鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:555次 | 2021年11月27日
2030年我國(guó)燃料動(dòng)力電池車(chē)將達(dá)到百萬(wàn)輛?
目前我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)技術(shù)方面已具備基本條件,但距商業(yè)化量產(chǎn)仍有很長(zhǎng)距離。根據(jù)國(guó)家規(guī)劃要求,到2030年我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)將達(dá)到100萬(wàn)輛。
衣寶廉,我國(guó)工程院院士,我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)領(lǐng)域的泰斗級(jí)人物。從70年代參加并共同領(lǐng)導(dǎo)航天氫氧燃料動(dòng)力鋰電池的研制開(kāi)始,衣寶廉在這一領(lǐng)域已經(jīng)有了將近40年的職業(yè)相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),對(duì)他而言,氫燃料動(dòng)力鋰電池是他的生命,氫燃料汽車(chē)是他希望看到的另一個(gè)成就。
氫燃料汽車(chē),一個(gè)遠(yuǎn)高于純電驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的技術(shù),它以氫作為動(dòng)力,在續(xù)航里程與補(bǔ)充能源上有著十分獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而在儲(chǔ)氫系統(tǒng)以及其他方面,氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)的普及一直以來(lái)是全球汽車(chē)公司的一大難題。
七月七日,汽車(chē)預(yù)言家對(duì)話衣寶廉,從我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)未來(lái)發(fā)展規(guī)劃,到豐田汽車(chē)在這一領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),以及未來(lái)氫燃料汽車(chē)發(fā)展降本等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行一一探討,嘗試向外界展現(xiàn)我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池專家對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)未來(lái)的理解。
2030年燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)達(dá)到百萬(wàn)輛
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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從國(guó)際上看,燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始研發(fā),1990年到2005年,燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)示范應(yīng)用技術(shù)被證實(shí)可以滿足汽車(chē)應(yīng)用性能要求。2005年到2012年則是重要解決燃料動(dòng)力鋰電池壽命,美國(guó)能源部要求大巴車(chē)燃料動(dòng)力鋰電池壽命大于一萬(wàn)小時(shí),轎車(chē)大于五千小時(shí),目前已經(jīng)做到。
2012年之后,燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)重要面對(duì)降低成本,以及推進(jìn)加氫站設(shè)施建設(shè)?,F(xiàn)在燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)成本已經(jīng)下降到跟鋰離子電池車(chē)差不多的水平。國(guó)際社會(huì)燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到商業(yè)化初始階段?,F(xiàn)在燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)性能已經(jīng)達(dá)到傳統(tǒng)汽車(chē)水平,體積與傳統(tǒng)的四缸內(nèi)燃機(jī)相當(dāng),壽命大巴車(chē)已經(jīng)接近兩萬(wàn)小時(shí)。
目前我國(guó)有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)的發(fā)展是持明確支持態(tài)度,最明顯的就是燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)補(bǔ)貼不退坡,目前有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)是乘用車(chē)是20萬(wàn),輕型客車(chē)、貨車(chē)是30萬(wàn),大種型客車(chē)、中重型貨車(chē)是50萬(wàn)。每千瓦補(bǔ)助六千塊,為的就是在初期鼓勵(lì)燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)發(fā)展。
按照國(guó)家發(fā)展規(guī)劃要求,到2020年我國(guó)會(huì)擁有5000輛燃料動(dòng)力鋰電池車(chē),2025年達(dá)到5萬(wàn)輛,2030年達(dá)到百萬(wàn)輛。
豐田燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)與我國(guó)的三點(diǎn)不同
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
眾所周知,目前日本豐田在燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展領(lǐng)先與行業(yè),特別是在2014年十二月推出Mirai車(chē)型后更加奠定在燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)領(lǐng)域的地位。
談起我國(guó)發(fā)展燃料動(dòng)力鋰電池車(chē),衣寶廉坦承我國(guó)的一些技術(shù)指標(biāo)在某些方面對(duì)標(biāo)日本。但與日本技術(shù)存在一定差距,衣寶廉指出假如把豐田燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)技術(shù)比作一流,我國(guó)的水平便是二流。但在某些示范量方面,我國(guó)的燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)或許要比日本更加廣泛。
豐田燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)Mirai與我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池發(fā)動(dòng)機(jī)存在三點(diǎn)不同:
第一、豐田使用了活性Pt-Co合金催化劑。
第二、豐田使用了薄膜,質(zhì)子傳導(dǎo)率提高了3倍,降低了歐姆極化。
第三、豐田采用低密度GDL、3D流場(chǎng),類似化工當(dāng)中加擋板,將氣體流向改變,底下有個(gè)吹力,這樣的話用對(duì)流代替了擴(kuò)散,使得電流密度大幅度提升,這是是豐田對(duì)高密度燃料動(dòng)力鋰電池的一個(gè)重大貢獻(xiàn),比美國(guó)的薄膜電機(jī)要好用得多。
豐田即便開(kāi)放專利關(guān)鍵技術(shù)仍需公司自主研發(fā)
隨著豐田燃料動(dòng)力鋰電池的商業(yè)化,基礎(chǔ)設(shè)施加氫站便顯得更加緊迫,為此豐田與日野合作進(jìn)行燃料動(dòng)力鋰電池大巴車(chē)項(xiàng)目,因?yàn)榇蟀蛙?chē)、客車(chē)等行駛線路相對(duì)固定有關(guān)加氫站的依賴性較低。
更重要的是豐田在2015年一月6號(hào)宣布5680件的燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)專利可以無(wú)償使用。針有關(guān)此,衣寶廉表示豐田開(kāi)放專利的辦法有關(guān)其他車(chē)企以及整個(gè)行業(yè)來(lái)講會(huì)起到很大促進(jìn)用途。專利只是指明了發(fā)展方向,讓其他車(chē)企可以少走彎路,但關(guān)鍵核心技術(shù)依然要靠自己去研發(fā)。
這也是制約我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)成本的一個(gè)問(wèn)題,目前來(lái)說(shuō)我國(guó)的燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)所掌握的核心零部件依然依靠國(guó)外,降低成本之一則必須實(shí)現(xiàn)核心零部件的國(guó)產(chǎn)化。比如,我國(guó)引進(jìn)巴拉德電堆生產(chǎn)技術(shù)引進(jìn),按照計(jì)劃要求,2017年七月將完成生產(chǎn)線引進(jìn)工作,生產(chǎn)線產(chǎn)量2萬(wàn)臺(tái)9SSL電堆,實(shí)現(xiàn)9SSL電堆國(guó)內(nèi)批量化生產(chǎn)。
發(fā)展燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)降本是關(guān)鍵
氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)發(fā)展到現(xiàn)在,在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到一定成熟階段,但距離商業(yè)化推廣仍有一段距離。而制約燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)推向商業(yè)化的重要原因最大的就是成本問(wèn)題。
美國(guó)的通用和日本的本田今年初宣布投入四千多萬(wàn)美元,合人民幣就是兩個(gè)多億,來(lái)建燃料動(dòng)力鋰電池堆的生產(chǎn)線,豐田未來(lái)車(chē)上線的時(shí)候一天只能做三輛,一年只能做一千輛,因?yàn)檐?chē)的生產(chǎn)線可以借用燃料車(chē)的生產(chǎn)線,但是燃料動(dòng)力鋰電池堆和系統(tǒng)沒(méi)有生產(chǎn)線,所以生產(chǎn)受控制。
建立電堆和整車(chē)生產(chǎn)線之后,降本的焦點(diǎn)便圍繞在氫循環(huán)泵和鉑用量。鉑,作為燃料動(dòng)力鋰電池電機(jī)的催化劑,受全球量產(chǎn)影響也制約著商業(yè)化發(fā)展?,F(xiàn)在燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)技術(shù)提出把鉑的使用降到最低,甚至不用。目前正在進(jìn)行燃料動(dòng)力鋰電池催化劑方向的研究。甚至有專業(yè)技術(shù)人員指出,條件一旦成熟,把國(guó)內(nèi)的空壓機(jī)和氫循環(huán)泵的成本降下來(lái),燃料動(dòng)力鋰電池或許比鋰離子電池成本更低。
除此之外,在基礎(chǔ)設(shè)施加氫站建設(shè)方面,加氫站的建設(shè)投入巨大,一座加氫站的投入與十座加油站的投入相當(dāng)。這要政府和大公司來(lái)牽頭建設(shè)。目前宇通客車(chē)在中原建起第一座加氫站,政府補(bǔ)貼400萬(wàn)元。
燃料動(dòng)力鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)
燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)作為新能源汽車(chē)細(xì)分種類之一,在工作原理上燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)是燃料動(dòng)力鋰電池開(kāi)動(dòng)的,自由氧化還原反應(yīng)才能做成電池,燃料動(dòng)力鋰電池也是一種電池。
與鋰離子電池車(chē)的儲(chǔ)能方式不同的是,燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)儲(chǔ)能在氫罐里,通過(guò)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。它有供氣系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)和排水系統(tǒng),它跟內(nèi)燃機(jī)相同很復(fù)雜。此外,燃料動(dòng)力鋰電池是由多片連接起來(lái),一致性問(wèn)題很重要。綜合來(lái)看,燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)既有內(nèi)燃機(jī)的缺點(diǎn)又有電池的缺點(diǎn)。
用燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)和傳統(tǒng)燃油車(chē)做比較,基本上就是用氫瓶代替了油箱,燃料動(dòng)力鋰電池代替了內(nèi)燃機(jī),而在排放層面,燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)排的是水和水蒸氣。
但燃料動(dòng)力鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是能量高。燃料動(dòng)力鋰電池可以達(dá)到每公斤1000瓦時(shí)。而現(xiàn)在鋰離子電池是每公斤200瓦時(shí),目前我們的目標(biāo)發(fā)展到每公斤300到500瓦時(shí)。燃料動(dòng)力鋰電池的能量是非常高,這使得燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)?yán)m(xù)航里程遠(yuǎn)。
除此之外,燃料加注時(shí)間短,使用方式與燃油車(chē)基本一致。從使用角度容易被用戶接受。這一點(diǎn)奠定了燃料動(dòng)力鋰電池的應(yīng)用基礎(chǔ)。但是由于檻高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,現(xiàn)在發(fā)展比較緩慢。