電動汽車還能走多久?中國推行的新能源可不止這幾種!

科技公司都在研究自動駕駛,汽車製造商則更關注電池。只有解決了電池續航,自重帶來的問題才能真正將電動汽車帶入一個新的時代。大眾汽車因為「排放門」事件加快了研究電動汽車的腳步,這次和Google的合作將使用量子計算技術來為高性能電池的研究尋找突破。

量子計算技術聽上去是一個完全陌生的名詞。大眾首席信息官馬丁·霍夫曼(Martin Hofmann)和Google工程主管穆特·奈文(Hartmut Neven)在採訪中簡單地解釋了量子計算技術的原理。傳統計算機用比特(bit)在儲存信息,每一比特只能是1或者0,但是量子計算技術基於量子比特,每一比特可以是1、0或者同時是1和0。(聽著像是薛定諤的比特。)這樣能使存儲的信息呈指數級增加。更具體的內容可以看Summer Clover在如何用 IT 業者能聽懂的話介紹量子計算的原理?下的回答。

量子計算技術輔助的就是在電動汽車行業中佔據主導地位的電池技術。我們熟知的電動汽車品牌使用的都是鋰離子電池。比亞迪使用的磷酸鐵鋰電池和特斯拉的三元鋰電池都是鋰離子電池的一種,借用xinhe sun老師在該如何評價新能源汽車的電池性能和安全性?下回答的一張市場上電動汽車的電池分布圖上可以看出,磷酸鋰電池和三元鋰電池是最主流的兩種電池。這兩種電池各有長短處,但都屬於蓄電池。簡單的說,這兩種電池的使用過程就是把電能轉化為動能,而充電過程就是通過充電樁輸入電能。

與它們不同的燃料電池則是將燃料中的化學能轉化為電能,所以需要補充的是燃料。燃料電池車指的是氫燃料電池車,被公認為是全球車企在汽車環保技術的終極目標。因為其動力來源為氫氣,而氫是世界上最清潔的能源,在行駛過程中氫和氧結合釋放電和水,電驅動電動機帶動汽車行駛。除了豐田的MIRAI、本田的Clarity、通用在年初推出的SURUS平台、賓士的GLC F-Cell概念車和現代的ix35、剛展出的FE(暫名)外,上汽集團在2017中國國際工業博覽會上也展示了兩款氫燃料電池車型,分別為轎車榮威950和燃料電池輕型客車大通FCV80。

現代FE燃料電池概念車

知乎上關於這兩種電池的優缺點討論很多,總結一下能得到這樣的結論。鋰電池的充電時間長,而燃料電池只需要幾分鐘就能充滿燃料;電池壽命相比燃料電池接近無限的壽命是個劣勢,續航里程也不如燃料電池,更重要的是鋰電池的研究已經到了一個瓶頸,而燃料電池還有更進一步的空間。但是燃料電池裝置複雜,加氫站和催化劑的成本也居高不下,如果沒有突破性、革命性的進展,只能靠國家不停補貼才能維持運行。

正如電動汽車的研發受到政府補貼的驅動,今年燃料電池政策不斷迎來利好。國務院在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》和《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》中,對發展燃料電池汽車做了規劃部署,提出在關鍵基礎器件、燃料電池系統、基礎設施與示範方面加大研發和投入力度。不久前,國家質檢總局、國家標準委聯合發布了《中華人民共和國國家標準公告2017年第26號》,公告共批准425項國家標準,其中包括了八項氫能領域的相關標準。

隨著豐田常熟加氫站的建成,中國已經有7座加氫站。今年9月,上海首個氫能源基礎設施投資建設運營平台成立,希望能在3至5年內建成「環上海加氫站走廊」。同月,上海發布《上海市燃料電池汽車發展規劃》,規劃在2020年上海將聚集超過100家燃料電池汽車相關企業,於2025年建成50座加氫站。

豐田中國常熟加氫站

從今年開始,政府對純電動、插電式混合動力汽車的財政補貼已經開始退坡,但對氫燃料電池的補貼持續到2020年。這可以看做是之前跟隨美國錯誤判斷燃料電池形勢的「補償」。國家雖然大力推動新能源汽車,但是卻在2015年之後跟隨美國的判斷,取消了相關的政策補貼,導致這一塊技術的發展落後於日韓。

近幾年,日韓和歐洲各國在氫燃料上的研究有了許多進展,據現代汽車集團環境技術中心首席代表李記相11月2日中韓產業發展研討會上表示:「明年要進行量產的新款氫燃料電池車,在效率性能、氫儲存方面會實現世界最高水平。氫氣的利用率上,通過各個零部件的集成我們系統效率會提升到60%,比以往所推出的任何一個氫燃料汽車性能更卓越。」

並且,在低溫極端條件下,現代汽車新一代氫燃料電池車也突破了低溫啟動的技術難題。可以在零下30度的環境下啟動,優於柴油機的低溫啟動性能。耐用性上,通過膜電極催化,駕駛控制技術開發,耐用性達到10年16萬公里,與燃油車水平相當。很明顯,政府希望新能源企業能夠通過雙積分政策和各種補貼來推動國內燃料電池車的發展,以全面新能源汽車在中國的發展。

截止到2017年10月底,在netinform.net上記錄的歐洲,美國和日韓的加氫站分布和計劃遠比中國要多。

歐洲大陸加氫站分布

北美大陸加氫站分布

東亞大陸加氫站分布

綠色的旗子代表已經建成的加氫站;

黃色的旗子代表計劃中的加氫站;

灰色的旗子代表已經廢棄的加氫站。

這和加氫站的高成本有很大的關係,雖然在常熟建成的加氫站暫時還沒有公布成本,但是一套特斯拉超級充電樁的成本大約為15萬,每額外加一塊太陽能電池板成本增加15萬美元,而一座加氫站的成本據估計則高達100~200萬美元。之後的運營維護需要多少,國家會補貼多少,實際使用情況如何,都還未可知。

儘管如此,通過這些補貼和政策,我們仍然可以看到國家在全面推行新能源汽車這件事上的決心。總而言之,我願意抱著一顆期待的心去看待之後的發展。

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