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氫燃料動(dòng)力鋰電池和鋰電池使用方式有什么不同

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:509次  |  2022年04月18日  

氫氣的能量密度比燃油大,比鋰離子電池高上百倍。我們都了解,燃油與氫氣釋放能量都是一個(gè)氧化過(guò)程,要么是原子量為12的碳被氧化、要么是原子量為1的氫被氧化。汽油柴油都是碳?xì)浠衔?,而氫氣只含氫,所以能量密度甚至更高。?dāng)然,考慮到比油箱復(fù)雜得多的儲(chǔ)氫系統(tǒng),情況會(huì)不相同。


加氫與加油都只要三五分鐘。如此一來(lái),車(chē)主就不必到處找充電樁,免去充電等待的時(shí)間了。當(dāng)然,加氫站不像加油站到處都是,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是個(gè)問(wèn)題。


如此說(shuō)來(lái),在續(xù)航與充能方面,氫燃料動(dòng)力電池車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē),真的很像啊!只不過(guò)一個(gè)是燒油,一個(gè)是燒氫。既然這么像,咱們?yōu)樯恫恢苯佑脗鹘y(tǒng)燃油車(chē),還要開(kāi)發(fā)氫燃料動(dòng)力電池車(chē)呢?答案就是,相關(guān)于傳統(tǒng)燃油車(chē),氫燃料動(dòng)力電池車(chē)同時(shí)具有節(jié)能減排的新能源車(chē)屬性:


減排:氫燃料動(dòng)力電池的反應(yīng)方程式非常簡(jiǎn)單:氫氣+氧氣→水。不僅沒(méi)有氮氧化物這種有毒氣體,就連二氧化碳都沒(méi)有??!當(dāng)然,這一點(diǎn)與電動(dòng)汽車(chē)碳排放的爭(zhēng)議相似,從全生命周期的角度來(lái)看,制氫是免不了有碳排放的。目前的主流觀點(diǎn)是:即便是考慮70%的火電,純電動(dòng)汽車(chē)的碳排放還是優(yōu)于燃油車(chē),氫燃料動(dòng)力電池車(chē)則與純電動(dòng)相當(dāng)或更好。


可再生能源:相對(duì)地柴油汽油,氫能源最大的優(yōu)勢(shì)就是可再生。除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫之外,還能通過(guò)煤制氫、利用谷電電解水制氫等,全生命周期的能源效率要優(yōu)于汽油柴油。退一萬(wàn)步講,能源效率還不如汽油柴油,但氫能源作為可再生能源,對(duì)石油對(duì)外依賴(lài)很強(qiáng)的我國(guó)、日本來(lái)說(shuō),依然是很有吸引力的選項(xiàng)。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

和電動(dòng)汽車(chē)相比,氫燃料動(dòng)力電池車(chē)?yán)m(xù)航足、加氫快;和傳統(tǒng)燃油車(chē)比,氫燃料動(dòng)力電池車(chē)又具有節(jié)能減排的屬性。雖然和兩邊比都有優(yōu)勢(shì),但普遍認(rèn)為燃料動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,要比純電動(dòng)慢5-10年,原因就在于有幾個(gè)待解決的關(guān)鍵問(wèn)題:


車(chē)載儲(chǔ)氫技術(shù):要論同樣的重量,氫氣的能量密度不低。然而,汽油柴油在自然條件下就是液體,而氫氣要壓縮成液體,還要保證安全,就要一個(gè)挺大的儲(chǔ)氫系統(tǒng)了。目前70兆怕的儲(chǔ)氫系統(tǒng),能量密度才每升800Wh。


燃料動(dòng)力電池技術(shù):重要是膜電極與空壓機(jī)技術(shù)。一個(gè)是壽命問(wèn)題,國(guó)內(nèi)還只能做到幾千小時(shí)耐久,日本豐田已經(jīng)可以做到上萬(wàn)甚至幾萬(wàn)小時(shí);另外一個(gè)就是供應(yīng)鏈問(wèn)題,很多部件還依賴(lài)進(jìn)口,成本大大上升。


加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè):純電動(dòng)汽車(chē)目前面對(duì)充電不便的基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題,氫燃料動(dòng)力電池車(chē)也逃不過(guò),甚至更嚴(yán)峻。純電動(dòng)汽車(chē)雖然充電慢,但除了超級(jí)快充站,在家里、單位里也能慢慢充,勉強(qiáng)可以用。若出行特性比較規(guī)律,甚至還挺方便,畢竟在家充電也省得跑加油站了,用車(chē)成本也更低。


氫燃料動(dòng)力電池車(chē)沒(méi)辦法在家里加氫,只能依賴(lài)于加氫站;而加氫站成本很高,若用戶(hù)規(guī)模不起來(lái),那就得持續(xù)虧本運(yùn)營(yíng),這種雞生蛋、蛋生雞的問(wèn)題就非常難解決。所以普遍認(rèn)為氫燃料動(dòng)力電池車(chē)應(yīng)該先應(yīng)用在商用車(chē)上,因?yàn)樯逃密?chē)的路線(xiàn)比較規(guī)律,對(duì)加氫站數(shù)量的需求就比較小了。

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標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)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

除此之外,當(dāng)前的工業(yè)副產(chǎn)品氫的純度不夠,在進(jìn)一步提純之前,無(wú)法直接用于氫燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)。


對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō),氫燃料動(dòng)力電池車(chē)可能是于2018年第一次進(jìn)入公眾視野。


有媒體將訪問(wèn)日本豐田事件過(guò)度解讀,說(shuō)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)將改弦更張,幾千億補(bǔ)貼打了水漂之類(lèi)的,想象力豐富。這種說(shuō)法,實(shí)際上就是將氫燃料動(dòng)力電池與電動(dòng)汽車(chē)兩個(gè)技術(shù)路線(xiàn)對(duì)立了起來(lái)。實(shí)際情況是這樣嗎?


氫燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī),雖然叫做發(fā)動(dòng)機(jī),但并不直接輸出扭轉(zhuǎn)。更準(zhǔn)確地說(shuō),它是一臺(tái)發(fā)電機(jī),輸出電能驅(qū)動(dòng)電機(jī),同時(shí)也可以給鋰離子電池充電。


這個(gè)結(jié)構(gòu)圖怎么有點(diǎn)似曾相識(shí)?對(duì)了,這不就是串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)嗎?事實(shí)上的確如此,包括豐田Mirai在內(nèi),氫燃料動(dòng)力電池車(chē)都是鋰離子電池+燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)的混合體,差別只是誰(shuí)的成分多一點(diǎn),誰(shuí)的少一點(diǎn)罷了


燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)功率與電池容量的不同組合


假如電池大一點(diǎn)、可外接充電,那不就成了增程式電動(dòng)汽車(chē),和李想的理想智造ONE差不多啦?其實(shí),就是差不多,只不過(guò)李想的增程式是燒油的,而氫燃料動(dòng)力電池車(chē)的增程器是燒氫氣的,這就是最重要的差別!


所以說(shuō),氫燃料動(dòng)力電池車(chē)很多情況下,也是增程式電動(dòng)汽車(chē)。既然二者在技術(shù)本質(zhì)上就有如此深的淵源,那么貿(mào)然地將兩個(gè)技術(shù)路線(xiàn)置于針?shù)h相對(duì)的位置,肯定是不合理的。


理性的觀點(diǎn)應(yīng)該是,電動(dòng)汽車(chē)路線(xiàn)與氫燃料動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)是互補(bǔ)的、相輔相成的。目光長(zhǎng)遠(yuǎn)的汽車(chē)公司,肯定不會(huì)把這兩個(gè)路線(xiàn)對(duì)立起來(lái)。就拿豐田來(lái)說(shuō),別看它現(xiàn)在力推氫燃料動(dòng)力電池,把專(zhuān)利都免費(fèi)公開(kāi)了,心窩子都快掏出來(lái)了,但在它的戰(zhàn)略規(guī)劃中,氫燃料動(dòng)力電池的份額也只是和純電動(dòng)差不多。


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