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争新能源“一哥”!纯电动/氢燃料真要干一架?

张屹鹏 加关注 向Ta提问

来源:网通社 原创 2018-07-31 07:00

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电动车在全球的发展尽管算不上一帆风顺,但绝对够迅猛,以致多国传统燃油车的“退位”时间早早被宣布。对于未来新能源车市场的王位,EV们虎视眈眈且信心满满。但它们要明白一点,王冠不会白白送你,身边总会有心怀不服的狠角色和你角逐宝座,氢燃料电池车便是如此蓄谋已久。

早在1992年丰田就开始研究氢燃料电池车,但如今量产的车型仍屈指可数,现阶段其对纯电动车还够不成太大威胁。坦白讲,纯电动车的夺权路之所以不平坦,对手强大并非主因,自身明显的短板才是阻碍其大踏步前进的原因,而这些短板恰恰是氢燃料电池车的优势。这二位在未来的道路上势必会不期而遇,短兵相接干一架看来在所难免。

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如果懒得听我掰开了揉碎了说这事儿,那就看上表即可,你可以清晰看出两个新能源技术各自的优势和短板,在与大家切身相关的充电时间和续航里程方面,两者差距明显,尤其是充电时间。那么究竟为何如此?听我接茬儿往下细聊!

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锂电池和氢燃料电池在组成结构上有着本质区别,前者含有大量的金属元素,后者则主要为氢元素。原材料不同,造成的后续环保问题也会有明显差异,尽管金属元素源自大自然,但加工成锂电池后如果没有得到有效的回收利用,将对环境形成严重的污染,这与小时候老师教育我们不要乱扔电池同理(具体可以阅读《车用电池“退役”后咋整?看看它们是怎么做的!》了解详情)。但对于氢燃料电池来说,其使用的是宇宙最为丰富的氢元素,首先不会存在资源枯竭的问题,其次在整个工作过程中,排出的唯一废物是“水”,所以不会对环境造成任何污染,就这点来说氢燃料电池完爆锂电池。

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锂电池的工作原理并不复杂,业内把它称为“摇椅式电池”,摇椅的两端可以被看作是电池的正、负极,而中间的部分就是液态电解质。锂电池工作起来,就像是我们上学时进行的折返跑,正-负-正,这就是一个完整的充放电过程。宏观到纯电动车,需要三电(电池、电机、电控)系统的协同工作,传动部分,目前市面上的纯电动车均没有配备传统意义上的变速箱。

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众所周知水的化学式是H2O,氢燃料电池的工作原理其实就是电解水的逆反应。在上学时我们都做过将水分解出氧气和氢气,氢燃料电池车的第一步便是将这个过程逆过来,将氢气和空气中的氧气进行化学反应,然后产生电能(电荷转移形成电流)和水,反应的地方便是燃料电池堆。接下来,将电能传输给电动机,最后驱动车辆的过程与纯电动车类似,只不过排出的只有水而已,完美!

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氢燃料电池车的氢气储存在储氢罐中,充满两个储氢罐仅需3分钟,为何这么快?其实原因在于加氢的设备,以丰田Mirai为例,若使用专业的加氢设备,加注的为液态氢,这样一来就和加汽油的意思差不多,3分钟的加氢时间也就不足为奇。反观纯电动车,由于受到了电池自身承受能力、充电桩电流限制等限制,不可能用超大电流充电,所以即便是快充,也需要30分钟-1小时的时间。氢燃料电池车再次完爆纯电动车!

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相信大多数考虑纯电动车的消费者会把续航里程视为第一原则,不够3、400km的绝不考虑,还得是综合工况的。就目前的锂电池而言,能量密度是束缚续航能力的关键所在,所以我们看到未来全固态锂电池有了更大可能性。然而对于氢气来说,其能量密度可是锂电池的上千倍,这根本不是问题,已经量产的几款氢燃料电池车续航里程均在500km以上,本田Clarity更是达到了750km,这让特斯拉也不得不俯首称臣。此外,如果把充电时间和续航里程放在一起去衡量日常的用车情况,这可就不是几百公里的差距了。很显然,氢燃料电池车又一次完爆纯电动车!

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【↑日产LEAF聆风-日本官网指导价 

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【↑ 丰田Mirai-日本官网指导价 

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那么,氢燃料电池车登基就指日可待了?其实不然,氢燃料电池车也有致命的短板。其一,成本,我们都知道,氢气是一种非常不稳定的气体,这从我们小时候经常玩儿的氢气球便可得知。那么,氢气的储存就是一个大问题。目前已知的储氢方式有三种,最靠谱的是金属氢化物,但其居高不下的高成本使其大规模使用很困难。另外两种是高压储氢和液氢,这两种的问题是提取和提取后的储存,同样成本很高。据悉,一公斤氢储存量的乘用车氢瓶需要约1000美元,这也从侧面说明储氢的氢瓶同样非常昂贵。除此之外,加氢站的建设使用成本是传统加油站的三倍,是特斯拉超级充电站的更多倍,未来的配套设施建设显然需要更多政策上的支持。一系列的成本问题,造成了如今氢燃料电池车售价是纯电动车一倍的结果,购置一台丰田Mirai的钱足够买两台日产LEAF聆风了

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其二,安全性是另外一大问题。刚才我们谈到了氢气的不稳定,这不是最可怕的,最可怕的是氢气无色无味,一旦泄露人的感官根本无法察觉,与空气混合在一定浓度和温度下就会燃烧,如果车内储氢瓶无法做到碰撞后的绝对密封,或是及时排出氢气,发生事故的氢燃料电池车后果将不堪设想。在上路前,氢燃料电池的制造也要经过制氢、储氢、输氢和注氢等重要环节,这些环节无一例外都要特别注意安全问题,这些显然又是一大成本支出。

写在最后:作为消费者根本不关心谁有哪些技术瓶颈,谁的制造过程更昂贵...对于一台新能源车,我们对它的期待是价格合理、使用安全、充电方便、续航里程可观等。所以,摆在新能源企业面前的并不是一个个科学难题,而是如何利用未来可行的技术和资源最大限度满足消费者的需求,如果可以换到这个角度去努力,是否会容易些?所以在我看来,未来新能源车的王国并不急需一位国王,多样、多元化的技术互补共存才是解决之道。(图/文 网通社 张屹鹏)

文章标签: 纯电动 氢燃料 电池 新能源 责任编辑:张屹鹏
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