电动汽车发展新思路：燃料电池与电池混合
来源：宝鄂实业
2019-03-28 17:21
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在纯电动、氢燃料电池汽车规模推广和普及仍需诸多技术、基础突破的当下，“电电混合”这一技术路线呼声渐高。
在10月举办的中韩汽车论坛上，中国汽车工程学会、宇通、上汽等代表提及这一课题。中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华表示：从技术上来说，这几年形成一个比较有规模特色的，用“电电混合”动力系统，就是燃料电池和电池的混合，这是目前比较符合燃料电池的发展水平，也符合燃料电池的技术特点，特别在商用车上。从2015年、2016年以来，到目前在氢能燃料电池发展，地方热情高于中央。很多是地方推动的研发和应用发展。
宇通客车燃料电池开发高级经理李飞强表示，宇通在做一个动力系统参数的匹配，以公交工况为例，计算出驱动系统平均功率，包括动力性的匹配动力性的功率，最后达到燃料电池和动力电池最优的匹配。能量管理方面基于燃料电池动力系统耐久性多约束条件分析，研究电电混合动力系统多层工作模式划分机制，通过基于滞环区间的有限状态能量管理控制技术，提升动力系统的耐久性。
上汽集团前瞻技术研究部程伟表示，从汽车用户角度、行业角度看，燃料电池车和纯电动是相互补充的，是燃料电池和锂电池的关系。短期来看是一个补充关系，因为对燃料电池车动力系统架构仍然需要动力电池，启动的时候辅助系统需要高压的供电，在车辆制动的时候能量回收需要动力电池，动态加速也需要动力电池的补充。燃料电池和纯电动在中长期来讲还是竞争关系。
在9月举办的2018全球未来出行论坛上，不少车企谈到对锂电池和氢燃料电池相结合的“电电混合”汽车的探索。同济大学汽车学院教授章桐在接受记者采访时表示，针对目前国内燃料电池功率普遍偏小的现状，“电电混合”是当下较为适合中国国情的发展路线。
此前，也有国内某电池专家在一次会议上提到，做燃料电池的人完全可以考虑电电混合或者是做一个增程式的燃料混合动力车。氢燃料电池汽车与纯电动汽车两条发展路线并非是绝对平行的，两者也可有交集，实现两种路线的优势互补。
中国在这一技术路线上起步并不晚于国外。在去年年底举行的第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会上，长江公交“氢”装上阵，实现动力电池与氢燃料电池“电电增程”方式的商业化运营。
国内锂电池产业拥有一定优势，发展“电电混合”技术路线较为实用，也更具经济性。通过与锂电池结合，能在合理的范围内适当降低燃料电池系统的功率，从而起到降低产品成本的目的。
业内人士指出，燃料电池存在动态响应速度慢问题，当车辆的运行状态在极短的时间内发生急剧变化（如起步、急加速），动力系统往往无法达到车辆所需的功率，但锂电池恰好就能解决这些问题。由锂电池提供车辆加速、减速等非稳态下所需的大功率，而燃料电池则用来提供稳定工况下的输出功率。“电电混合”能通过锂电池解决电动汽车的电控问题，同时用氢燃料电池来解决电动汽车的续航问题。
以长江电动客车作为开发平台的广东泰罗斯汽车动力系统公司已通过国家强制性测试，进入国家氢能车公告目录并进行小批量生产。明年将形成批量生产能力。
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源。从目前看，新能源车主流方向是纯电动，但从未来看，氢动力应该是终极之路。自2015年丰田推出“未来”、本田推出“清晰”、现代推出“NEXO”氢燃料电池汽车量产后，日韩汽车企业的超前行动对汽车行业冲击很大，中国开始追赶。
业内人士认为，“电电混合”并不是过渡阶段的技术路线，这一路线将长期存在，且未来氢燃料电池系统在“电电混合”汽车产品中所起到的作用会越来越大，发展大功率的氢燃料电池系统势在必行。
与铅酸电池相比，锂电池的能量密度高、寿命长、体积小、重量轻等优点，被人们寄予替代铅酸电池的厚望。三年前，有业内专家预测，在制造电动车领域，锂电池在2015年可以替代大约20%的铅酸电池，五年内可以实现大约替代30%的铅酸电池。然而时值今日，锂电池实际替代铅酸电池不到10%，而未来两年内要实现目标看来是非常的艰难。据最近行业协会预测的数据显示：今年锂电车的销量约300万辆，而整个电动车产销量约3200万辆。那么锂电池替代铅酸电池的主要障碍在哪里？
锂电池性价比优势并不突出。据众多经销锂电车的经销商反映：采用国产锂电池的电动车，返修率居高不下。国内实力雄厚的锂电池企业与一般的中小锂电池企业(pack)工厂制造出来的锂电池其返修率竟然低到5%，高到13%左右的差距，价格十分的悬殊：以锰系材料的48V12Ah约500元/组左右，镍钴锰三元材料的锂电池48V12Ah约650元/组左右。但是pack锂电池48V12Ah只有约320元/组左右。但是这种pack锂电池使用不到一年，电池容量大大衰减，已经无法再使用。而锰系材料和三元材料的锂电池与铅酸相比，除了体积小与重量轻之外，其余并没有多大的优势，其使用达到2年以上，电池的衰减程度已经无法满足行驶长距离的要求。
返修时间过长严重制约了消费者的使用。一旦出现锂电池的故障进行返修，时间长则一个星期左右，甚至有的更长，让消费者等待得不耐烦，失去了使用的信心。其原因是，经销商无法维修或更换锂电池内部出现问题的电芯，一定要通过快递运送到制造企业，通过专业设备来进行电池的维修。这是制约锂电池大规模替代铅酸电池的关键之一。
锂电池过于“娇贵”，无法像铅酸电池那样经得起折腾。锂电车在使用过程中，经不起摔扔撞击，一旦锂电池遭到刺穿，或者剧烈撞击把锂电池摔坏，锂电池就有可能会产生燃烧与爆炸；锂电池对充电器的要求很高，不能像铅酸电池那样随便用马路边的投币充电器来充电，一旦电流过大，击穿锂电池内的保护板就有可能产生导致燃烧甚至爆炸。
由于锂电池产品质量良莠不齐，大量的低端锂电池冲击着市场，使得经销商对锂电车企业的选择格外的小心谨慎，弄不好哪家制造企业一年半载之后就关门跑路，采购进来的锂电车就要让经销商全部兜着处理了。由此可见，锂电池要实现替代铅酸电池，如果不改变上述的问题，再过五年恐怕也很难
