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未來的清潔能源:純電動?混合動力?燃料電池?

鉅大LARGE  |  點擊量:1097次  |  2019年10月10日  

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


人類第一次的工業革命用簡單的機械代替了人力、獸力,以大規模工廠生產取代個體手工業;第二次工業革命電力的大規模運用,擺脫傳統能源正式進入電氣時代;第三次工業革命電子計算機和數據的推廣與普及,人類歷史進程進入了前所未有的大發展時期;第四次工業革命便是互聯網的興起讓,地球村正式誕生;第五次的工業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。目前新能源車型驅動方式多種多樣,但其實歸根結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。


混合動力車


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


按動力來源區分:油電混合、柴電混合、燃料電池和電池混合、液壓動力混合系統、多重燃料混合系統以及人力混合動力系統。


(豐田普銳斯油電混合動力系統)


按傳動方式分類:并聯式油電混合、串聯式油電混合、混聯式混合動力


并聯式油電混合就是內燃機與電動機一起輸出動力,但是動力相互分開,通過分別的機械裝置將動力傳遞到車輪,并聯式也常常被歸類于重度混合動力中;


「并聯」


串聯式油電混合是通過內燃機作為發電機,為電池充電或者直接向電動機供電,而電動機是車輛唯一的驅動裝置,這種形式也被稱為增程型電動系統,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」


混聯式混合動力間距并聯與串聯兩種形式的特點,起步或者低速狀態下使用效率更高的電動機作為驅動,高速狀態下切換為內燃機以避免電動機因多次能量轉換引發的不必要能量損耗。


「混聯」


優點:


1、燃油效率更高:這種油電混合的車輛用油比純內燃機更好的燃油效率以及機動性能,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,從而減少二氧化碳的排放量。


3、更強的動力:相比內燃機作為動力來源的車型,混合動力在動力性方面都占有一定優勢。


4、噪音:混合動力車型工作時噪音相比傳統汽車噪音較低。


缺點:


1、高售價:不只是車價,還有售后的維護成本以及車輛研發本身。


2、空間:混合動力車型一般都會有兩臺動力輸出裝置——發動機、電動機,發動機原本空間占用就很大,再加一個電動機的話必然會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象,而車上所使用的電池更換和維修成本都非常高。


純電動車


純電動車又稱電瓶車,也叫電池電動車,英文名為BatteryElectricVehicle,縮寫為BEV。此類車的驅動能源來自外部電能的補給,用蓄電池儲存電能,自身不產生任何能量以及排放,所以世界各地的政府都對這種能源形式的車加以鼓勵。


純電動車的動力結構頗為簡單,蓄電池通過外部充電裝置充電,再講電能提供給電動機,電動機將電能轉換成動能。然而一輛純電動車的續航旅程多少以及充電時間,均與蓄電池本身有直接關系。


純電動車是否環保現在還是一個非常有爭議性的話題,因為在電池生產過程中碳的排放量也相當大,而且每個多家或地區電力獲取的方式不同,電能本身是否“綠色”也有差別。


影響純電動車的因素有以下幾點:


電池容量


電池的容量大小是取決于“單位體積下/重量下能儲存多少能量”,而非我們通常理解的一臺車能夠裝多少塊電池,裝的越多容量也就越多,非也。車身的重量會影響到駕駛時的能量消耗,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,續航里程反而是在不斷降低。


充電


目前充電技術依然在不斷地更新換代中,最主流的充電主要是分兩種:慢充和快充,慢充需要較長時間,但是可以延長電池的使用壽命;快充可以再極短的時間內充至一個客觀的電量,代價就是電池衰減加劇。


壽命


電池在使用過程中不可避免的會發生電池活性衰減,而且這種衰減在不同環境下、不同電量情況下以及不同使用習慣下都會產生程度不一的衰減現象。電池本身是無法進行保養的,唯一的辦法就是更換電池,而純電動車的電池更換起來可是價格不菲。


電動機


電動機是純電動車唯一的驅動單元,同樣功率前提下電動機的重量要比內燃機輕許多,同時電動機的扭矩輸出也非常穩定,在低速狀態下電動機的扭矩釋放依然能達到其設計的最大值。內燃發動機只有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掉了,而電動機工作時不僅沒有廢氣排放,絕大部分的能量都被用于驅動,可以說效率極高。


優點:


1、使用過程零排放


2、能源利用率高


3、電動機性能強


缺點:


1、生產過程排放量大


2、續航里程短:目前市場上銷售的純電動車續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,這也是純電動汽車發展的瓶頸之一。


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行氧化還原反應,將反應中的化學能轉換成電能。燃料電池車目前看來是一個非常具有前瞻性的技術,它的發電過程只排放熱量和水(如果基于不同的燃料可能會產生極小部分的二氧化碳和其他物質),使用時對環境幾乎沒有任何污染;


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


李克強總理在日本參觀豐田時關注的那輛車就是豐田在2016推出的一款氫燃料電池車,很多人都會質疑氫燃料電池車的安全性以及穩定性,不如混動車來的更直接。的確目前氫燃料電池有兩大亟待攻堅的難題——成本、技術


技術:氫燃料電池的核心零件是質子交換膜和鉑催化劑,都是價格非常昂貴的貴金屬材料,目前還沒有發現任何一個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致氫燃料汽車售價要比普通燃油汽車或混動車高出好幾倍;氫氣站的建設是強燃料電池車能否順利發展的關鍵,而目前全球總共建設氫站208座,中國大陸只有3座。在目前看來建氫站是一件穩賠不賺的投資,如果沒有一個國家政府的支持,很難有一個企業可以獨立完成氫站的網絡化鋪設。


我國對于這一技術的研發與利用一直處于幾乎停滯狀態,但是作為汽車行業的領跑者的豐田可是一直都馬不停蹄。


“夢想總是要有的,萬一實現了呢”


日本人的執著似乎總是對這個世界產生著巨大的影響,從豐田和本田的油電混合到現在的氫燃料電池,他們經歷了長達二十多年的堅持不懈,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間才等來了世界上第一款氫燃料電池量產車。


鋰電池目前是大多數系能源車生產廠商使用的能源解決方案,它對環境是不是最友好我們保持質疑,但它肯定是目前短時間之內,金錢效益高的方案。不僅是我國,大部分國家的企業都只看重眼前利益,對于未來缺少長線投資。本來在電動行業有著絕對話語權的豐田卻轉而投身氫燃料電池,我們不僅要為其眼光獨特感到驚奇,但也從中看出一絲訊息——氫能源才是未來。


優點:


1、零排放


2、能量效率高


3、解放化石燃料


缺點:


1、價格昂貴


2、氫燃料提取技術不成熟


3、氫氣站普及難度大


總結:


回過神兒以后理性的想想,豐田作為一個公司肯定是利益驅使技術,如果投資沒有利益回報那從一開始方向便是錯誤的。李克強總理訪日專門對豐田的參觀,不管對哪一方都是一個利好消息。我國的“十三五”發展規劃中表示,的中國政府將加大對于氫燃料電池車領域的投資,到2020年要實現燃料電池車批量生產和規模化示范應用。我國能源結構以煤炭為主,這種化石能源生產出來的電能也是不環保的,氫燃料作為大規模使用目前看的確不現實,但它必然是未來中國能源結構調整的一個重要方向。豐田作為新能源領域研發的佼佼者,除了需要技術上的突破,更多還是需要國家政策上的支持,當然豐田的這一切的努力還是為了在中國這個世界最大的汽車市場中占得先機,野心真正在此。人類是通過工業革命才發展出如此文明,但也正是因為工業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。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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