纯电动车有“硬伤” 燃料电池车后来居上

汽车周报 综合报道

最近几年,很多专家都发表了支持新能源车技术多样化的观点,建议不要把技术路线限定在纯电动汽车上,也希望企业都能够有一些创新。如果最终都要走入燃料电池车的方向,而且两者之间的技术差距仅有几年时间,中国投巨资建设的充电站最后也要改成加氢站,可能会造成一种巨大的浪费。

最近一周,有关新能源汽车的消息非常吸引眼球。日前,国务院常务会议、国家机关事务管理局分别出台了新能源车免征购置税、《政府机关及公共机构购买新能源汽车实施方案》,再次对新能源车的发展出台支持政策。与此同时,丰田汽车正式发布了即将在日本上市的燃料电池汽车(FCV)的预售价格,在700万日元(约42万元人民币)左右。

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一方面是中国政府大力推广以纯电动汽车为主的新能源车,另一方面是国外已经把终极新能源车的价格大幅度降低,大有赶超纯电动汽车的趋势。有消息称,日本政府计划到2025年将燃料电池汽车的价格降到2万美元,相当于目前A级车的价格,也与目前的纯电动汽车价格相当。如果这一目标实现,纯电动汽车的竞争力将更加令人担忧。

纯电动车有“硬伤”

2009年,中国出台了《汽车产业调整和振兴规划》,确立了发展纯电动汽车等新能源车的方向。此后几年,我国相继出台了一系列政策,并把新能源车的最终方向定为纯电动汽车。

北汽新能源汽车公司副总经理张勇告诉记者,自2010年被列入七大战略性新兴产业以来,新能源汽车就被作为汽车产业发展的必然战略取向。国家和地方政府多次发布扶持新能源汽车的政策,不仅可以有效缓解我国能源和环境压力,也是加快我国汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势、实现我国汽车产业可持续发展的重要战略举措。然而,尽管我国新能源汽车的发展已经启动多年,相关的政策也出台了一箩筐,新能源汽车的发展依然面临很多障碍,且饱受业内人士和媒体的质疑,甚至对2015年能否实现50万辆的推广目标许多人士都心怀疑虑。

在张勇看来,我国新能源汽车的发展已经有了一些顶层设计的趋势。

今年5月,国家主席习近平在上海汽车集团考察时强调,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,要加大研发力度,认真研究市场,用好用活政策,开发适应各种需求的产品,使之成为一个强劲的增长点。

近日,国务院常务会议决定自2014年9月1日至2017年年底,对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动汽车以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。7月13日,国家机关事务管理局等部门联合发布《政府机关及公共机构购买新能源汽车实施方案》,明确国家机关、前期两批推广应用城市的政府机关及公共机构未来3年公车采购中新能源车比例不低于30%,其余省级单位政府机关及公共机构公务新能源车采购比例3年内逐渐爬坡至30%,并对执行监督、充电设施建设等方面做出明确规定。

今年6月10日,北京市科委、北京市发改委、北京市财政局等单位组织召开了北京市新能源汽车推广应用相关政策媒体见面会,发布了《北京市示范应用新能源小客车自用充电设施建设管理细则》和《北京市示范应用新能源小客车财政补助资金管理细则》。这是在《北京市示范应用新能源小客车管理办法》和《北京市示范应用新能源小客车生产企业及产品审核备案管理细则》的基础上,出台的另两项推进新能源小客车示范应用的有力举措。自此,北京市在新能源小客车示范应用方面已形成“一个办法、三个细则”的完整政策体系。张勇告诉记者:“武汉、上海、江苏也出台了新能源汽车补贴细则。由此可见,密集出台的新能源汽车政策在不断向外释放信号,也预示着新能源汽车的发展正在进入深水区。越来越多的迹象表明,新能源汽车长远发展所需的顶层设计正在被完善。”

我国本来也投入了一些人力、物力、财力研发燃料电池汽车,不过在最终技术路线的选择上统一到混合动力—插电式混合动力—纯电动汽车这样一条技术路线上。再加上特斯拉的热炒,电动汽车更是备受关注。

即便是如此,我国纯电动汽车的发展依然面临很多问题。

张勇说,目前纯电动汽车的发展有多方面的障碍,包括产业整体创新力不足,原始技术创新匮乏,缺乏核心竞争力,电池管理系统(BMS)、电机控制(IGBT)等核心技术与国外先进水平相比仍有一定差距;产业基础薄弱,上下游产业链对汽车产品技术创新和制造水平有效支撑不足;基础设施建设滞后,公共充换电设施建设与大规模示范运行需求矛盾较突出;公众对新能源汽车认知度低,仍需扩大公众环保理念和意识。

“据最新市场调查结果显示,基础设施不完善成为车主购买新能源汽车的最大顾虑。约68%的参与者认为当前充电桩并不像加油站那么普及,其里程焦虑症阻碍了购买新能源汽车的热情。”张勇告诉记者。

燃料电池车后来居上

纯电动汽车遇到的问题,在燃料电池那里也同样存在。事实上,在确立纯电动汽车的发展方向时,燃料电池车还有很多技术问题待解决,成本也要高出纯电动汽车数倍,因此只能被看做是未来技术的发展方向。但是燃料电池在此后的快速发展让人始料未及。

广泛应用于电动汽车的燃料电池是一种称为质子交换膜的燃料电池(PEMFC),它以纯氢为燃料,以空气为氧化剂,不经历热机过程,不受热力循环限制,因此能量的转换效率高。同时,它还具有噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等特性,使得PEMFC非常适合用作交通工具的动力源。

丰田(中国)执行副总经理董长征告诉中国工业报记者,丰田研发了很多新能源车的技术,但认为最终的技术方向应该是氢燃料电池。

重庆交通大学教授王健也告诉中国工业报记者,由于氢燃料电池的性能优势更加突出,环保优势也非常明显,欧洲和美国都把未来的发展寄希望于燃料电池汽车,这是最近几年国外在新能源汽车技术上的明显变化。而中国则把希望寄托在使用锂电池等材料的电池上,忽视车辆系统的革命性变化,轮毂电机直接驱动车辆行驶,消除所有的齿轮传动环节和部件。

与纯电动汽车相比,燃料电池汽车由于没有传统内燃机相关装置,将节省数量可观的零部件,这一数字或许要以万计。燃料电池有更高的能量密度,氢气的能量密度是车载锂离子电池的10倍,5公斤的氢储量支持就可以支撑400多公里的续航里程。而要达到同样的里程,锂离子电池的重量要达到半吨,很多电能被电池的自重消耗了。

燃料电池汽车的充气速度也非常快,两三分钟即可充满能达到最大续航里程的氢气量。

资料显示,丰田有望今年年底推出的氢燃料电池汽车,一次补充氢燃料可行使700公里,而氢燃料每次补充所需的时间只要3分钟,和现在的汽油发动机汽车一样。700公里的续航里程也让氢燃料电池的商业推广价值大大提高。而纯电动汽车的充电时间要半个小时到七八个小时不等,而且续驶里程只有150~200公里。在同样需要建设充电站的情况下,氢燃料加气站的密度可以比电动汽车充电站低很多。从成本上看,最近国外又研发出一些新的技术和催化替代材料,大大降低了氢燃料电池的成本。氢从制备、储存到使用的安全性都已基本解决,氢能够担负储能载体的重任,制氢技术也已经多样化。不仅电力能制氢,日本已经研究出太阳能制氢供燃料电池车使用的技术方案,还有生物质能也都可以制氢,包括从污水处理厂的沼气中通过提取热、电、氢的热电冷三联产法提供低价氢。再有,很多石化企业排放的废气中就有氢气,可从废气中再把氢气分离出来并进行提纯。

新能源车推广也要考虑性价比

除了丰田,通用汽车和本田汽车也宣布将联合开发下一代燃料电池技术,以便在2020年投放到市场。韩国现代汽车已经率先投产燃料电池车,福特、戴姆勒和雷诺—日产正合作开发燃料电池技术。

奔驰在2011年左右推出的一款燃料电池汽车,其动力系统的性能要优于传统的2.0L发动机,并且拥有良好的燃油经济性,燃料消耗相当于每百公里消耗柴油3.3升。最大输出功率可达100千瓦,峰值扭矩可达290牛·米。最高时速可达170公里/小时,仅比自然吸气式奔驰B200低了26公里/小时。而且,这款车的二氧化碳排放量为零,售价在5万美元左右。

中国也有不少汽车企业研发了燃料电池汽车,但在以纯电动为主导方向的情况下,大都没有下大力推广。

燃料电池汽车与纯电动车一样,都需要站点补充燃料或充电,而且价格不菲。业内专家告诉记者,最近几年,很多专家都发表了支持新能源车技术多样化的观点,建议不要把技术路线限定在纯电动汽车上,也希望企业都能够有一些创新。如果最终都要走入燃料电池车的方向,而且两者之间的技术差距仅有几年时间,中国投巨资建设的充电站最后也要改成加氢站,可能会造成一种巨大的浪费。

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