English

难道氢燃料电池会取代锂电池成为汽车电动化主流吗?

时间:2018-6-8 10:03:50   点击次数:68

    近日,总理参观了位于北海道日本丰田汽车旗下工厂。图为总理在看到某款新能源汽车时,表情凝重。这款让总理如此严肃的新能源汽车就是丰田汽车的氢燃料电动车Mirai 


 

此车一出,立刻引起了各路媒体的一顿吹捧,仿佛氢燃料电池将成为汽车电动化的主流,氢燃料电池才是燃油车的终结者,让不少新能源汽车的从业者对其自身坚持的技术路线都产生了动摇。然而事实真的是这样么?氢燃料电池真的会取代锂电池成为会成为汽车电动化的主流么?然而事实并非如此,下面艾迈斯小编带您从以下角度分析为什么氢燃料电池不会成为汽车电动化的主流。  


一、燃料电池并不是二次电池 

电池有一次电池和二次电池之分,一次电池只能使用一次,电量放完后就没了。一次电池的活性物质利用完毕就不能再进行放电,也不能进行充电,二次电池在用完后通过充电可以再次使用,一次电池和二次电池与环境只有能量交换而没有物质交换。而燃料电池只要不断地供给燃料,就能连续地输出电能,燃料电池是一个敞开的电化学系统,与环境既有能量的交换,又有物质的交换。显然,燃料电池不同于一次电池和二次电池,但却兼具两者特性。 
 

一些人的观点是氢燃料电池用完加入氢气再使用和二次电池电量用完进行充电再使用本质是一样的,但又有人觉得氢燃料耗尽后再投入使用和一次电池用完一部分停下再进行使用是一样的,都是单向的,都不能充电。 
 

所以通过比较燃料电池和锂电池的本质区别显而易见,那就是燃料电池是不可逆的只能将能量进行单向转化,也就是说燃料电池的使用寿命是看使用小时,而并非循环次数,这一点锂电池占据了优势。如果燃料电池用于电动汽车中它则将需要锂电池的辅助来存储能量,用于维持汽车在熄火后的自动锁、防盗系统、车内灯光的正常运转,而使用锂电池则不需要使用燃料电池。这种需求关系必然造成在发展燃料电池电动车时带动锂电池技术的进步。此外,由于锂电池具有可充电等优势,在储能领域和消费类电子领域有巨大的需求,必然也会拉动锂电池技术的快速进步,从而补齐锂电池在能量密度和充电速度较慢上的短板。 


二、燃料电池做加法,锂电池做减法 

燃油车的动力系统主要有四大件:发动机、变速箱、油箱和控制单元。而燃料电池的动力系统包括燃料电池、驱动电机、高压储氢罐、储能用的二次电池和动力控制单元这五大件,甚至还需要配备燃料电池升压器,相比燃油车,燃料电池汽车动力系统的核心零部件一下子增加了好几个,而且每个核心零部件都是极其复杂的,技术含量极高。 
 

以都是存储燃料的油箱和高压储氢罐为例,高压储氢罐的技术含量可以说碾压油箱,完全不是一个数量级。首先,高压储氢罐内需要耐受至少700个大气压,才能保证储氢罐的安全性,这对做储氢罐的材料要求极高;其次,要在较小的空间储存尽量多的氢气,储氢材料的要求也很高;最后,需承受700个大气压,对储氢罐的阀门要求也是相当高的,既要保证在充放时不漏气,又要保证氢气以合适的速度放出来,并保持超长的稳定性和可靠性,这对阀门是极大的考验。再比如燃料电池车的动力控制单元,不仅需要控制燃料电池,还需要控制储能电池和高压储氢罐,甚至是燃料电池升压器,不禁感叹这是多么复杂的一套系统啊! 
 

燃料电池车这种做加法的思路,完全将汽车的动力系统复杂化了,导致其价格及其高昂。反观锂电池这种二次电池型的电动车却是一个做减法的思路,其动力系统只包括了锂电池组、电机和电控这三大件,锂电池组相当于将燃油车的发动机和油箱合二为一了,电机相当于燃油车的变速箱,随着轮毂电机技术的发展,未来还可以将电机和轮毂合二为一,对于电控,相比于燃料电池车,那真不知道简单到哪里去了。


一、“”是未来的能源货币 

随着技术的快速发展,我们日常生活中的大部分器件开始被赋予电的属性,都离不开电了,比如物联网的发展,一个物品没有赋予“电”的属性是不可能连起来的。电可以直接转化为其他各种存在形式的能量。例如:节能灯/电风扇/电梯,它们分别是将“电能”转化为光能/动能/动能&重力势能。 
 

基本上你能够想得到的能量存在形式,电能都能直接转化形成,而且大部分转化过程的能量转化率都很高,极其方便。你让石油直接转化试试?其他形式的能量转化为电能也是很方便。例如:“风能”转化为“电能”/“重力势能”转化为“电能”/“光能”转化为“电能”。虽然有些在能量转化过程中需要先转化为动能,再通过发电机转化为电能,但是整个过程中的能量转化率还是不错的。 
 

而燃料电池所需的燃料是一个较大的问题,氢气的来源主要为天然气和煤转化制氢,为了制氢而制氢,那就需要先将化学能转化为化学能,再将化学能转化为电能(目前转化率只有45%~60%),这个过程的能量损耗是很大的。 
 

电解水制氢就更加离谱了,将电能转化为氢(化学能),再将氢(化学能)转化为电能,那为什么不直接用电呢?而锂电池直接利用的就是“电”,显然燃料电池不会成为汽车电动化主要动力。  
 

作为专业的锂电设备全案服务供应商,艾迈斯认为锂电池在电动汽车中的应用优势优于氢燃料电池,并且锂电池因其体轻、可循环、利用率高等优势已在市面上也得到了广泛的应用,其地位之深,难以撼动。艾迈斯不断致力于锂电设备动力连接器的生产与研发,拥有现代化生产基地和近50余人的研发团队,还可根据客户需求,量身定制行业大电流插件产品。 







开启合作之旅
微信公众平台

常州市艾迈斯电子有限公司2016-2020版权所有
备案号码:苏ICP备15054641号-1