鋰電池而言,能量密度是束縛續航能力的關鍵所在,所以我們看到未來全固態鋰電池有了更大可能性。然而對於氫氣來說,其能量密度可是鋰電池的上千倍,這根本不是問題,已經量產的幾款氫燃料電池車續航里程均在500km以上,本田Clarity更是達到了750km,這讓特斯拉也不得不俯首稱臣。此外,如果把充電時間和續航里程放在一起去衡量日常的用車情況,這可就不是幾百公里的差距了。很顯然,氫燃料電池車又一次完爆純電動車!

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那麼,氫燃料電池車登基就指日可待了?其實不然,氫燃料電池車也有致命的短板。其一,成本,我們都知道,氫氣是一種非常不穩定的氣體,這從我們小時候經常玩兒的氫氣球便可得知。那麼,氫氣的儲存就是一個大問題。目前已知的儲氫方式有三種,最靠譜的是金屬氫化物,但其居高不下的高成本使其大規模使用很困難。另外兩種是高壓儲氫和液氫,這兩種的問題是提取和提取後的儲存,同樣成本很高。據悉,一公斤氫儲存量的乘用車氫瓶需要約1000美元,這也從側面說明儲氫的氫瓶同樣非常昂貴。除此之外,加氫站的建設使用成本是傳統加油站的三倍,是特斯拉超級充電站的更多倍,未來的配套設施建設顯然需要更多政策上的支持。一系列的成本問題,造車瞭如今氫燃料電池車售價是純電動車一倍的結果,

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其二,安全性是另外一大問題。剛才我們談到了氫氣的不穩定,這不是最可怕的,最可怕的是氫氣無色無味,一旦洩露人的感官根本無法察覺,與空氣混合在一定濃度和溫度下就會燃燒,如果車內儲氫瓶無法做到碰撞後的絕對密封,或是及時排出氫氣,發生事故的氫燃料電池車後果將不堪設想。在上路前,氫燃料電池的製造也要經過制氫、儲氫、輸氫和注氫等重要環節,這些環節無一例外都要特別注意安全問題,這些顯然又是一大成本支出。

寫在最後:作為消費者根本不關心誰有哪些技術瓶頸,誰的製造過程更昂貴...對於一臺新能源車,我們對它的期待是價格合理、使用安全、充電方便、續航里程可觀等。所以,擺在新能源企業面前的並不是一個個科學難題,而是如何利用未來可行的技術和資源最大限度滿足消費者的需求,如果可以換到這個角度去努力,是否會容易些?所以在我看來,未來新能源車的王國並不急需一位國王,多樣、多元化的技術互補共存才是解決之道。(圖/文 網通社 張屹鵬)


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