中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:狼,終于來(lái)了。
特斯拉的到來(lái),再次引發(fā)了中國(guó)人對(duì)新能源車(chē)的關(guān)注。這波純電動(dòng)車(chē)熱潮,因?yàn)榕cIT、互聯(lián)網(wǎng)及電商模式的接駁,吸引的眼球遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以往。特斯拉是電動(dòng)車(chē)“替代汽車(chē)”的救世主,還是僅僅一個(gè)激進(jìn)新穎的商業(yè)模式?結(jié)論還有待劇情的深入。
過(guò)去的五年,中國(guó)剛剛正從上一輪電動(dòng)車(chē)大躍進(jìn)中走出來(lái)。2009年全球金融海嘯,科技部門(mén)寄希望純電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn)“彎道超車(chē)”,搶跑全球汽車(chē)業(yè)。電動(dòng)車(chē)熱幾乎成為舉國(guó)體制:決策層期待戰(zhàn)勝危機(jī)的突破;地方志在科學(xué)創(chuàng)新的業(yè)績(jī);企業(yè)村村點(diǎn)火,戶(hù)戶(hù)冒煙??然而,卻因嚴(yán)重低估電動(dòng)車(chē)研發(fā)和世界技術(shù)水平的差距以及推廣的難度,大筆“學(xué)費(fèi)”砸下去,各種規(guī)劃卻基本落空。
按照2009年中國(guó)政府公布的《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,2011年以純電動(dòng)車(chē)為主的新能源車(chē)產(chǎn)量就要達(dá)到50萬(wàn)輛,占汽車(chē)總銷(xiāo)量的5%;但直到2013年底,真正賣(mài)到消費(fèi)者手中的純電動(dòng)車(chē)只有數(shù)千輛。
從有百年歷史的有軌電車(chē)到城鄉(xiāng)數(shù)以?xún)|計(jì)的電動(dòng)自行車(chē),在中國(guó)人看來(lái),純電動(dòng)車(chē)技術(shù)門(mén)檻最低,彎道超車(chē)的把握最大。盡管在發(fā)達(dá)國(guó)家,純電動(dòng)車(chē)只是新能源車(chē)技術(shù)路線(xiàn)并進(jìn)的眾多選項(xiàng)之一,在中國(guó)卻成為“孤注一擲”的首選。
但漸行漸知,電動(dòng)車(chē)不但要有傳統(tǒng)汽車(chē)研發(fā)制造的功底,還要有動(dòng)力電池、集成控制、電機(jī)等方面的創(chuàng)新突破。當(dāng)許多中國(guó)的電動(dòng)車(chē)專(zhuān)家教授被跨國(guó)公司請(qǐng)出國(guó)門(mén)參觀(guān),看了人家的電動(dòng)車(chē)研發(fā)手段和驗(yàn)證流程時(shí),方才感慨天外有天,與之相比絕不在“同一起跑線(xiàn)上”。所謂 “彎道超車(chē)”,只是中國(guó)人關(guān)起門(mén)來(lái)的臆想。
泡沫和喧囂終將過(guò)去,一批腳踏實(shí)地的中國(guó)企業(yè)會(huì)脫穎而出。比亞迪、北汽等一批執(zhí)著于新能源車(chē)研發(fā)的企業(yè)如今信心滿(mǎn)滿(mǎn)地提出,即將推出堪比特斯拉的車(chē)型。
新能源車(chē)路線(xiàn)圖
2001年1月,底特律,新世紀(jì)第一個(gè)國(guó)際車(chē)展。對(duì)豐田汽車(chē)公司社長(zhǎng)張富士夫的專(zhuān)訪(fǎng)給我留下難忘的印象。時(shí)逢全球汽車(chē)業(yè)一輪大兼并,我問(wèn)他,豐田如何迎戰(zhàn)這次資本大潮?他的回答似乎和企業(yè)重組并無(wú)關(guān)聯(lián):新世紀(jì)的主動(dòng)權(quán)在那些掌握節(jié)能環(huán)保最新技術(shù)的企業(yè)手里。
從奔馳發(fā)明第一輛汽車(chē)開(kāi)始,迄今已有128年,汽車(chē)技術(shù)現(xiàn)在面臨著革命性的變革——包括先進(jìn)的動(dòng)力能源、電子控制和新型材料。而在新能源車(chē)的探索方面,所有跨國(guó)公司都采取了全面研發(fā)、齊頭并進(jìn)、不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)各有側(cè)重的戰(zhàn)略。
我見(jiàn)過(guò)國(guó)內(nèi)許多主管官員和電動(dòng)車(chē)專(zhuān)家,一味主張?jiān)诩冸妱?dòng)車(chē)“一棵樹(shù)上吊死”。然而,不知道新能源車(chē)的體系內(nèi)涵與外延,不了解新動(dòng)力能源技術(shù)研發(fā)應(yīng)用路線(xiàn)圖的內(nèi)在邏輯,奢談新能源汽車(chē)發(fā)展,無(wú)異于盲人摸象。
各國(guó)汽車(chē)業(yè)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)曲折和彎路,在2010年前后,終于就動(dòng)力能源技術(shù)的“路線(xiàn)圖”形成共識(shí),由近及遠(yuǎn)的排列分別是:一、傳統(tǒng)汽車(chē)的高效動(dòng)力總成和生物柴油、乙醇等生化燃料;二、混合動(dòng)力;三、純電動(dòng)車(chē)(只適合作短途);四、插電式混合動(dòng)力車(chē)和增程式電動(dòng)車(chē);五、氫燃料電池車(chē)。由于氫能源蘊(yùn)藏豐富、排放為零,是新能源汽車(chē)的終極方案。
在新能源車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)選擇上,除了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化,“電驅(qū)動(dòng)”將成為貫穿混合動(dòng)力、純電動(dòng)、增程式、氫燃料電池的核心技術(shù)平臺(tái),所有新能源都要轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存并驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行。從廣義上說(shuō),新能源車(chē)都是電動(dòng)車(chē)。
內(nèi)燃機(jī)優(yōu)化仍是主流
直至今日,全球每年生產(chǎn)的8000萬(wàn)輛汽車(chē)基本都是內(nèi)燃機(jī)汽車(chē),內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力總成的科技創(chuàng)新一直是汽車(chē)業(yè)節(jié)能減排的主攻方向。比如渦輪增壓和缸內(nèi)直噴技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)FSI),大大提升了汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)里的充分燃燒;而雙離合變速箱(簡(jiǎn)稱(chēng)DSG)的發(fā)明,使變速箱換擋過(guò)程的能量損失幾乎為零。
節(jié)能減排,不光是動(dòng)力總成技術(shù)創(chuàng)新的目標(biāo),也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。包括減小車(chē)身的風(fēng)阻系數(shù)、車(chē)身輕量化、降低輪胎摩擦阻力、電器設(shè)備智能化和能量管理等多種學(xué)科。
在全球,汽車(chē)節(jié)能減排的一個(gè)大趨勢(shì)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的采用。由于一系列先進(jìn)技術(shù)的采用,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗只有汽油機(jī)的三分之一到一半,排放中的碳顆粒和有害物質(zhì)比上世紀(jì)80年代降低了90%以上,令人刮目相看。
2010年秋,我先后訪(fǎng)問(wèn)沃爾沃和雪鐵龍,得知沃爾沃在瑞典銷(xiāo)售的柴油轎車(chē)與汽油車(chē)比例在2000年是1∶9,到2009年猛增到9∶1;雪鐵龍2009年在歐盟銷(xiāo)售的轎車(chē),70%是柴油車(chē)。
柴油不僅來(lái)自石油。在歐洲,油菜籽、速生秸稈等都是綠色柴油的新來(lái)源。在中國(guó),“地溝油”是人們餐桌上的夢(mèng)魘,但經(jīng)過(guò)處理,“地溝油”恰恰是生物柴油的好原料。
在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái),傳統(tǒng)汽車(chē)依然是世界汽車(chē)業(yè)的絕對(duì)主流,因而傳統(tǒng)動(dòng)力優(yōu)化的意義格外重大。大眾中國(guó)前總裁范安德從2007年到2010年,在中國(guó)推行“動(dòng)力總成戰(zhàn)略”,把大眾在中國(guó)生產(chǎn)的轎車(chē)油耗和排放降低了20%。年產(chǎn)2000萬(wàn)輛汽車(chē)的中國(guó),如果能夠全面的降低油耗和排放20%,就意味著為市場(chǎng)提供了400萬(wàn)輛油耗和排放全部為零的新車(chē),這一效果何等震撼。
中國(guó)汽車(chē)業(yè)的能源科技研究和開(kāi)發(fā),傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的能源優(yōu)化應(yīng)該排在優(yōu)先考慮,它是節(jié)能減排戰(zhàn)役中站在地上的那條 “腿”,站的穩(wěn),邁出去尋路新能源的那條“腿”才得以支撐。
混合動(dòng)力是一種“道”
2001年春天,我在日本豐田公司試駕剛剛面世的混合動(dòng)力車(chē)“普銳斯”。它同時(shí)裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池、電動(dòng)機(jī)兩套系統(tǒng)。汽車(chē)在行駛中,把怠速、制動(dòng)、滑行時(shí)原本浪費(fèi)的點(diǎn)滴能量收集起來(lái),變成電能存在蓄電池里。加速和上坡時(shí)兩套系統(tǒng)同時(shí)出力,勁頭十足;平穩(wěn)行駛時(shí),由蓄電池驅(qū)使電動(dòng)機(jī)單獨(dú)出力,不再燒油。
豐田心無(wú)旁騖地研發(fā)混合動(dòng)力車(chē)十多年,普銳斯如今已經(jīng)做到第三代,節(jié)油效果可以達(dá)到50%以上。由于油電兩套系統(tǒng),普銳斯價(jià)格是貴一些,但是兩三年間節(jié)省的油錢(qián),就可以基本收回買(mǎi)車(chē)多花的錢(qián),而且在使用中消費(fèi)者也無(wú)須改變加油和駕駛的習(xí)慣。
到2012年,豐田混合動(dòng)力普銳斯的百公里油耗下降到4.7升。盡管日本政府早已取消了過(guò)去25萬(wàn)日元(約合1.5萬(wàn)元人民幣)的補(bǔ)貼,但在日本、美國(guó)市場(chǎng),普銳斯反而越賣(mài)越火,成為日本銷(xiāo)量最大的單一車(chē)型。
汽車(chē)發(fā)明者奔馳公司,也把混合動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用于最頂級(jí)的轎車(chē)S400 Hybrid上。2008年秋天,我曾在德國(guó)斯圖加特試駕奔馳這款混合動(dòng)力車(chē)。V6發(fā)動(dòng)機(jī)加上電機(jī)做功,功率高達(dá)299馬力,搭載“即停即起”技術(shù),百公里油耗7.9升——這一成績(jī)使S400 Hybrid成為全球頂級(jí)豪華轎車(chē)中的節(jié)油冠軍。
S400 Hybrid的亮點(diǎn)在于鋰電池的應(yīng)用。奔馳公司用高強(qiáng)度鋼殼包裹的鋰電池組只有兩塊磚頭大小,比豐田采用的鎳氫電池組小許多。不過(guò)鎳氫電池的好處是成本低、更安全,兩者追求各自不同。
內(nèi)山田竹志是豐田混合動(dòng)力研發(fā)之父,2013年成為豐田汽車(chē)首位工程師出身的會(huì)長(zhǎng)(總經(jīng)理)。此前我們有過(guò)多次交流,他讓我逐步認(rèn)同了一個(gè)基本理念:混合動(dòng)力不是一種新能源,而是一種“道”,無(wú)論傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī),還是電動(dòng)車(chē)、氫能源車(chē),致力能量回收的混合動(dòng)力技術(shù)都能讓它們進(jìn)一步節(jié)能。
內(nèi)山田出任豐田會(huì)長(zhǎng)后,我曾在常熟和他交談。我問(wèn):在中國(guó),政府和消費(fèi)者還沒(méi)有接受混合動(dòng)力,什么時(shí)候,混合動(dòng)力能夠被世界普遍認(rèn)同?
內(nèi)山田又給了我一個(gè)量化的指標(biāo):1997年他研發(fā)普銳斯時(shí),期望到2020年,混合動(dòng)力車(chē)可以達(dá)到汽車(chē)銷(xiāo)量的百分之二三十。但今天在日本,混合動(dòng)力車(chē)占豐田總銷(xiāo)量的比例已達(dá)40%以上。這表明,消費(fèi)者的環(huán)境資源意識(shí)的提升比想象還要快。
“我相信,到2020年,無(wú)論什么車(chē)輛,包括各種新能源車(chē),都將采用混合動(dòng)力技術(shù)。”內(nèi)山田說(shuō)。
東風(fēng)集團(tuán)副總經(jīng)理劉衛(wèi)東日前也告訴我,他們正在評(píng)估對(duì)法國(guó)標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)(PSA)一種全新概念的空氣混合動(dòng)力技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)。壓縮氣瓶將取代電池,用于回收能量,這一技術(shù)有望用于國(guó)產(chǎn)雪鐵龍和標(biāo)致產(chǎn)品,樣車(chē)年內(nèi)會(huì)在國(guó)內(nèi)試運(yùn)行。
純電動(dòng)車(chē)為何是一條短線(xiàn)
在我看到的新能源“路線(xiàn)圖”上,令人印象最深刻的,是其他各種新能源下面都畫(huà)著一條長(zhǎng)線(xiàn),純電動(dòng)車(chē)下面則是一條短線(xiàn)。
我想,這意味著純電動(dòng)車(chē)承擔(dān)不起全面替代汽車(chē)的使命。
早在1834年,美國(guó)人托馬斯·達(dá)文波特就造出世界上第一輛電動(dòng)車(chē),比汽車(chē)問(wèn)世早近半個(gè)世紀(jì)。但由于技術(shù)進(jìn)展緩慢,上世紀(jì)60年代電動(dòng)車(chē)只占世界汽車(chē)保有量的0.01%,幾乎退出歷史舞臺(tái)。
直到20世紀(jì)后半葉,石油短缺和環(huán)保呼聲日高,國(guó)外大企業(yè)紛紛投入巨資進(jìn)行電動(dòng)車(chē)開(kāi)發(fā)。上世紀(jì)90年代,曾經(jīng)有過(guò)一輪全球性的電動(dòng)車(chē)熱,豐田的RAV4、通用的EV1等電動(dòng)車(chē)在美國(guó)加州做得可圈可點(diǎn),并且在中國(guó)汕頭南澳島的“國(guó)家電動(dòng)車(chē)實(shí)驗(yàn)示范區(qū)”做過(guò)三年的示范運(yùn)行。然而,電動(dòng)車(chē)終因價(jià)格昂貴、充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航歷程短而在2003年宣布退潮。
電動(dòng)車(chē)180年來(lái)無(wú)法徹底大翻身,最大的瓶頸是電池的儲(chǔ)能密度太低。盡管從最早的鉛酸電池,后來(lái)的鎳氫電池,到今天的鋰電池,儲(chǔ)能比伴隨材料成本一起攀升,而仍然和化石燃料相差甚遠(yuǎn)。
2008年夏,我采訪(fǎng)奔馳集團(tuán)主管技術(shù)的副總裁韋伯,他說(shuō):“現(xiàn)在汽車(chē)和電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能之比是100∶1,我們的目標(biāo)是努力提高到10∶1,這樣的水平才有實(shí)用性。我們更關(guān)注誰(shuí)能在中期取得電池的實(shí)質(zhì)性突破?!?
特斯拉在中國(guó)備受追捧,續(xù)航里程可以達(dá)到500公里是賣(mài)點(diǎn)之一。每?jī)晒镫姵?,可以提供一公里續(xù)航里程,水平之高在業(yè)內(nèi)未見(jiàn)出其右者。盡管如此,500公里續(xù)航里程,需要背1000公斤的電池包,相當(dāng)15個(gè)成人伴你同行。而跑同樣里程的燃油汽車(chē)只要加油50升。兩者的儲(chǔ)能差距由此可見(jiàn)一斑。且不說(shuō),買(mǎi)一塊手機(jī)電池都價(jià)格不菲,1噸鋰電池你得掏多少錢(qián)?起碼30萬(wàn)元!
除了電池高昂的價(jià)格和安全方面的風(fēng)險(xiǎn),電池制造和銷(xiāo)毀過(guò)程中的污染,依然有待完善。
如果說(shuō)電動(dòng)車(chē)的技術(shù)瓶頸在電池,那么,電動(dòng)車(chē)推廣的難度則是在充電。充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后,充電耗費(fèi)的長(zhǎng)時(shí)間和頻繁程度,都是電動(dòng)車(chē)推廣中的羈絆。
全球電動(dòng)車(chē)依舊遭遇玻璃屋頂,國(guó)際上業(yè)界最樂(lè)觀(guān)的估計(jì)是,即使到“遙遠(yuǎn)”的2025年,純電動(dòng)車(chē)也不會(huì)超過(guò)全球汽車(chē)總產(chǎn)量5%。
在近一兩年的A級(jí)國(guó)際車(chē)展,無(wú)論歐美、日本,跨國(guó)汽車(chē)公司推出的小型、超小型電動(dòng)車(chē)越來(lái)越多。外觀(guān)時(shí)尚,玲瓏可愛(ài),乘坐兩個(gè)人,甚至只是一個(gè)人,續(xù)航里程50公里以下的也不在少數(shù)。純電動(dòng)車(chē)作為個(gè)人短程出行工具的功能越來(lái)越明確。在挪威奧斯陸頒發(fā)諾貝爾和平獎(jiǎng)的議會(huì)大廈外的街角,我見(jiàn)到四車(chē)位的自助充電樁前,停放的也都是微型電動(dòng)車(chē)。
線(xiàn)路圖上的短線(xiàn)表明,不要指望純電動(dòng)車(chē)能夠替代傳統(tǒng)汽車(chē)。買(mǎi)一輛小型電動(dòng)車(chē),做日常短途出行,電池小,充電時(shí)間短,電流無(wú)須太高,晚上在家用波谷電慢充,既經(jīng)濟(jì)又延長(zhǎng)電池壽命。但如果某日你要去趟天津,花50元坐高鐵吧。
“插電混動(dòng)”現(xiàn)在最靠譜
大眾中國(guó)CEO海茲曼曾問(wèn)我,大眾的“插電式混合動(dòng)力”技術(shù)能否在中國(guó)推廣?我認(rèn)為,“插電混動(dòng)”是當(dāng)下在中國(guó)最靠譜、最有節(jié)能環(huán)保效果的新能源車(chē),也能讓純電動(dòng)車(chē)在電池重量和續(xù)航里程的糾結(jié)中獲得解脫。
剛剛舉行的2014北京國(guó)際車(chē)展上,自主品牌已有一批“插電混動(dòng)”概念車(chē)型面世。大眾近兩年推出不同版本的插電式混合動(dòng)力車(chē)型,并且參與了由德國(guó)政府牽頭的一項(xiàng)為期四年、由產(chǎn)學(xué)研多家機(jī)構(gòu)參與的“插電混動(dòng)”研究項(xiàng)目,從而成為繼豐田、通用之后,第三個(gè)把新能源車(chē)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)從純電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向“插電混動(dòng)”的汽車(chē)巨頭。
插電混動(dòng)有兩個(gè)源頭,一個(gè)是豐田,在混合動(dòng)力的節(jié)油效果接近極限之后,為混合動(dòng)力車(chē)嫁接電動(dòng)車(chē)技術(shù),以求進(jìn)一步節(jié)油,遂起名“插電混動(dòng)”;另一個(gè)是通用汽車(chē),純電動(dòng)車(chē)下馬后,他們研發(fā)出電能耗盡后由燃油發(fā)電輸入電池的技術(shù),從而突破續(xù)航限制,稱(chēng)為“增程式電動(dòng)車(chē)”。在電動(dòng)機(jī)和汽油機(jī)的關(guān)系上,豐田是并聯(lián),通用是串聯(lián)。因豐田研發(fā)在先,“插電混動(dòng)”的名稱(chēng)在中國(guó)一般涵蓋這兩類(lèi)車(chē)型。
“插電式”是在原混合動(dòng)力基礎(chǔ)上,換了一個(gè)較小的鋰電池組,用于充電和回收能量,一次充電可行駛20公里;當(dāng)電能耗盡,再回到汽油機(jī)的混合動(dòng)力。插電混動(dòng)的普銳斯進(jìn)入中國(guó),政府主管部門(mén)認(rèn)為20公里的電池續(xù)航里程實(shí)在太小了,不能給予電動(dòng)車(chē)補(bǔ)貼。但豐田的技術(shù)人員告訴我,20公里是考慮了人們普遍的出行需求,以及電池成本與節(jié)能效果的平衡,是從大量統(tǒng)計(jì)測(cè)算中得到的最佳值。續(xù)航能力20公里,電池小,成本自然降低;但這20公里純電動(dòng)的介入,把混合動(dòng)力車(chē)的節(jié)油綜合效果,從50%再進(jìn)一步提升到了74%。
而通用的“增程式電動(dòng)車(chē)”Volt的設(shè)計(jì),是一次充電可以行駛80公里,在電動(dòng)機(jī)上同軸串聯(lián)一臺(tái)燃油發(fā)動(dòng)機(jī);當(dāng)電池即將耗盡時(shí),汽油機(jī)自行啟動(dòng)發(fā)電,滿(mǎn)箱油能繼續(xù)行駛570公里。相比插電式普銳斯,通用Volt要多備120-150公斤鋰電池,每公斤電池國(guó)際平均成本809美元,因而Volt價(jià)格也大概要高出插電普銳斯約10%。
我曾試駕Volt,從天津勸業(yè)場(chǎng)附近酒店充電后開(kāi)到北京宣武門(mén)。車(chē)上坐三個(gè)成年人,開(kāi)空調(diào),一路頻頻加速,毫無(wú)純電動(dòng)車(chē)的“里程恐懼”。全程用純電動(dòng)模式跑了59.9公里(80公里果然是理論數(shù)據(jù)),增程模式83.6公里,用電10.4千瓦時(shí),耗油7升。
大眾開(kāi)發(fā)的插電混動(dòng)產(chǎn)品充電續(xù)航里程為50公里,正好達(dá)到中國(guó)官方規(guī)定的新能源車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。
自主品牌比亞迪的F3DM雙模電動(dòng)車(chē)起步很早,實(shí)際就是“增程式電動(dòng)車(chē)”,目前其插電混動(dòng)車(chē)型“秦”的技術(shù)較為成熟,價(jià)格在補(bǔ)貼后也接近傳統(tǒng)汽車(chē)。
兩年前,比亞迪曾對(duì)深圳跑了6萬(wàn)公里的F3DM用戶(hù)做過(guò)統(tǒng)計(jì),電里程和油里程的比例是1:1。上班5天基本用電(一次充電續(xù)航60公里),周末出遠(yuǎn)門(mén)用油。加上混合動(dòng)力的能量回收,節(jié)油效果了得。種種跡象表明,比亞迪的插電混動(dòng)車(chē)很快會(huì)在北京獲得新能源補(bǔ)貼。
氫動(dòng)力是終極目標(biāo)
氫資源在地球上儲(chǔ)藏豐厚,排放純凈。氫燃料電池車(chē)是新能源汽車(chē)的終極目標(biāo),也是汽車(chē)巨頭們極力攻占的技術(shù)制高點(diǎn)。
170年前,英國(guó)物理學(xué)家格魯夫爵士第一次成功實(shí)現(xiàn)了電解的逆反應(yīng)并產(chǎn)生出電流。這正是今天氫燃料電池的基本原理,是探索太空和汽車(chē)新能源的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
簡(jiǎn)單地說(shuō),氫燃料電池是由極板夾著極薄的電解膜構(gòu)成。在電解膜一側(cè)的陽(yáng)極上,氫氣被鉑催化劑分解為電子和質(zhì)子。質(zhì)子可以穿過(guò)電解膜,與空氣中的氧生成水霧排出;電子則統(tǒng)統(tǒng)被電解膜攔下,集中起來(lái)生成電。電流在燃料電池中儲(chǔ)存下來(lái),從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。
1997年7月,在斯圖加特奔馳研發(fā)中心,我第一次看到奔馳剛剛開(kāi)發(fā)出的第一代、也是世界上第一輛氫燃料電池車(chē)。當(dāng)時(shí)的燃料電池體積很大,在一輛MB100中型面包車(chē)?yán)铮饲芭篷{駛座,車(chē)廂全部被巨大的燃料電池組占滿(mǎn)。
到2010年,奔馳在歐美已經(jīng)開(kāi)始試銷(xiāo)氫燃料電池車(chē)F-CELL,還組成“125天環(huán)游世界”示范車(chē)隊(duì)到達(dá)上海。在世博會(huì)展區(qū)的寬闊街道上,我試駕了這款奔馳最新氫燃料電池車(chē),安靜、平順、動(dòng)力強(qiáng)勁。它的氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),輸出功率100千瓦,續(xù)航里程可達(dá)400公里,每次充滿(mǎn)燃料只需3分鐘。
通用曾是氫能源車(chē)研發(fā)投入最大的跨國(guó)公司。2003年7月,我在底特律試駕過(guò)通用第二代氫動(dòng)力概念車(chē)Hy-wire。這是一款和傳統(tǒng)汽車(chē)差異最大的新科技產(chǎn)品。Hy-wire摒棄了傳統(tǒng)汽車(chē)上必不可少的方向盤(pán)、變速箱、傳動(dòng)軸等傳統(tǒng)部件,實(shí)行了完全由軟件控制的電信號(hào)“線(xiàn)傳”技術(shù),重新定義了汽車(chē)。
2008年,通用已經(jīng)造出第四代氫燃料電池車(chē),并到上海路演。奧巴馬上任美國(guó)總統(tǒng)后,轉(zhuǎn)向鐘情純電動(dòng),但從金融風(fēng)暴中重新站起來(lái)的通用,繼續(xù)邁出研發(fā)氫能源車(chē)的步伐。
近日,豐田汽車(chē)公司副社長(zhǎng)伊原告訴我,豐田的氫能源電池車(chē)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位,成本從當(dāng)年3億日元(約合1800萬(wàn)元人民幣)降低到1000萬(wàn)日元(約合61萬(wàn)元人民幣)。豐田的儲(chǔ)氫罐技術(shù)成熟,一次加氫3分鐘,續(xù)航里程500公里,有望最早投入商業(yè)化。
大眾、本田、寶馬也一直走在氫燃料電池車(chē)研制的行列里。
德國(guó)和日本已經(jīng)宣布了建設(shè)1000座加氫站的計(jì)劃;在美國(guó),將嘗試建設(shè)高速公路沿途的加氫站。
中國(guó)盡管沒(méi)有官方大力提倡和投資,氫燃料電池車(chē)也在頑強(qiáng)研發(fā)中。上汽從2006年起開(kāi)始研發(fā)氫燃料電池車(chē)。今年3月28日,上汽和大眾汽車(chē)集團(tuán)在德國(guó)簽署聯(lián)合聲明,共同開(kāi)發(fā)氫燃料電池技術(shù),據(jù)稱(chēng)持續(xù)投入已超過(guò)10億元。
同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院院長(zhǎng)余卓平介紹說(shuō),受技術(shù)、成本和基礎(chǔ)設(shè)施的制約,國(guó)際上對(duì)氫燃料電池車(chē)商業(yè)化的目標(biāo)從2014年推遲到2017年。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),取決于燃料電池中作為催化劑的鉑金用量進(jìn)一步下降,同時(shí)燃料電池壽命提高到5000小時(shí)(相當(dāng)于跑20萬(wàn)公里)以上,動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性提高,另外,大規(guī)模的制氫和存儲(chǔ)工藝也有待解決完善。
余卓平說(shuō),同濟(jì)大學(xué)和上汽聯(lián)合研制的氫燃料電池車(chē),曾在2011年必比登新能源車(chē)大賽上獲得第三名。與世界領(lǐng)先技術(shù)相比,中國(guó)的燃料電池和儲(chǔ)氫罐的承壓技術(shù)還有差距,但基本技術(shù)已經(jīng)具備。他透露,上汽新一代氫燃料電池車(chē)將在今秋實(shí)現(xiàn)“中國(guó)行”。




