鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:503次 | 2022年04月07日
燃料動(dòng)力鋰離子電池VS鋰離子電池,誰(shuí)將統(tǒng)治將來(lái)汽車動(dòng)力源?
幾個(gè)月前,特斯拉CEO“給力哥”Elon·Musk在德國(guó)接受外媒采訪時(shí)將燃料動(dòng)力鋰電池(FuelCell)稱為“傻瓜電池”(FoolCell),并表示:“他們非常愚蠢,就算從理論上實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力鋰電池的最佳性能,也無(wú)法同今天的鋰離子電池抗衡?!彼€指出鋰離子電池還有很大潛力沒(méi)有發(fā)掘。
而另外一方面,通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開發(fā)燃料動(dòng)力鋰電池協(xié)議,計(jì)劃將來(lái)數(shù)年內(nèi)推出燃料動(dòng)力鋰電池車投入實(shí)用。早在2011年豐田就在東京車展上就亮相了FCV-R氫燃料動(dòng)力鋰電池概念車,今年?yáng)|京車展則將展出量產(chǎn)型號(hào)。豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個(gè)范疇進(jìn)行合作,其中就包括燃料動(dòng)力鋰電池。
除了豐田,通用汽車和本田汽車宣布將聯(lián)合開發(fā)下一代燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù),以便2020年投放到市場(chǎng)。韓國(guó)現(xiàn)代汽車已經(jīng)率先投產(chǎn)燃料動(dòng)力鋰電池車,福特、戴姆勒和雷諾-日產(chǎn)正合作開發(fā)燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)。
豐田表示,即將量產(chǎn)的燃料動(dòng)力鋰電池車售價(jià)約莫接近寶馬5系或者特斯拉ModelS,約莫為5萬(wàn)美元左右,一次加注燃料續(xù)航里程高達(dá)300英里(483公里)。因而性價(jià)比具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力。
那么究竟是特斯拉的給力哥對(duì),還是豐田以及一眾車廠對(duì),為甚么會(huì)有燃料動(dòng)力鋰電池和鋰離子電池之爭(zhēng),將來(lái)電動(dòng)汽車的動(dòng)力之源會(huì)有什么呢?我們來(lái)做一個(gè)深度解讀。
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電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車
今朝林林總總的電動(dòng)汽車,其實(shí)是傳統(tǒng)汽車的一個(gè)延續(xù),人們做的,只是把傳統(tǒng)汽車動(dòng)力部分、燃油部分換成了電機(jī)和電池。
電動(dòng)汽車的歷史其實(shí)非常非常悠久,1839年,蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動(dòng)機(jī),將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車輛。內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)明時(shí)間則要推遲到四十余年之后的1885年十月,卡爾·奔馳設(shè)計(jì)制造了世界上第一輛三輪汽油汽車,同年戈特利布·戴姆勒也制造出了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司,1926年兩家合并為戴姆勒-奔馳汽車公司。
電動(dòng)汽車在歷史上經(jīng)歷過(guò)三個(gè)發(fā)展期,1885年到1915年是電動(dòng)汽車的第一次黃金時(shí)期。這一期間,由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)相當(dāng)落后,行駛里程短,故障多,維修困難,不及電動(dòng)汽車,因此電動(dòng)汽車在這一時(shí)期被普遍認(rèn)可。當(dāng)時(shí)美國(guó)總統(tǒng)的座駕就是電動(dòng)汽車,而不是內(nèi)燃機(jī)汽車。
第二個(gè)階段是60年代,中東戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)石油危機(jī)的大背景下,美國(guó)通用汽車公司與福特汽車公司分別研發(fā)了新型電動(dòng)汽車。雪鐵龍、標(biāo)致則將現(xiàn)有車型改裝成小型電動(dòng)汽車。以此為契機(jī),全球掀起了電動(dòng)汽車熱潮。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
第三個(gè)階段是20世紀(jì)90年代后,隨著鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)步,成本的降低,電動(dòng)汽車的性能有了巨大提升。最終實(shí)現(xiàn)了特斯拉、日產(chǎn)等的量產(chǎn)電動(dòng)汽車。
從電動(dòng)汽車的歷史可以看出,電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車,實(shí)際上是平行發(fā)展,互相競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。當(dāng)電動(dòng)汽車的性能、成本、用戶體驗(yàn)高于內(nèi)燃機(jī)汽車的時(shí)候,電動(dòng)汽車就有一個(gè)黃金發(fā)展期,而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)步,體驗(yàn)超過(guò)電動(dòng)汽車時(shí),電動(dòng)汽車就歸于沉寂。
電動(dòng)汽車性能的關(guān)鍵因素:動(dòng)力鋰離子電池
有關(guān)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),性能、成本、用戶體驗(yàn)?zāi)芊駢旱箖?nèi)燃機(jī)汽車,關(guān)鍵在于動(dòng)力鋰離子電池。
我們了解,汽車能跑,是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱工作,給汽車供應(yīng)動(dòng)力,電動(dòng)汽車能跑是電池和電動(dòng)機(jī)供應(yīng)動(dòng)力。電機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展,已經(jīng)非常非常成熟。
無(wú)論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)。同等功率的電機(jī)往往比發(fā)動(dòng)機(jī)便宜,壽命更長(zhǎng),維護(hù)保養(yǎng)也更簡(jiǎn)單。理論上電動(dòng)汽車應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)汽車更加有競(jìng)爭(zhēng)力,而問(wèn)題的關(guān)鍵就卡在電池上。
眾所周知,汽車運(yùn)動(dòng)是要能量的,內(nèi)燃機(jī)汽車的能量來(lái)自于汽油或者柴油的燃燒,熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。而電池通過(guò)電機(jī),把電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。而今朝電動(dòng)汽車遇到的問(wèn)題就是同樣的重量,同樣的體積,電池供應(yīng)的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽油和柴油,也就是能量密度低。
所以,同樣跑300公里,汽油車只要30升的油箱,只要20多公斤汽油,而即使采用了先進(jìn)鋰離子電池的電動(dòng)汽車,也要600多公斤的巨大電池組,還不算保護(hù)電路,電池組本身的保護(hù)的重量。
倘若用鉛酸蓄電池,則要1噸到2噸的沉重電池組,而一輛家用轎車正常的重量也不過(guò)1噸多。
除了能量密度,電池還有一個(gè)功率密度的概念,動(dòng)力鋰離子電池能夠釋放的最大電流是有限的,電壓是有限的。即使電動(dòng)機(jī)功率很高,電池瞬間放電能力不行,也會(huì)影響電動(dòng)汽車的性能。
動(dòng)力鋰離子電池的分類
目前,電動(dòng)汽車用的動(dòng)力鋰離子電池種類其實(shí)非常多,但是真正實(shí)用化的并不多。因?yàn)楹芏嚯姵囟加羞@樣或者那樣的問(wèn)題。世界上大部分廠商都選擇了鋰離子電池,細(xì)節(jié)材料上有使用三元鋰離子電池的,有使用磷酸鐵鋰的,有使用錳酸鋰的,但是它們都可以歸結(jié)到鋰離子電池的領(lǐng)域,要充電放電,有循環(huán)次數(shù)。
氫燃料動(dòng)力鋰電池和鋅空氣電池都不是充電電池,是靠消耗其他材料(氫氣,鋅)出現(xiàn)電能,要添加其他材料才能維持運(yùn)行,更類似傳統(tǒng)燃油車加油的概念。