在未來純電動汽車能取代燃油車嗎?

近來,關於純電動汽車是汽車未來發展方向,在不久的將來會全面普及並替代燃油汽車的鼓譟以及充電化學電池技術“重大突破”的新聞不絕於耳,但事實果真如此嗎?

在未來純電動汽車能取代燃油車嗎?

其實純電動汽車比內燃機汽車的歷史更長,完全不是什麼新事物或高新技術,更不是什麼新能源。表面上看純電動汽車有許多內燃機汽車無法比擬的優勢,例如:電動機固有的扭矩特性使其不需要複雜的機械變速器、無需複雜的機械四驅系統就能方便地實現響應迅速的四驅功能,行駛噪音低、沒有尾氣排放等等,尤其是現代電力拖動控制技術和功率半導體變流技術的成熟使電力驅動日益廣泛地應用於各種工業領域和軌道交通領域,按理說電動汽車早就應該全面取代內燃機汽車了。然而,事實卻恰恰相反,純電動汽車在汽車發展史上數次被內燃機汽車淘汰,最終淪為車間叉車和公園觀光車。原因何在?

那就是因為純電動汽車目前採用的動力源——化學充電電瓶在基礎技術原理和基礎技術路線上具有以下無法克服的缺陷:

在未來純電動汽車能取代燃油車嗎?

1、能量密度過低

化學充電電瓶的電化學反應從化學原理來說本質上仍然是氧化還原反應,只要是氧化還原反應就同時需要氧化劑和還原劑。燃油汽車的油箱只需要攜帶還原劑——燃油,而不需要攜帶氧化劑,因為氧化劑來自空氣中的氧氣。但化學充電電瓶卻不能利用空氣中的氧氣,因此電瓶中既需要攜帶還原劑又需要攜帶氧化劑,僅此一最基礎的技術原理就決定了化學充電電瓶的能量密度永遠不可能達到燃油的能量密度。其次燃燒氧化還原反應遠比電化學氧化還原反應直接和劇烈,化學反應過程的基礎技術原理也決定了即使只比較化學充電電瓶中還原劑的能量密度,也無法達到燃油的水平。因此化學充電電瓶能量密度遠遠低於燃油是由其最基礎的技術原理決定的,是絕不可能通過改進材料和工藝解決的,只有科盲才會相信什麼石墨稀、納米點等忽悠型“高科技”可以大幅提高其能量密度。

2、充電時間過長

在未來純電動汽車能取代燃油車嗎?

現代燃油汽車加油幾分鐘就可行駛七、八百公里是很平常很輕鬆的事,有的燃油汽車加油幾分鐘甚至能行駛上千公里。而電動汽車百公里電耗大約在16至23度之間,如以百公里電耗19度計算,要達到燃油汽車的較低水準——充電5分鐘行駛里程七百公里,充電功率就將高達近1.6MW,不但電瓶電化學反應過程絕對不可能達到如此之高的能量強度,而且在流動的電動汽車上實現電功率如此之高的活動電氣連接也是非常困難的。因此化學充電電瓶的能量補充時間遠遠長於補充燃油也是由其最基礎的技術原理決定的,也是不可能通過改進材料和工藝解決的。

3、循環及低溫衰減明顯

電化學反應過程的基本化學原理決定了其每次循環還原劑不可能被完全徹底地還原,同時電化學反應過程受溫度影響明顯,低溫會顯著降低其活性。因此電瓶一兩年後衰減嚴重、冬季儲能大幅下降也同樣是由其最基礎的技術原理決定的,改進材料和工藝或許可以稍許改善,但決不可能從根本上解決。

4、成本高壽命低

在未來純電動汽車能取代燃油車嗎?

化學充電電瓶的基礎材料、生產製造和回收工藝決定了其成本較高,而其循環衰減特性又決定了其壽命很低。

而且上述這些缺陷還相互交織、相互加重不利影響。例如:能量密度過低導致續航過短,使充電時間過長的問題更突出,而充電時間過長又反過來使續航過短的問題更加突出;能量密度本來就低,而循環及低溫衰減嚴重又使能量密度過低的問題更加嚴重;本來製造成本就高,而衰減嚴重壽命又短,使製造成本高的問題更嚴重。


分享到:


相關文章: