未来到底是属于纯电动还是氢能源?这4个问题搞清楚后或许有答案
想必很多吃瓜群众已经注意到,氢燃料电池汽车已经完成了对电动汽车的取代,注意是在推广示范的范畴内,就比如动辄几十万的购车补贴,上次见到还是纯电动汽车产业刚起步的时候。
然而不同于纯电动汽车=电机+电池、有电就能普及的简单思维,氢能的大规模应用要复杂得多。
同时由于使用场景的特殊性,氢燃料电池汽车(FCV)本身也有很多技术门槛需要跨越,就比如以下这4个问题,就是必须搞清楚的事。
氢燃料电池的氢气是从哪儿来的?
氢是地球上存在最广泛的元素,这在初中化学课本上就已经提及,但应用到燃料电池之内的氢气制程还是比较复杂的。
FCV用氢气来源主要有两个,一是工业废氢,二是专门的电解制氢。
后者比较好理解,学过高中物理就知道电解水之后可以生成氢气和氧气,其中的氢气经过压缩之后就可以直接加注,常见电解场景有光伏电解制氢和风电电解制氢。
而前者应用比较复杂,工业和化工行业产生的废氢并不能直接应用于FCV使用,需经过多道提纯装置将纯度提升至99.9%以上才能压缩加注。
所以从成本考虑,前者不见得比后者理想,即便这种想法非常符合节能减排的理念。
氢燃料电池的氢气如何储存?
氢燃料电池使用的氢气是储存在车载的储氢罐内,当然,为了多存储氢气,高压是常态。
这种高压储氢罐的常规工作压力多在35Mpa以上,最高可以达到70Mpa。
为了抵抗这种压力和氢脆效应,储氢罐制造材料多为复合材料或者铝基内胆外部辅以钢纤维或碳纤维缠绕,以保证在夏季高温和事故过程中的强度及安全。
另外,部分实验室还在研究采用金属氢化物储存氢气的“另类”方式。
但这种储氢模式虽然安全系数更高,但存储量和释放速度显然暂时达不到理想数值,距离实际应用还有很长的路要走。
燃料电池汽车有怎样的能量控制策略?
FCV其实可以看做是一台增程式电动汽车,但又不是简单地将发动机+增程器换成了一台燃料电池。
大多数时候FCV的驱动模式是燃料电堆发电直接供电驱动系统和车辆附件使用,毕竟相较于高效率区间较窄的发动机,FC电堆可控性要好得多。
而在加速起步阶段,如果功率需求较大,则是电池+FC电堆共同驱动车辆行驶的模式,这样可以获得最大的动能输出而又不影响FC电堆的寿命。
同时在制动过程中,回收的动能直接充至电池之内,做到对功率波峰波谷最大程度地填充,这点与当下的混动车并没有差异。
氢燃料电池汽车有哪些典型代表?
从契合生活为出发点来说,丰田Mirai和现代NEXO是最典型的产品,如果把停产的产品也计算在内,本田Clarity也可以榜上有名。
而自主品牌当下则大多活跃在样车阶段,比如广汽旗下Aion LX Fuel Cell已经开始在广州示范性运营,但始终未登陆消费市场。
武汉格罗夫第一款产品欧思典也已经亮相,但一样并未量产。
自主品牌将氢燃料电池发力点放在了商用车上,比如宇通、中车、金旅、比亚迪等都推出了氢燃料大巴,潍柴、庆铃等推出了燃料电池卡车。
相较于更依赖基建生态的乘用车,这些车型确实能在起步阶段率先打开局面。
结束语:
氢能的大规模推广在现在这个节点来看还是有些太过夸张,但长远来看氢能的潜力丝毫不亚于以锂电为代表的纯电动汽车,特别是在电池技术遭遇瓶颈的现在更能体现价值。不过,唯一能够确定的是,不管是主张零排放的氢能源还是电驱动,取代传统燃油动力已经是板上钉钉的事,传统燃油动力退市的时间节点,越来越近了。