中日新能源汽车大PK

为什么要发展新能源核心技术、全产业链,并作为重要国策呢?其实这并不仅仅涉及到环保,还涉及到了地缘政治、国家利益以及今后能源的改革。

这十年新能源汽车的成本下降了好几倍,从不被认可到被消费者接受,国内的新能源汽车技术取得了突飞猛进的发展。

反观我们的邻国日本,一直致力于未来清洁能源的研发,2014年,丰田在北海道的工厂量产了它们首款氢燃料电池汽车Marai,下面我们对比下这两种解决方案。

动力系统的组成

从目前的发展状况看,两者的动力系统决定了他们的续航里程,决定了车内的乘坐空间,也决定了车企发展的方向。

纯电动汽车

纯电动汽车的动力系统主要是动力电池+电机的组合形式。当下流行的动力电池是正极是镍钴锰的三元锂电池,由上千个电芯经过包装整合组成电池pack。

电池pack一般悬挂在汽车底盘下边,为纯电动汽车续航提供能量,目前一个pack所携带的电量普遍小于90Kwh,只有特斯拉达到了100Kwh。

至于电机,国内有稀土元素,一般用永磁电机,而国外因地制宜,发展了感应电机。目前的电机尺寸都得到了优化,比较小,但是能输出比较大的功率。还有一种电机是轮毂电机,能耗更小,但受限于成本,并未普及。

氢能汽车

目前的氢能汽车,它的动力系统主要是电动机+燃料电池+储能电池+储氢罐的组合形式。和纯电动汽车相比,它的动力系统要复杂的多,电机基本相似,我们只讨论电池和储能装置。

我们可以把氢能汽车上的电池分为两种,一种是通过加氢燃料产生电能的,另一种是储备电能的,我们把前一种称为燃料电池,后一种称为储能电池,这两种电池必不可少。

通俗地讲,燃料电池是一个开环系统,他需要不断的的补充燃料—氢化物,我们也可以称为燃料电池反应堆。相比之下,储能电池是一个闭环系统,它的作用就是储能和充放电,当然三元锂电池也可以用作储能电池。

除此之外,最重要的就是上图中黄色的储氢罐了,储氢罐的作用是存储燃料的,所以体积也比较大。对比两者的动力系统组成,我们发现氢能汽车比纯电动车复杂太多了,纯电动汽车的技术要更成熟一些,就动力系统的安全性来讲,没有燃料电池反应堆的纯电动汽车更安全。就动力本身来讲,氢能汽车的能量供给则会更好。

两者发展遇到的技术瓶颈

到目前为止,这两者的发展都不同程度的遭遇瓶颈,纯电动汽车的瓶颈就在于锂电池技术的突破,这是一个世界性难题。

影响纯电动汽车最大的因素就是续航里程和充电的便利性,充电便利性属于基础设施,我们可以慢慢改进,但是续航里程呢?反映到动力电池上就是能量密度,以及锂电池材料的选用。

目前氢燃料电池车的问题就是整套系统过于庞大,与燃油车和纯电动车相比都毫无优势。

与此同时,氢能汽车无法储存液氢,储氢罐装的通常都是金属氢化物,其密度只有汽油的1/3,要达到汽油车的续航,储氢罐的体积是油箱的3倍。而且燃料电池、储能电池、电动机这些动力系统的体积并不比发动机+变速箱的体积小多少。所以氢燃料电池车要解决的问题是:提高储氢罐的能量密度、压缩燃料电池的体积。

谁更有优势?

在日本,从60年代就开始发展混动技术,自1998年就开始实行的“CEV补贴”(即清洁能源汽车补贴),补贴规则、车型和预算由日本下一代汽车振兴中心每年根据市场情况进行调整。目前日本有110座加氢站,每座氢气站的成本约为240万美元,日本政府为企业提供50%的安装费用补贴。而我们国内新能源汽车只是有量,氢能汽车还没有商业化,底蕴却远远不如日本。

方兴未艾的国产纯电动车和日本相比还是有差距的。诚然,国内新能源汽车不论是销量还是盈利都呈上升状态,但是品牌销量依赖“大客户”采购,比如共享汽车,面对个人市场又依赖政策补贴,这样是走不远的。所以在新能源领域不存在弯道超车,奋起直追才是我们需要做的。

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