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未來的清潔能源:純電動(dòng)?混合動(dòng)力?燃料電池?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1102次  |  2019年10月10日  

李克強(qiáng)總理幾日前出訪日本參觀豐田工廠,面對(duì)豐田章男介紹,總理面色凝重,這一表情被攝影機(jī)捕捉下來,國內(nèi)各大媒體以及社交平臺(tái)都開始對(duì)總理的面色“妄加揣測(cè)”、大肆渲染,表示“總理在看到什么叫真正的新能源產(chǎn)品后,對(duì)中國新能源車是否真的“新”踢出了質(zhì)疑”。其實(shí)總理對(duì)于國內(nèi)新能源發(fā)展是否合理早就有過質(zhì)疑,早在2016年總理辦公室就曾公開批評(píng)過某些車企利用政策漏洞“騙政府補(bǔ)貼”。所謂“秋后算賬”實(shí)在是有些過度解讀,某些媒體給自己加戲的行為其實(shí)無異是嘩眾取寵。


人類第一次的工業(yè)革命用簡單的機(jī)械代替了人力、獸力,以大規(guī)模工廠生產(chǎn)取代個(gè)體手工業(yè);第二次工業(yè)革命電力的大規(guī)模運(yùn)用,擺脫傳統(tǒng)能源正式進(jìn)入電氣時(shí)代;第三次工業(yè)革命電子計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)的推廣與普及,人類歷史進(jìn)程進(jìn)入了前所未有的大發(fā)展時(shí)期;第四次工業(yè)革命便是互聯(lián)網(wǎng)的興起讓,地球村正式誕生;第五次的工業(yè)革命必將是一次顛覆性的,有望徹底解決人類文明的能源需求。目前新能源車型驅(qū)動(dòng)方式多種多樣,但其實(shí)歸根結(jié)底還離不開下面這三種,今天車威小編給大家簡單梳理一下目前市場上最主流的新能源車類型。


混合動(dòng)力車


混合動(dòng)力車的簡稱為HEV,也就是Hybridelectricvehicle的簡寫,顧名思義混合動(dòng)力就是指非單一能源驅(qū)動(dòng)的車輛,現(xiàn)在市場上油電混合是比較普遍的做法。混合動(dòng)力車型還可以通過下幾種方式區(qū)分:


按動(dòng)力來源區(qū)分:油電混合、柴電混合、燃料電池和電池混合、液壓動(dòng)力混合系統(tǒng)、多重燃料混合系統(tǒng)以及人力混合動(dòng)力系統(tǒng)。


(豐田普銳斯油電混合動(dòng)力系統(tǒng))


按傳動(dòng)方式分類:并聯(lián)式油電混合、串聯(lián)式油電混合、混聯(lián)式混合動(dòng)力


并聯(lián)式油電混合就是內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)一起輸出動(dòng)力,但是動(dòng)力相互分開,通過分別的機(jī)械裝置將動(dòng)力傳遞到車輪,并聯(lián)式也常常被歸類于重度混合動(dòng)力中;


「并聯(lián)」


串聯(lián)式油電混合是通過內(nèi)燃機(jī)作為發(fā)電機(jī),為電池充電或者直接向電動(dòng)機(jī)供電,而電動(dòng)機(jī)是車輛唯一的驅(qū)動(dòng)裝置,這種形式也被稱為增程型電動(dòng)系統(tǒng),這中形式還能省去離合器與變速箱,不僅能減輕車重還能降低故障率以及維修成本;


「串聯(lián)」


混聯(lián)式混合動(dòng)力間距并聯(lián)與串聯(lián)兩種形式的特點(diǎn),起步或者低速狀態(tài)下使用效率更高的電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng),高速狀態(tài)下切換為內(nèi)燃機(jī)以避免電動(dòng)機(jī)因多次能量轉(zhuǎn)換引發(fā)的不必要能量損耗。


「混聯(lián)」


優(yōu)點(diǎn):


1、燃油效率更高:這種油電混合的車輛用油比純內(nèi)燃機(jī)更好的燃油效率以及機(jī)動(dòng)性能,可以在相同性能的前提下有效的降低單輛車的燃油消耗。


2、減小碳排:有效減少化石能源的小號(hào),從而減少二氧化碳的排放量。


3、更強(qiáng)的動(dòng)力:相比內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力來源的車型,混合動(dòng)力在動(dòng)力性方面都占有一定優(yōu)勢(shì)。


4、噪音:混合動(dòng)力車型工作時(shí)噪音相比傳統(tǒng)汽車噪音較低。


缺點(diǎn):


1、高售價(jià):不只是車價(jià),還有售后的維護(hù)成本以及車輛研發(fā)本身。


2、空間:混合動(dòng)力車型一般都會(huì)有兩臺(tái)動(dòng)力輸出裝置——發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)原本空間占用就很大,再加一個(gè)電動(dòng)機(jī)的話必然會(huì)壓縮車輛的使用空間。


3、電池衰減:電池衰減是電池使用過程中的必然現(xiàn)象,而車上所使用的電池更換和維修成本都非常高。


純電動(dòng)車


純電動(dòng)車又稱電瓶車,也叫電池電動(dòng)車,英文名為BatteryElectricVehicle,縮寫為BEV。此類車的驅(qū)動(dòng)能源來自外部電能的補(bǔ)給,用蓄電池儲(chǔ)存電能,自身不產(chǎn)生任何能量以及排放,所以世界各地的政府都對(duì)這種能源形式的車加以鼓勵(lì)。


純電動(dòng)車的動(dòng)力結(jié)構(gòu)頗為簡單,蓄電池通過外部充電裝置充電,再講電能提供給電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。然而一輛純電動(dòng)車的續(xù)航旅程多少以及充電時(shí)間,均與蓄電池本身有直接關(guān)系。


純電動(dòng)車是否環(huán)?,F(xiàn)在還是一個(gè)非常有爭議性的話題,因?yàn)樵陔姵厣a(chǎn)過程中碳的排放量也相當(dāng)大,而且每個(gè)多家或地區(qū)電力獲取的方式不同,電能本身是否“綠色”也有差別。


影響純電動(dòng)車的因素有以下幾點(diǎn):


電池容量


電池的容量大小是取決于“單位體積下/重量下能儲(chǔ)存多少能量”,而非我們通常理解的一臺(tái)車能夠裝多少塊電池,裝的越多容量也就越多,非也。車身的重量會(huì)影響到駕駛時(shí)的能量消耗,重量越重消耗也就越多。如果重量曲線超過了消耗曲線,那即使你加裝再多的電池,續(xù)航里程反而是在不斷降低。


充電


目前充電技術(shù)依然在不斷地更新?lián)Q代中,最主流的充電主要是分兩種:慢充和快充,慢充需要較長時(shí)間,但是可以延長電池的使用壽命;快充可以再極短的時(shí)間內(nèi)充至一個(gè)客觀的電量,代價(jià)就是電池衰減加劇。


壽命


電池在使用過程中不可避免的會(huì)發(fā)生電池活性衰減,而且這種衰減在不同環(huán)境下、不同電量情況下以及不同使用習(xí)慣下都會(huì)產(chǎn)生程度不一的衰減現(xiàn)象。電池本身是無法進(jìn)行保養(yǎng)的,唯一的辦法就是更換電池,而純電動(dòng)車的電池更換起來可是價(jià)格不菲。


電動(dòng)機(jī)


電動(dòng)機(jī)是純電動(dòng)車唯一的驅(qū)動(dòng)單元,同樣功率前提下電動(dòng)機(jī)的重量要比內(nèi)燃機(jī)輕許多,同時(shí)電動(dòng)機(jī)的扭矩輸出也非常穩(wěn)定,在低速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)的扭矩釋放依然能達(dá)到其設(shè)計(jì)的最大值。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)只有15%左右的利用率,大部分的能量都是通過散熱以及排放浪費(fèi)掉了,而電動(dòng)機(jī)工作時(shí)不僅沒有廢氣排放,絕大部分的能量都被用于驅(qū)動(dòng),可以說效率極高。


優(yōu)點(diǎn):


1、使用過程零排放


2、能源利用率高


3、電動(dòng)機(jī)性能強(qiáng)


缺點(diǎn):


1、生產(chǎn)過程排放量大


2、續(xù)航里程短:目前市場上銷售的純電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程都不是很令人滿意。


3、電池衰減:目前電池衰減問題無法解決,這也是純電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸之一。


燃料電池車(FCEV)


英文名為Fuelcell,這是一種主要通過樣或者其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng),將反應(yīng)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。燃料電池車目前看來是一個(gè)非常具有前瞻性的技術(shù),它的發(fā)電過程只排放熱量和水(如果基于不同的燃料可能會(huì)產(chǎn)生極小部分的二氧化碳和其他物質(zhì)),使用時(shí)對(duì)環(huán)境幾乎沒有任何污染;


燃料電池的能量效率已經(jīng)達(dá)到了百分之六十左右,但如果能將反應(yīng)過程中散發(fā)的熱能也加以捕捉和利用,其效率有望達(dá)到百分之八十。不過目前的燃料主要是以氫為主,氫在生產(chǎn)過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的污染排放。


李克強(qiáng)總理在日本參觀豐田時(shí)關(guān)注的那輛車就是豐田在2016推出的一款氫燃料電池車,很多人都會(huì)質(zhì)疑氫燃料電池車的安全性以及穩(wěn)定性,不如混動(dòng)車來的更直接。的確目前氫燃料電池有兩大亟待攻堅(jiān)的難題——成本、技術(shù)


技術(shù):氫燃料電池的核心零件是質(zhì)子交換膜和鉑催化劑,都是價(jià)格非常昂貴的貴金屬材料,目前還沒有發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)可以替代鉑做催化劑的元素。


成本:使用鉑來作為催化劑也導(dǎo)致氫燃料汽車售價(jià)要比普通燃油汽車或混動(dòng)車高出好幾倍;氫氣站的建設(shè)是強(qiáng)燃料電池車能否順利發(fā)展的關(guān)鍵,而目前全球總共建設(shè)氫站208座,中國大陸只有3座。在目前看來建氫站是一件穩(wěn)賠不賺的投資,如果沒有一個(gè)國家政府的支持,很難有一個(gè)企業(yè)可以獨(dú)立完成氫站的網(wǎng)絡(luò)化鋪設(shè)。


我國對(duì)于這一技術(shù)的研發(fā)與利用一直處于幾乎停滯狀態(tài),但是作為汽車行業(yè)的領(lǐng)跑者的豐田可是一直都馬不停蹄。


“夢(mèng)想總是要有的,萬一實(shí)現(xiàn)了呢”


日本人的執(zhí)著似乎總是對(duì)這個(gè)世界產(chǎn)生著巨大的影響,從豐田和本田的油電混合到現(xiàn)在的氫燃料電池,他們經(jīng)歷了長達(dá)二十多年的堅(jiān)持不懈,目前終于取得了令人可惜的巨大成就。從1893年提出氫燃料電池概念到2015年,我們用了一百多年的時(shí)間才等來了世界上第一款氫燃料電池量產(chǎn)車。


鋰電池目前是大多數(shù)系能源車生產(chǎn)廠商使用的能源解決方案,它對(duì)環(huán)境是不是最友好我們保持質(zhì)疑,但它肯定是目前短時(shí)間之內(nèi),金錢效益高的方案。不僅是我國,大部分國家的企業(yè)都只看重眼前利益,對(duì)于未來缺少長線投資。本來在電動(dòng)行業(yè)有著絕對(duì)話語權(quán)的豐田卻轉(zhuǎn)而投身氫燃料電池,我們不僅要為其眼光獨(dú)特感到驚奇,但也從中看出一絲訊息——?dú)淠茉床攀俏磥怼?/p>

優(yōu)點(diǎn):


1、零排放


2、能量效率高


3、解放化石燃料


缺點(diǎn):


1、價(jià)格昂貴


2、氫燃料提取技術(shù)不成熟


3、氫氣站普及難度大


總結(jié):


回過神兒以后理性的想想,豐田作為一個(gè)公司肯定是利益驅(qū)使技術(shù),如果投資沒有利益回報(bào)那從一開始方向便是錯(cuò)誤的。李克強(qiáng)總理訪日專門對(duì)豐田的參觀,不管對(duì)哪一方都是一個(gè)利好消息。我國的“十三五”發(fā)展規(guī)劃中表示,的中國政府將加大對(duì)于氫燃料電池車領(lǐng)域的投資,到2020年要實(shí)現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?;痉稇?yīng)用。我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主,這種化石能源生產(chǎn)出來的電能也是不環(huán)保的,氫燃料作為大規(guī)模使用目前看的確不現(xiàn)實(shí),但它必然是未來中國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個(gè)重要方向。豐田作為新能源領(lǐng)域研發(fā)的佼佼者,除了需要技術(shù)上的突破,更多還是需要國家政策上的支持,當(dāng)然豐田的這一切的努力還是為了在中國這個(gè)世界最大的汽車市場中占得先機(jī),野心真正在此。人類是通過工業(yè)革命才發(fā)展出如此文明,但也正是因?yàn)楣I(yè)革命迫使我們落到此番境地,生物能源的使用讓人類偉大,也讓人類為自己的偉大付出代價(jià)。我們急需一次顛覆性的變革,在我看來“能源革命”即將到來。


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