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氫能源車型想說(shuō)愛(ài)你不容易 還需過(guò)五關(guān)斬六將
來(lái)自:電動(dòng)邦
作者:何毅
2019-04-28 09:29:25
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2019年上海車展已經(jīng)過(guò)去了,我們發(fā)現(xiàn)各車企展臺(tái)上關(guān)注新能源車型的人越來(lái)越多。不過(guò)我們也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象,除了越來(lái)越多純電動(dòng)車型的出現(xiàn),同時(shí)還處于趨勢(shì)狀態(tài)的氫能源車型,在本屆上海車展上也越來(lái)越多的嶄露頭角。其中像格羅夫、東風(fēng)風(fēng)神、眾泰、上汽大通等車企均帶來(lái)了自己的氫能源車型。

■ 鋰離子電池初遇瓶頸,氫能源將是下一個(gè)風(fēng)口

雖然現(xiàn)在氫能源車型僅僅是普及在商用車上,且市場(chǎng)占有率也不是很高。但不得不說(shuō),鋰離子電池的物理化學(xué)瓶頸已經(jīng)顯現(xiàn),氫能源是目前眾多車企認(rèn)為的下一代能源趨勢(shì)。

對(duì)于氫能源車型政府也在不斷加強(qiáng)氫能源的發(fā)展趨勢(shì),此前在今年兩會(huì)期間,氫燃料電池就已經(jīng)成為了車企代表們不斷熱議的話題,而且“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”還被寫(xiě)入了《政府工作報(bào)告》。

說(shuō)到氫燃料電池汽車并不是什么新鮮玩意,日韓車企早已將乘用車級(jí)別的量產(chǎn)車型推向市場(chǎng)。但對(duì)國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)氫燃料電池汽車更多的應(yīng)用在商用車上,例如貨車,客車等。而在今年的上海車展上我們看到的更多的是乘用車級(jí)別的氫燃料電池車型。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表示,2018年我國(guó)氫燃料電池汽車銷量1527輛,其中1418輛為客車,而109輛為貨車,并沒(méi)有任何乘用車身影出現(xiàn)。

■ 什么吸引了車企發(fā)展氫燃料電池車

電動(dòng)車無(wú)論從綜合續(xù)航、電池密度、充電技術(shù)等方面都已經(jīng)相對(duì)成熟且呈現(xiàn)技術(shù)上升態(tài)勢(shì),但是從鋰離子電池的物理化學(xué)方面來(lái)看,電池密度的瓶頸已經(jīng)有些顯現(xiàn),尤其像磷酸鐵鋰電池對(duì)于電池密度問(wèn)題已經(jīng)遇到了瓶頸。

而在用車習(xí)慣上來(lái)看,并沒(méi)有跟電動(dòng)車不斷成熟的技術(shù)成正比,依然還是有不少消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車充電時(shí)長(zhǎng)、冬季續(xù)航縮短等方面產(chǎn)生疑慮。

為什么說(shuō)眾車企都相中了氫燃料電池車這塊肥肉了呢?主要原因在于其在續(xù)航、加氫、便捷性方面都與燃油車相似,所以相比純電動(dòng)車型來(lái)說(shuō)氫燃料電池車的優(yōu)勢(shì)更為明顯。

1.補(bǔ)能時(shí)間

純電動(dòng)車目前對(duì)于快充技術(shù)已經(jīng)可以做到半個(gè)小時(shí)從30%電量充至80%,但價(jià)格較貴且充滿時(shí)間要在1.5個(gè)小時(shí)左右。而慢充雖然價(jià)格便宜,但充電時(shí)間多則20-30個(gè)小時(shí),少則8-9個(gè)小時(shí)。

此時(shí),氫燃料電池車在補(bǔ)能方面的優(yōu)勢(shì)就尤為凸顯了,前往加氫站加注氫氣也只需要3-5分鐘即可完成,和燃油車加油沒(méi)太多區(qū)別。不過(guò)目前國(guó)內(nèi)也有可插電可加氫車型,此類車型充電時(shí)間與純電動(dòng)車型的充電時(shí)間相同。

2.續(xù)航里程

電動(dòng)車躲不開(kāi)的話題就是綜合續(xù)航里程,進(jìn)入2019年電動(dòng)車的綜合續(xù)航已經(jīng)邁入500公里的門(mén)檻,但受限于鋰離子電池的物理特性,進(jìn)入冬季續(xù)航將會(huì)有比較明顯的縮減。

而氫燃料電池車在技術(shù)層面與純電動(dòng)車有所不同,所以并不會(huì)受到氣溫的影響,其續(xù)航更接近于燃油車的表現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)的氫燃料電池車的綜合續(xù)航里程一般在 500-600 公里左右,較為適合用作長(zhǎng)途行駛,這就不難看出現(xiàn)在的氫燃料電池車中大客車的占比居多,但長(zhǎng)途行駛的前提是要有充足加氫站。

3.能量密度

氫氣是目前地球上已知能量密度最高的元素之一,且在地球上的儲(chǔ)能巨大,所以氫燃料電池在能量密度上存在先天的優(yōu)勢(shì)。它的熱值高達(dá)142千焦/克,而汽油的熱值是44.3千焦/克,二者相差3倍之多。另外,氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率可在50%-60%以上,未來(lái)通過(guò)不斷的技術(shù)迭代,理論上轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%,電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)化效率在90%以上。

4.補(bǔ)貼政策

2019年純電動(dòng)車和插電式混合動(dòng)力車型在補(bǔ)貼方面已經(jīng)開(kāi)始走下坡路,不僅降低了國(guó)家補(bǔ)貼同時(shí)還將完全取消地方補(bǔ)貼的優(yōu)勢(shì),這就讓一些車型打著便宜的旗號(hào)而生,卻在青壯年時(shí)期價(jià)格不再親民。

相比之下,氫燃料電池車的補(bǔ)貼政策,我們了解到的資料顯示氫燃料電池車目前并沒(méi)有補(bǔ)貼退坡跡象。反而在補(bǔ)貼方面氫燃料電池還不限制地方補(bǔ)貼比例上限,國(guó)家將持續(xù)支持燃料電池汽車的發(fā)展。

■ 日韓技術(shù)領(lǐng)先,分為兩個(gè)流派

目前日韓車企的氫燃料電池技術(shù)較為領(lǐng)先,此前像寶馬、奧迪等車企也曾研發(fā)過(guò)氫燃料電池車型,但最終均以停止研發(fā)告終。而日韓的氫燃料電池技術(shù)也分為兩個(gè)流派豐田Mirai以及現(xiàn)代ix35 FCV,下面來(lái)看看日本和韓國(guó)車企在氫燃料電池技術(shù)上有何區(qū)別。

1.現(xiàn)代ix35 FCV

提到日韓的氫燃料電池車,肯定首先會(huì)想到豐田Mirai,但如果仔細(xì)翻閱資料會(huì)發(fā)現(xiàn),氫燃料電池乘用車最早是由韓國(guó)現(xiàn)代在2013年推出的ix35 FCV,其使用ix35燃油版進(jìn)行改裝,當(dāng)時(shí)該車售價(jià)高達(dá)85.5萬(wàn)元人民幣,分別在韓國(guó)和美國(guó)進(jìn)行銷售,而且在美國(guó)加州還以租賃的形式出現(xiàn)。

車身結(jié)構(gòu)方面,ix35 FCV在車身前部放置了燃料電池堆棧以及驅(qū)動(dòng)電機(jī),中部為動(dòng)力電池以及逆變器,兩個(gè)儲(chǔ)氫罐分別為一大一小放置在車輛尾部,儲(chǔ)氫罐由凱夫拉和鋁材制成,由于體積過(guò)大所以對(duì)于后備箱的空間侵占較大。ix35 FCV的儲(chǔ)氫罐最高可以承受70Mpa的壓力,兩個(gè)儲(chǔ)氫罐可存儲(chǔ)5.64公斤液態(tài)氫氣。

這輛車的運(yùn)作方式簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),將氫氣輸送到燃料電池堆棧與氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),所產(chǎn)生的電能輸送給動(dòng)力電池,其搭載了一塊24千瓦時(shí)的電池組,之后動(dòng)力電池輸出高壓電給驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行駛。

2.豐田Mirai

豐田Mirai氫燃料電池車于2015年推出,相比現(xiàn)在ix35 FCV晚了2年但卻采用了更為先進(jìn)的技術(shù)。其外觀有些卡羅拉的影子,該車享受日本補(bǔ)貼后售價(jià)500萬(wàn)日元(折合人民幣26.5萬(wàn)元),但該車并不會(huì)進(jìn)口到中國(guó)銷售。

豐田Mirai的技術(shù)與現(xiàn)代ix35 FCV完全不同,它是在燃料電池堆棧中產(chǎn)生電能后,直接將電能傳送給車輛前部一臺(tái)最大功率113千瓦,最大扭矩335牛·米的驅(qū)動(dòng)電機(jī),后備箱布置的儲(chǔ)能電池用來(lái)收集燃料電池中多余的電能,與目前的混動(dòng)車型有些類似。該車儲(chǔ)氫罐采用的是碳纖維材料+凱夫拉制造而成,最大可承受70Mpa的壓力。

通過(guò)詢問(wèn)某車企氫燃料電池車工程師表示,現(xiàn)代的這套運(yùn)作方式是最簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的,也是將來(lái)很有可能在國(guó)內(nèi)量產(chǎn)的一種方案。由于目前純電動(dòng)車的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,只需要將該套方案中氫能源部分在純電動(dòng)車型上疊加即可。當(dāng)然該工程師的說(shuō)法很簡(jiǎn)單,但實(shí)現(xiàn)起來(lái)可能還需要很多年的時(shí)間。

而相比現(xiàn)代ix35 FCV的這套氫燃料電池方案,豐田Mirai的驅(qū)動(dòng)方案按目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)力量較難實(shí)現(xiàn),但這套方案才是氫燃料電池車應(yīng)該使用的正確驅(qū)動(dòng)方案,只能說(shuō)這是未來(lái)需要突破的技術(shù)核心

■ 政策鼓勵(lì)擁抱氫燃料電池,但現(xiàn)實(shí)卻困難重重

我們說(shuō)了這么多關(guān)于氫燃料電池車的技術(shù),以及本次上海車展也來(lái)了這么多的氫燃料電池車型,但如果說(shuō)想擁抱氫燃料電池車型的話,還是理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨感。

1.基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)暫時(shí)無(wú)法規(guī)?;?/strong>

就像電動(dòng)車一樣想要擁有便捷的出行體驗(yàn),首先要做好周邊基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。雖然氫燃料電池車3-5分鐘便可完成加注氫氣,但加氫站的建設(shè)不完整也制約了氫燃料電池車型的向前發(fā)展。畢竟氫燃料電池車型與燃油車相同,如果加油站的覆蓋面不夠,那長(zhǎng)續(xù)航的燃油車也寸步難行。據(jù)了解,大規(guī)模加氫能力的加氫站建設(shè)成本超過(guò)1000萬(wàn)以上,高昂的建設(shè)費(fèi)用也同樣制約了加氫站的普及。

除了加氫站的問(wèn)題,還需要面臨儲(chǔ)氫以及運(yùn)氫這些問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于高壓力的儲(chǔ)氫罐制造能力還有限,可以滿足國(guó)際壓力范圍較低,畢竟能夠承受更高壓力的儲(chǔ)氫罐才能儲(chǔ)存更多的氫氣。其次,氫氣的運(yùn)輸也是目前較難解決的問(wèn)題,氫氣的運(yùn)輸可以分為氣態(tài),固態(tài),液態(tài)三種方式,但這三種方式均成本較高,甚至超高。所以說(shuō)想要實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車的發(fā)展,不解決源頭問(wèn)題是不行的。

2.多數(shù)關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口

據(jù)國(guó)內(nèi)某車企工程師介紹,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的氫燃料電池車型,依然有一些關(guān)鍵零部件像儲(chǔ)氫罐、空壓機(jī)、電池堆、質(zhì)子交換隔膜等依賴于進(jìn)口。另外,氫氣通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能并不簡(jiǎn)單,這其中氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)需要使用催化劑,而這個(gè)催化劑使用的是金屬鉑,這就要面臨高昂的購(gòu)買(mǎi)成本。

▲ 氫燃料電池車型的儲(chǔ)氫罐

有了催化劑之后也不是就不花錢(qián)了,因?yàn)檫@個(gè)催化劑是介于氧氣和氫氣之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。而氫燃料電池車所需要的氧氣則直接來(lái)源于空氣中,由于各種污染物的存在會(huì)使得這個(gè)催化劑變得非常容易損壞,且這個(gè)損壞是不可逆的。

3.安全的錯(cuò)誤認(rèn)知

最近的一周猶如過(guò)年一樣紅火,某品牌和某某品牌的純電動(dòng)車接連起火,而起火的矛頭全部指向了動(dòng)力電池,當(dāng)動(dòng)力電池發(fā)生熱失控且處理不妥當(dāng)時(shí),會(huì)迅速起火可反應(yīng)的時(shí)間非常短。

而氫氣這玩意由于在軍事層面應(yīng)用的更多例如氫彈,消費(fèi)者因此而有了錯(cuò)誤的認(rèn)知,認(rèn)為氫燃料電池車型在發(fā)生碰撞時(shí),如果氫氣罐被撞擊則會(huì)有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

▲ 氫能源車新發(fā)生火災(zāi)與燃油車發(fā)生火災(zāi)對(duì)比(左為氫能源車,右為燃油車)

其實(shí)我們可以看到,現(xiàn)在車上的儲(chǔ)氫罐全部采用凱夫拉這種材料進(jìn)行制造,這種制作避彈衣的材料,可以抵擋輕型槍械射擊,是完全可以讓儲(chǔ)氫罐通過(guò)碰撞這種風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)氫罐還裝有止逆閥式的易熔塞泄壓閥,

另外,即便儲(chǔ)氫罐發(fā)生泄漏的話,由于氫氣是一種非常輕的氣體,所有氫氣會(huì)迅速向上進(jìn)行泄漏。可能有人會(huì)說(shuō)如果起火呢,由于車輛需要的氫氣為非常純凈的氫氣,純凈的氫氣是如果發(fā)生起火現(xiàn)象,會(huì)呈現(xiàn)出較為安靜的燃燒并不會(huì)發(fā)生爆炸。氫氣爆炸是因?yàn)槠渲袚诫s有一些像甲烷等易燃物質(zhì)。儲(chǔ)氫罐還裝有止逆閥式的易熔塞泄壓閥,在車輛著火的情況下會(huì)易熔塞受熱熔化排出氫氣。

■ 邦點(diǎn)評(píng)

雖然說(shuō)氫燃料電池車型是未來(lái)一個(gè)必行的發(fā)展趨勢(shì),但是從車載儲(chǔ)氫技術(shù)、安全性、成本、加氫站、制氫以及運(yùn)輸?shù)确矫娑紵o(wú)法在短期內(nèi)得到很好的解決。雖然不少車企已經(jīng)在本屆上海車展上,亮相了自家的氫能源車型,但從多方面衡量,氫能源車發(fā)展的路上依然“理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨感”。

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氢能源不好走,可以科普固态电池啊~

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氢燃料电池用在乘用车上和纯电动比较已经没有多少优势了,用在大型车上倒是可行,拉乘用车下水无非是想借助规模效应降低成本罢了

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氢弹…不是叫氢弹就是用氢做的吧

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不现实的氢能源车

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所说的氢气车优点,都是在理想条件下。现在油车搞了一百多年都无法解决漏油问题,谁能保证氢气车不漏氢气,停在地库里炸掉一座楼!无色无味的氢气浓度4%就可以爆炸了,只需要一个烟头配合。国内交通环境恶劣,氢气运送罐车炸掉一条街!按照日本人的思路核能汽车更好!城市里建氢气站试试,附近楼盘先掉价。城市建设充电站都费时费力,现在要建加氢站了!买了氢气车每次开到市郊充气,来回一个多小时,加氢只需要五分钟!

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所说的氢气车优点,都是在理想条件下。现在油车搞了一般多年都无法解决漏油问题,谁能保证氢气车不漏氢气,停在地库里炸掉一座楼!无色无味的氢气浓度4%就可以爆炸了,只需要一个烟头。国内交通环境恶劣,氢气运送罐车炸掉一条街!按照日本人的思路核能汽车更好!

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目前的制氢成本很高,其实不环保~ 另外主要还是产业化难度更大,而且未必能追上日本了,需要纯电路线保底

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宝马奥迪都停止研发氢燃料车型了。浪费掉一笔钱后逃之夭夭了,国内的车企还往屎坑里钻。

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等20年罢

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加氢站多还是充电站多啊?氢能源车贵还是电动车贵啊?

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氢燃料电池虽然有很多优点但是困难也很大,首先就是技术要求比较高很多车企大规模量产氢燃料电池汽车都无法攻破技术难关,氢燃料电池电动机匹配技术也比较复杂虽然有车企再做但也是小范围的探索阶段。并没有真正的普及。第二就是成本非常高,开发氢燃料电池的成本和氢燃料电站的费用也很高,就连富裕的美国这方面建设都很慢普及率很低。高昂的成本是短时间没法解决的。第三就是安全性,虽然氢燃料电池汽车碰撞不一定就爆炸,但是氢燃料,氢能源在存储,运输的过程中如果处理不当很容易造成氢裂变产生易燃和爆炸是其极不稳定的。就像氢气球一样很容易就爆炸,潜在的风险要比普通的电池更大。所以再克服这些难关之前氢燃料电池还不是主流仍然在探索和改进中。其实现在很多车企正在研发生物燃料电池比如麦秆,乙醇,各种废弃生物油,粮食,农作物等生物资源,这些生物燃料成本相对比较低,用起来方便,技术没有那么难。很多都是生活中可利用的再循环资源利用的结果所以成本低,安全性也比较好,实践性要比氢能源好所以在发展传统电池的同时生物燃料电池是目前最好的补充方案,要比氢能源更靠谱,此外风能,水能,太阳能发电汽车也都有车企尝试也是不错的发展方向。

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干货满满!

邦老师 咱们就捡干的说[爱心] 回复

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妈的,为啥国内就只能用垃圾政策养垃圾企业?就不能鼓励企业技术创新么?为啥总用人家弃用的垃圾技术?

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我记得总理参观了丰田的氢能源车的制造原理,车模型,讲解。 技术要求很高!安培在旁边一脸沾沾自喜的样子。

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而氢气这玩意由于在军事层面应用的更多例如氢弹,消费者因此而有了错误的认知,认为氢燃料电池车。。。。。描述有误,

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两会期间是奇瑞和长城提交了大力发展氢能源倡议书 给这两家企业点赞

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氢气贵吗?

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