未来的清洁能源:纯电动?混合动力?燃料电池?

2019-10-10      1101 次浏览

李克强总理几日前出访日本参观丰田工厂,面对丰田章男介绍,总理面色凝重,这一表情被摄影机捕捉下来,国内各大媒体以及社交平台都开始对总理的面色“妄加揣测”、大肆渲染,表示“总理在看到什么叫真正的新能源产品后,对中国新能源车是否真的“新”踢出了质疑”。其实总理对于国内新能源发展是否合理早就有过质疑,早在2016年总理办公室就曾公开批评过某些车企利用政策漏洞“骗政府补贴”。所谓“秋后算账”实在是有些过度解读,某些媒体给自己加戏的行为其实无异是哗众取宠。


人类第一次的工业革命用简单的机械代替了人力、兽力,以大规模工厂生产取代个体手工业;第二次工业革命电力的大规模运用,摆脱传统能源正式进入电气时代;第三次工业革命电子计算机和数据的推广与普及,人类历史进程进入了前所未有的大发展时期;第四次工业革命便是互联网的兴起让,地球村正式诞生;第五次的工业革命必将是一次颠覆性的,有望彻底解决人类文明的能源需求。目前新能源车型驱动方式多种多样,但其实归根结底还离不开下面这三种,今天车威小编给大家简单梳理一下目前市场上最主流的新能源车类型。


混合动力车


混合动力车的简称为HEV,也就是Hybridelectricvehicle的简写,顾名思义混合动力就是指非单一能源驱动的车辆,现在市场上油电混合是比较普遍的做法。混合动力车型还可以通过下几种方式区分:


按动力来源区分:油电混合、柴电混合、燃料电池和电池混合、液压动力混合系统、多重燃料混合系统以及人力混合动力系统。


(丰田普锐斯油电混合动力系统)


按传动方式分类:并联式油电混合、串联式油电混合、混联式混合动力


并联式油电混合就是内燃机与电动机一起输出动力,但是动力相互分开,通过分别的机械装置将动力传递到车轮,并联式也常常被归类于重度混合动力中;


「并联」


串联式油电混合是通过内燃机作为发电机,为电池充电或者直接向电动机供电,而电动机是车辆唯一的驱动装置,这种形式也被称为增程型电动系统,这中形式还能省去离合器与变速箱,不仅能减轻车重还能降低故障率以及维修成本;


「串联」


混联式混合动力间距并联与串联两种形式的特点,起步或者低速状态下使用效率更高的电动机作为驱动,高速状态下切换为内燃机以避免电动机因多次能量转换引发的不必要能量损耗。


「混联」


优点:


1、燃油效率更高:这种油电混合的车辆用油比纯内燃机更好的燃油效率以及机动性能,可以在相同性能的前提下有效的降低单辆车的燃油消耗。


2、减小碳排:有效减少化石能源的小号,从而减少二氧化碳的排放量。


3、更强的动力:相比内燃机作为动力来源的车型,混合动力在动力性方面都占有一定优势。


4、噪音:混合动力车型工作时噪音相比传统汽车噪音较低。


缺点:


1、高售价:不只是车价,还有售后的维护成本以及车辆研发本身。


2、空间:混合动力车型一般都会有两台动力输出装置——发动机、电动机,发动机原本空间占用就很大,再加一个电动机的话必然会压缩车辆的使用空间。


3、电池衰减:电池衰减是电池使用过程中的必然现象,而车上所使用的电池更换和维修成本都非常高。


纯电动车


纯电动车又称电瓶车,也叫电池电动车,英文名为BatteryElectricVehicle,缩写为BEV。此类车的驱动能源来自外部电能的补给,用蓄电池储存电能,自身不产生任何能量以及排放,所以世界各地的政府都对这种能源形式的车加以鼓励。


纯电动车的动力结构颇为简单,蓄电池通过外部充电装置充电,再讲电能提供给电动机,电动机将电能转换成动能。然而一辆纯电动车的续航旅程多少以及充电时间,均与蓄电池本身有直接关系。


纯电动车是否环保现在还是一个非常有争议性的话题,因为在电池生产过程中碳的排放量也相当大,而且每个多家或地区电力获取的方式不同,电能本身是否“绿色”也有差别。


影响纯电动车的因素有以下几点:


电池容量


电池的容量大小是取决于“单位体积下/重量下能储存多少能量”,而非我们通常理解的一台车能够装多少块电池,装的越多容量也就越多,非也。车身的重量会影响到驾驶时的能量消耗,重量越重消耗也就越多。如果重量曲线超过了消耗曲线,那即使你加装再多的电池,续航里程反而是在不断降低。


充电


目前充电技术依然在不断地更新换代中,最主流的充电主要是分两种:慢充和快充,慢充需要较长时间,但是可以延长电池的使用寿命;快充可以再极短的时间内充至一个客观的电量,代价就是电池衰减加剧。


寿命


电池在使用过程中不可避免的会发生电池活性衰减,而且这种衰减在不同环境下、不同电量情况下以及不同使用习惯下都会产生程度不一的衰减现象。电池本身是无法进行保养的,唯一的办法就是更换电池,而纯电动车的电池更换起来可是价格不菲。


电动机


电动机是纯电动车唯一的驱动单元,同样功率前提下电动机的重量要比内燃机轻许多,同时电动机的扭矩输出也非常稳定,在低速状态下电动机的扭矩释放依然能达到其设计的最大值。内燃发动机只有15%左右的利用率,大部分的能量都是通过散热以及排放浪费掉了,而电动机工作时不仅没有废气排放,绝大部分的能量都被用于驱动,可以说效率极高。


优点:


1、使用过程零排放


2、能源利用率高


3、电动机性能强


缺点:


1、生产过程排放量大


2、续航里程短:目前市场上销售的纯电动车续航里程都不是很令人满意。


3、电池衰减:目前电池衰减问题无法解决,这也是纯电动汽车发展的瓶颈之一。


燃料电池车(FCEV)


英文名为Fuelcell,这是一种主要通过样或者其他氧化剂进行氧化还原反应,将反应中的化学能转换成电能。燃料电池车目前看来是一个非常具有前瞻性的技术,它的发电过程只排放热量和水(如果基于不同的燃料可能会产生极小部分的二氧化碳和其他物质),使用时对环境几乎没有任何污染;


燃料电池的能量效率已经达到了百分之六十左右,但如果能将反应过程中散发的热能也加以捕捉和利用,其效率有望达到百分之八十。不过目前的燃料主要是以氢为主,氢在生产过程中也会产生一定的污染排放。


李克强总理在日本参观丰田时关注的那辆车就是丰田在2016推出的一款氢燃料电池车,很多人都会质疑氢燃料电池车的安全性以及稳定性,不如混动车来的更直接。的确目前氢燃料电池有两大亟待攻坚的难题——成本、技术


技术:氢燃料电池的核心零件是质子交换膜和铂催化剂,都是价格非常昂贵的贵金属材料,目前还没有发现任何一个可以替代铂做催化剂的元素。


成本:使用铂来作为催化剂也导致氢燃料汽车售价要比普通燃油汽车或混动车高出好几倍;氢气站的建设是强燃料电池车能否顺利发展的关键,而目前全球总共建设氢站208座,中国大陆只有3座。在目前看来建氢站是一件稳赔不赚的投资,如果没有一个国家政府的支持,很难有一个企业可以独立完成氢站的网络化铺设。


我国对于这一技术的研发与利用一直处于几乎停滞状态,但是作为汽车行业的领跑者的丰田可是一直都马不停蹄。


“梦想总是要有的,万一实现了呢”


日本人的执着似乎总是对这个世界产生着巨大的影响,从丰田和本田的油电混合到现在的氢燃料电池,他们经历了长达二十多年的坚持不懈,目前终于取得了令人可惜的巨大成就。从1893年提出氢燃料电池概念到2015年,我们用了一百多年的时间才等来了世界上第一款氢燃料电池量产车。


锂电池目前是大多数系能源车生产厂商使用的能源解决方案,它对环境是不是最友好我们保持质疑,但它肯定是目前短时间之内,金钱效益高的方案。不仅是我国,大部分国家的企业都只看重眼前利益,对于未来缺少长线投资。本来在电动行业有着绝对话语权的丰田却转而投身氢燃料电池,我们不仅要为其眼光独特感到惊奇,但也从中看出一丝讯息——氢能源才是未来。


优点:


1、零排放


2、能量效率高


3、解放化石燃料


缺点:


1、价格昂贵


2、氢燃料提取技术不成熟


3、氢气站普及难度大


总结:


回过神儿以后理性的想想,丰田作为一个公司肯定是利益驱使技术,如果投资没有利益回报那从一开始方向便是错误的。李克强总理访日专门对丰田的参观,不管对哪一方都是一个利好消息。我国的“十三五”发展规划中表示,的中国政府将加大对于氢燃料电池车领域的投资,到2020年要实现燃料电池车批量生产和规模化示范应用。我国能源结构以煤炭为主,这种化石能源生产出来的电能也是不环保的,氢燃料作为大规模使用目前看的确不现实,但它必然是未来中国能源结构调整的一个重要方向。丰田作为新能源领域研发的佼佼者,除了需要技术上的突破,更多还是需要国家政策上的支持,当然丰田的这一切的努力还是为了在中国这个世界最大的汽车市场中占得先机,野心真正在此。人类是通过工业革命才发展出如此文明,但也正是因为工业革命迫使我们落到此番境地,生物能源的使用让人类伟大,也让人类为自己的伟大付出代价。我们急需一次颠覆性的变革,在我看来“能源革命”即将到来。


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