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北極星電力新聞網(wǎng) 新能源汽車整車熱管理設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)3.23-3.24 NVH性能設(shè)計(jì)及應(yīng)用開發(fā)3.30-3.31 詳見www.cartech8.com 電話:18696720030 汽車專業(yè)技術(shù)QQ群，總?cè)藬?shù)超過5W 歡迎文章結(jié)尾討論，投稿qchjL_admin@126.com -------------------------------------------------------------- 在動(dòng)力電池汽車在世界范圍內(nèi)都儼然成為未來汽車發(fā)展主流的情況下，為什么日本卻對氫燃料電池汽車如此偏愛呢? 近日，日媒報(bào)道，日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)計(jì)劃到2040年在日本普及以氫燃料為動(dòng)力的燃料電池車。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該機(jī)構(gòu)還將推進(jìn)技術(shù)研發(fā)，提高電池性能，降低車身制造成本。 據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》網(wǎng)站報(bào)道，根據(jù)該目標(biāo)，氫燃料電池車的續(xù)航里程將延長至目前的1.5倍，達(dá)到1000公里，到2040年該車型的保有量將由目前的2000輛增加到300萬至600萬輛。同時(shí)，車載電池的單位輸出功率將增至目前的3倍。隨著氫罐尺寸不斷縮小，車身重量將減輕。 此次日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)與電力公司、燃料電池廠商、研究機(jī)構(gòu)等合作，修訂了燃料電池與氫技術(shù)的開發(fā)規(guī)劃圖，以推動(dòng)燃料電池汽車車的普及。 在動(dòng)力電池汽車在世界范圍內(nèi)都儼然成為未來汽車發(fā)展主流的情況下，為什么日本卻對氫燃料電池汽車如此偏愛呢? 這要從氫燃料電池的特點(diǎn)說起了。 傳統(tǒng)中的動(dòng)力電池，包括鉛酸蓄電池，三元鋰電池，磷酸鐵鋰、石墨烯等，實(shí)際上都是蓄電池，本身并不能發(fā)電，或通過充電樁充電，或通過發(fā)動(dòng)機(jī)充電，然后再利用所蓄的電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的電機(jī)，再驅(qū)動(dòng)車輛行駛，因此動(dòng)力電池都有固定的續(xù)航能力和壽命。 而氫燃料電池嚴(yán)格意義上來說不能稱作為“電池”，而是一種被稱為“質(zhì)子交換膜”的發(fā)電技術(shù)，實(shí)際效果更接近于一臺發(fā)電機(jī)。它將氫氣和氧氣通過質(zhì)子交換膜催化后逆電解進(jìn)行發(fā)電，其本身并無法蓄電，發(fā)的電隨發(fā)隨用，無需燃燒，除了水和二氧化碳以外沒有任何排放物。這種電池具備能量轉(zhuǎn)換效率高、噪音低、無污染、壽命長、啟動(dòng)迅速、比功率大和輸出功率可隨時(shí)調(diào)整等性能優(yōu)勢。 燃料電池在很多領(lǐng)域已經(jīng)開始應(yīng)用。比如早期的航空航天動(dòng)力(600343,股吧)應(yīng)用，最早將燃料電池作為航空航天主要能源方式的可追溯到上世紀(jì)50年代美國NASA的阿波羅登月計(jì)劃，后來燃料電池逐步由航空航天、邊遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)電等領(lǐng)域向商用領(lǐng)域過渡，目前占比最大的應(yīng)用之一是是發(fā)電或輔助備用電源發(fā)電，例如美國很多數(shù)據(jù)中心將燃料電池作為備用電能使用。 燃料電池汽車，英文名叫做Fuel Cell Vehicle，簡稱FCV，是一種用車載燃料電池產(chǎn)生電力作為動(dòng)力的新能源汽車。動(dòng)力傳遞和驅(qū)動(dòng)部分是一樣的，還是使用電機(jī) 控制器的組合，不過它可以不用外接充電而是利用燃料電池“實(shí)時(shí)發(fā)電”，和純電動(dòng)汽車相比有著不少優(yōu)勢。 首先，燃料電池汽車接近于零排放汽車，生成物除水之外，還可能有少量的二氧化碳，但其排放量比內(nèi)燃機(jī)要少得多，且沒有其他污染排放(如氧化氮、氧化硫、碳?xì)浠锘蛭⒘?問題。 其次，燃料電池所使用的氫燃料來源廣泛，可采用水分解制氫，也可以從可再生能源獲得，可取自天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生能源。燃料電池汽車減少了對石油資源的依賴，優(yōu)化了交通能源的構(gòu)成。 第三，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率極高，其化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率在理論上可達(dá)100%，實(shí)際效率已達(dá)60%～80%，是普通內(nèi)燃機(jī)熱效率的2～3倍。從節(jié)約能源的角度來看，燃料電池汽車明顯優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)汽車。 第四，燃料電池汽車克服了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的缺點(diǎn)，其長途行駛能力及動(dòng)力性能已經(jīng)接近于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車。本田的燃料電池汽車充一次5公斤的氫氣可以跑750公里，遠(yuǎn)超鋰電池汽車。 第五，燃料電池汽車補(bǔ)充燃料氫只需幾分鐘可以完成，和內(nèi)燃機(jī)汽車加油差不多，而較先進(jìn)的鋰電池即使只充80%，也需要充電30分鐘。 第六，燃料電池屬于靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，除了空氣壓縮機(jī)和冷卻系統(tǒng)以外無其他運(yùn)動(dòng)部件，因此與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，燃料電池沒有了馬達(dá)的轟鳴，運(yùn)行過程中噪聲和振動(dòng)都很小。 說了氫燃料電池汽車這么多的好處，那為啥這么好的產(chǎn)品一直沒普及推廣呢? 首先，燃料電池汽車的制造成本和使用成本過高。燃料電池的生產(chǎn)成本一直居高不下。據(jù)美國能源部測算，目前燃料電池的生產(chǎn)成本已降為500美元/千瓦。但專家估計(jì)，只有當(dāng)燃料電池的生產(chǎn)成本降至50美元/千瓦的水平才能為消費(fèi)者所接受。也就是說，當(dāng)輸出功率為80千瓦的車用燃料電池的成本降到目前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的3500美元的價(jià)格時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)市場化效應(yīng)。另外，燃料電池汽車的使用成本過也高，由燃料電池發(fā)電系統(tǒng)提供電能的成本遠(yuǎn)高于各種動(dòng)力電池。 其次，無污染且低成本獲取純氫燃料還存在技術(shù)難點(diǎn)。通過重整或改質(zhì)技術(shù)轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)的化石燃料獲取純氫天然氣，并沒有擺脫對化石能源的依賴，也沒從根本上消除對環(huán)境的污染，而直接使用熱分解或是電解的辦法從水中制氫成本也很高。因此多數(shù)科學(xué)家都將目光轉(zhuǎn)向了利用太陽能，但存在許多技術(shù)障礙。只有到了能以再生性能源廉價(jià)地生產(chǎn)出氫燃料，氫燃料電池民用汽車的燃料問題才算獲得了根本性解決。 第三，目前的燃料電池汽車啟動(dòng)時(shí)間長，系統(tǒng)抗震能力還需提高。采用氫氣為燃料的燃料電池汽車啟動(dòng)時(shí)間一般會(huì)超過3分鐘，比起內(nèi)燃機(jī)汽車啟動(dòng)的時(shí)間長得多，機(jī)動(dòng)性能較差。此外，當(dāng)燃料電池汽車受到振動(dòng)或者沖擊時(shí)，各種管道的連接和密封的可靠性需要進(jìn)一步提高。 第四，燃料供應(yīng)設(shè)備復(fù)雜，且質(zhì)量和體積較大。目前普遍采用氫燃料的燃料電池汽車，因需要高壓、低溫和防護(hù)的特種儲(chǔ)存罐，導(dǎo)致體積龐大，也給燃料電池汽車的使用帶來了許多不便。 第五，加氫站等基礎(chǔ)配套設(shè)施配套不夠充足。雖然日本、美國加州、德國在政策扶持下已經(jīng)建立了大量的加氫站，但目前加氫站都需要政府推動(dòng)，建設(shè)成本是目前加油站的2-3倍，日常維護(hù)成本很高。加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，既涉及城市規(guī)劃、交通、電力等問題，又要解決投資和經(jīng)營者的獲利問題，同時(shí)還要有效解決加氫的核心技術(shù)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等問題。 既然目前燃料電池汽車技術(shù)還不算成熟，購買和使用成本很高，燃料的補(bǔ)充也不方便，為什么日本還要執(zhí)意要普及以氫為行駛動(dòng)力的燃料電池車呢? 或許，這大概是日本的國情所至吧。 早在2009年，日本政府就鼓勵(lì)發(fā)展氫能源汽車，在2014年，更是將建設(shè)氫能源社會(huì)確定為國家發(fā)展戰(zhàn)略，計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)氫能源社會(huì)的基礎(chǔ)建設(shè)。 電動(dòng)汽車使用的動(dòng)力電池，其所使用的電依舊是通過傳統(tǒng)發(fā)電模式提供的。因此，動(dòng)力電池需要充電，就要消耗能源。對日本而言，石油是日本主要能源消費(fèi)品，幾乎全都要依賴進(jìn)口。無論是化石能源，還是再生能源，日本都非常匱乏，土地資源也不夠豐富，所以無論是火力發(fā)電，光伏發(fā)電都不適合日本，這可能是日本為何如此鐘愛氫燃料電池的主要原因。 因?yàn)槿毡镜幕剂仙伲砸话闶褂秒娊馑茪?，日本制氫成本是全世界最高的地區(qū)之一，不過折合每公里的燃料費(fèi)用依舊比燃油車使用成本低。對于日本消費(fèi)者而言來說，日常加氫的成本是可以承受的。 氫燃料電池汽車除了可以充當(dāng)常規(guī)移動(dòng)工具，還可以用作分散式電源。也就是說，氫燃料電池汽車可以作為發(fā)電裝置為其他用電單位提供電量。與電動(dòng)車輛相比，具有2倍以上的供電能力。當(dāng)?shù)卣稹⒑[甚至核電站泄露等災(zāi)難來臨時(shí)，氫燃料電池汽車都可以發(fā)揮應(yīng)急發(fā)電的優(yōu)勢。 氫燃料電池的普及還有助于改善日本的大氣環(huán)境。假如普及600萬輛(私家轎車約占10%)，日本運(yùn)輸行業(yè)中的客運(yùn)部門預(yù)期就可以達(dá)到減少9%的二氧化碳的排放的效果。即便把從化石燃料等里提取出氫能所產(chǎn)生的二氧化碳的排放量也考慮進(jìn)去，二氧化碳的排放量預(yù)計(jì)每年消減390萬-760萬噸左右。 目前已經(jīng)量產(chǎn)的豐田MIRAI氫燃料電池汽車，靜止到100公里/時(shí)加速時(shí)間為9.6秒，續(xù)航500公里，加氫只需3分鐘，售價(jià)大概折合人民幣40萬元，加上日本政府補(bǔ)貼不到30萬元。 本田在日本市場推出的Clarity氫燃料電池車，售價(jià)折合人民幣約43萬元，靜止到100公里/時(shí)加速時(shí)間為8.8秒，可以續(xù)航750公里，加氫也僅需3分鐘。這樣的價(jià)格對于日本人來說，并不是很難接受。 豐田和日野聯(lián)合開發(fā)的豐田FC客車，以日野混合動(dòng)力客車為藍(lán)本，其中日野負(fù)責(zé)車身及底盤技術(shù)，而豐田則專注于燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。車身長10.5米、寬2.49米、高3.34米，可承載77人，可行駛約200公里，燃料加注可以在10分鐘內(nèi)完成，價(jià)格大約在1億日元(約合600萬元人民幣)。如果是應(yīng)急時(shí)使用，F(xiàn)C客車的燃料電池能夠產(chǎn)生足夠的電量，照亮整個(gè)疏散場所，例如學(xué)校的體育館。 可以預(yù)見的是，日本對氫燃料電池的運(yùn)用絕不止在于對出行領(lǐng)域，像樓體自發(fā)電、氫燃料大功率集中供電也在日本的能源發(fā)展規(guī)劃中。如果燃料電池技術(shù)得到重大突破，在眾多領(lǐng)域得到普及，那么只需要定期補(bǔ)充氫氣就可以滿足一切有關(guān)電力和動(dòng)力的需要。而氫燃料如果成為了非常廉價(jià)且可再生的資源，以氫燃料電池技術(shù)為基礎(chǔ)，日本可以打造一條極為可觀的可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈，徹底改變單純消耗的能源格局，從單一的長期依賴石油而變?yōu)槎嘣?，也?huì)更好地提高改進(jìn)能源的安全性。 新能源成為歐洲汽車市場最后的希望每日汽車 奮起的新能源汽車市場，是暮氣沉沉的歐洲汽車產(chǎn)業(yè)最后的希望。 銷量33,738輛，同比增長11.92%，同時(shí)創(chuàng)造2015年12月以來最高紀(jì)錄，12月份的良好表現(xiàn)為2017年歐洲新能源市場畫上了完美句號。 實(shí)際上，奮起的新能源汽車市場，是暮氣沉沉的歐洲汽車產(chǎn)業(yè)最后的希望。 縱觀全年成績單，去年歐洲新能源車總銷量再創(chuàng)新高，達(dá)到306,143輛，同比增長37.52%，在歐洲整個(gè)汽車市場處于下滑（-5％）背景下，這一增長顯得尤為亮眼，新能源車市場已經(jīng)成為歐洲大陸汽車產(chǎn)業(yè)增長最快的細(xì)分市場。 而在各車型上，12月是雷諾Zoe的回歸，銷量3,380輛，同比增長17.89%，并創(chuàng)造自去年6月以來最高銷量紀(jì)錄，累計(jì)銷量31,410輛，同比增長44.51%，繼續(xù)引領(lǐng)歐洲新能源車最高銷量紀(jì)錄。在特斯拉Model S和寶馬i3的強(qiáng)勢圍攻下，雷諾Zoe守擂成功，不僅奪得2017年最后一個(gè)月銷量冠軍，還蟬聯(lián)歐洲2017年度新能源車冠軍。 單看12月銷量排名，排在第一的是歐洲本土小型電動(dòng)車Zoe，銷量獨(dú)破三千，排在二三位的是來自美國加州的特斯拉兩款車，霸占兩千到三千的銷量區(qū)間，這反映了歐洲消費(fèi)者是多么地喜愛這兩款美國車。尤其是全球最先實(shí)現(xiàn)汽車電氣化的國家——挪威，其是特斯拉在歐洲最大市場，僅去年12月就貢獻(xiàn)了1,026輛Model S，創(chuàng)造32個(gè)月以來最好成績，還有1,429輛Model X，也是歷史最好成績，從挪威市場銷量占比Model X總銷量可以看出挪威市場對特斯拉的重要性，這也難怪挪威政府打算撤銷對特斯拉電動(dòng)車的優(yōu)惠政策。 正常來說，一個(gè)成熟汽車市場最暢銷的車型一般都是中低端的家用車，比如美國的皮卡和中國的中級車，如果一個(gè)市場豪華車當(dāng)?shù)?，那肯定是不合理的。通過觀察上面榜單可以發(fā)現(xiàn)，目前歐洲暢銷的新能源車型大部分是中高端車型，占比65%，這是歐洲新能源市場不成熟的體現(xiàn)，比如寶馬i3，去年累計(jì)銷量竟然排名第二，實(shí)在難以想象，這也說明了目前在歐洲消費(fèi)新能源車的主要以中高端消費(fèi)者為主。 雖然以大眾為首的歐洲車企在新能源路線選擇上主推插電式混動(dòng)，但是至今為止，歐洲大陸最暢銷的插混車型卻來自日本，這背后的邏輯耐人尋味。即便12月銷量和去年累計(jì)銷量紛紛同比下滑，但三菱歐藍(lán)德PHEV累計(jì)銷量依然排名靠前，依然守得歐洲最暢銷插電混動(dòng)車的美名。原因在于，這款車在英國、挪威、瑞典和冰島等冬天路況惡劣的北歐諸國依然有著強(qiáng)大的剛需，畢竟歐洲市場配備AWD功能的新能源車型并不多，同時(shí)價(jià)格還不貴。所以，即使去年有所下滑，但三菱歐藍(lán)德PHEV在歐洲市場總體表現(xiàn)穩(wěn)健，而且短期不會(huì)有競爭對手。 總的來說，雖然這些車型的出色表現(xiàn)為各自品牌市場份額占比加分不少，但如果沒有車型集群效應(yīng)，品牌市場份額也不會(huì)太高，最明顯的是雷諾，其僅有一款Zoe爆款車型，其它車型的表現(xiàn)都差強(qiáng)人意，所以雷諾占比歐洲新能源車市場份額（11％，下降1％）僅排第三，落后于寶馬（18％，下降1％）和大眾（12％）。另外，去年在歐洲市場表現(xiàn)火爆的特斯拉，接連超過奔馳、日產(chǎn)和三菱，市場份額躍居第四（9％），預(yù)計(jì)2018年隨著Model 3的到來，特斯拉在歐洲新能源市場的份額還將繼續(xù)提升。 --------------------------------------------------- 留言區(qū)已為您敞開 接下來的舞臺就是您的 --------------------------------------------------- ISO26262交流-cartech8 644064906 尺寸鏈-尺寸公差-GD&T 284673387 汽車項(xiàng)目管理-cartech8 675380624 汽車專業(yè)技術(shù)QQ群，總?cè)藬?shù)超過5W--點(diǎn)擊我加入 |
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