近些年來電動汽車的頻繁亮相,人們早就習以為常,再加上政府的大力支持,汽車廠商都相繼推出了多款純電動和混合動力汽車,充電站的建設(shè)也日趨成熟。相比之下,同樣作為新能源的燃料電池汽車卻是幾度沉浮,雖然各方面性能都讓它有望成為內(nèi)燃機汽車的替代者,但十多年前高昂的售價和人們對其可靠性的質(zhì)疑,仍舊離我們很遠。
● 看起來很美的燃料電池技術(shù)
燃料電池是氫氣與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置,燃料電池并不像蓄電池那樣是個儲存電能的裝置,它更像是一個發(fā)電廠,在持續(xù)的化學(xué)反應(yīng)中不斷產(chǎn)生電能,只要有源源不斷的“燃料”就能不斷發(fā)電。
◆ 燃料電池的明顯優(yōu)勢:
①氫是世界上最多的元素,氫氣來源極其廣泛并且是可再生資源,所以用氫氣作為“燃料”似乎最合適不過。
②由于燃料電池是化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,相比內(nèi)燃機的燃燒作用不會產(chǎn)生大量廢氣與廢熱,轉(zhuǎn)化效率更可超過50%(內(nèi)燃機轉(zhuǎn)化效率為10%),排放物也只有水,也不會對環(huán)境溫度造成影響。
③使用壽命長于電化學(xué)電池并且電池維護工作量很小。
④相比于純電動車的充電時間來說,燃料電池加注氫氣的時間很短,幾乎與內(nèi)燃機汽車添加燃油時間相當,大約在3-5分鐘左右。
燃料電池的種類有很多種,但目前應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的多數(shù)為質(zhì)子交換膜燃料電池。由于90年代質(zhì)子交換膜燃料電池在技術(shù)上獲得了突破,奔馳于1994年生產(chǎn)了第一代燃料電池汽車necar1,此后眾多汽車廠家紛紛投入了燃料電池汽車的研發(fā)中。質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電效率高、輸出比功率高、使用壽命長、噪音低等特點讓其運用在汽車領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。
雖然90年代質(zhì)子交換膜燃料電池的種種性能特點都證明了它運用在汽車領(lǐng)域的可能,但當時質(zhì)子交換膜制作工藝復(fù)雜、產(chǎn)量低、價格高昂等因素仍舊就是燃料電池汽車實現(xiàn)量產(chǎn)的一大難題。
● 豐田Mirai的到來讓人們再次看到燃料電池汽車的未來
燃料電池昂貴的造價一直是各大廠商難以攻破的難題,也是其實現(xiàn)量產(chǎn)的最大阻礙,從1994年第一輛燃料電池汽車(奔馳NECARI)的誕生開始,各大汽車廠家都在該領(lǐng)域做著大量的研發(fā)工作。經(jīng)歷了10多年的苦心鉆研,豐田在2013年宣布將要在2015年上市一款造價控制在5萬美元左右的燃料電池汽車!在眾多的質(zhì)疑聲中,豐田兌現(xiàn)了諾言,2014年12月豐田Mirai在日本上市,售價為723.6萬日元(約折合人民幣37萬元),相比十年強100萬元美元的成本,豐田取得了飛躍性的進展。豐田Mirai的到來,讓人們再次看到了燃料電池汽車的未來。
豐田在2008年提出了燃料電池汽車的量產(chǎn)計劃,在6年的時間內(nèi),豐田將Mirai的各方面性能提升,650公里的續(xù)航里程、3分鐘的加氫時間、10秒的0-100km/h加速時間讓Mirai完全可以媲美傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車。
● 豐田將燃料電池的成本降的更低 性能卻提升了
燃料電池內(nèi)的電解質(zhì)薄膜制作工藝復(fù)雜,產(chǎn)量很難提高,催化劑鉑金屬的價格很高。但豐田降低了鉑金屬的使用量,并且將電解質(zhì)薄膜做的更薄用來提升燃料電池的性能。在Mirai上市之后,豐田宣布了向全球免費開發(fā)其燃料電池技術(shù)的5680項專利技術(shù),包括了Mirai的1970項關(guān)鍵技術(shù),意圖推廣燃料電池汽車的發(fā)展。
● 豐田不是一個人在戰(zhàn)斗
實際上,豐田Mirai并不是第一臺量產(chǎn)的燃料電池汽車,在2013年2月現(xiàn)代Tucson FCV率先下線成為第一臺量產(chǎn)的燃料電池汽車,在2014年正式在韓國售賣,現(xiàn)代Tucson FCV價格為1.5億韓元(折合人民幣85.5萬元),雖然價格高于后來的豐田Mirai,但可以看出,現(xiàn)代同樣在燃料電池技術(shù)上做出了突破,只不過由于韓國境內(nèi)氫氣設(shè)施的不完善沒能得到更多人的關(guān)注。
在2014年的洛杉磯車展上大眾集團發(fā)布了三款燃料電池汽車,三款車型都采用了大眾集團自主研發(fā)的第四代的100千瓦低溫質(zhì)子交換薄膜技術(shù)的燃料電池堆棧,續(xù)航里程超過500公里。
本田與通用聯(lián)合開發(fā)燃料電池汽車,旗下FCV概念車的量產(chǎn)版本預(yù)計于2016年在日本上市,該車搭載100千瓦的燃料電池,續(xù)航里程將超過700公里。
● 燃料電池汽車的普及仍然需要時間
雖然最新的燃料電池汽車成本被降低到了一個非??捎^的程度,但燃料電池汽車的普及仍然需要時間。其中的問題包括氫氣的來源并不一定環(huán)保、目前加氫站的數(shù)量非常短缺,人們對于燃料電池汽車的安全性能可能還存在質(zhì)疑。
①加氫站的短缺阻礙燃料電池汽車的發(fā)展
②氫氣的來源
③安全性的質(zhì)疑
● 燃料電池汽車與純電動汽車、混合動力汽車的優(yōu)缺點對比。
總結(jié):
“在業(yè)界有這么個說法,沒有能源站,就沒法賣車,”豐田常務(wù)董事佐藤康彥說??磥砣剂想姵剀嚨耐茝V與普及并非單一汽車廠家能夠解決,雖然豐田已經(jīng)突破了燃料電池汽車的成本限制,但對于氫氣的來源和加氫站的建設(shè)是汽車廠商無法解決的,這更像是一場汽車與能源的博弈,現(xiàn)在成本相對較低的能夠使用氫能源的汽車有了,接下來就該考慮如何讓它像內(nèi)燃機汽車那樣無所顧忌的跑起來了。






















