丰田等汽车为什么选择投产氢燃料电池汽车而不选择锂电池呢?
这款新GLC的氢燃料混动版本和普通混动车型的最大区别,当然普通车型采用插电或油电混合,而它采用了氢燃料电池技术。
锂离子电池原理是什么锂离子电池原理介绍
正极构造
LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极
负极构造
石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)负极
电芯的构造
电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,现在比较先进的负极层状石墨颗粒已选用纳米碳。
根据上述的反响机理,正极选用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其间LiCoO2本是一种层构造很安稳的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其构造可能发生变化,但是不是发生变化取决于X的大小。通过研讨发现当X>0.5时Li1-XCoO2的构造表现为极端不安稳,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒完结。所以电芯在运用过程中应通过约束充电电压来操控Li1-XCoO2中的X值,一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5,这时Li1-XCoO2的晶型仍是安稳的。负极C6其自身有自己的特色,当首次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成以后必须有一部分Li留在负极C6中,心以确保下次充放电Li的正常嵌入,不然电芯的压倒很短,为了确保有一部分Li留在负极C6中,一般通过约束放电下限电压来完成。所以锂电芯的安全充电上限电压≤4.2V,放电下限电压≥2.5V。
锂离子电池内部成螺旋型构造,正极与负极之间由一层具有许多纤细小孔的薄膜纸离隔。锂离子电芯是一种新式的电池动力,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间来往运动,电极和电解质不参加反响。锂离子电芯的能量容量密度能够到达300Wh/L,分量容量密度能够到达125Wh/L。锂离子电芯的反响机理是跟着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返络绎电芯内部而没有金属锂的存在,因而锂离子电芯愈加安全安稳。锂离子电池的正极选用钴酸锂,正极集流体是铝箔;负极选用碳,负极集流体是铜箔,锂离子电池的电解液是溶解了LiPF6的有机体。
锂离子电池的正极资料是氧化钴锂,负极是碳。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生茶鞥的锂离子通过电解液运动到负极。而作为负极的碳出现层状构造,它有许多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。相同道理,党对电池进行放电时(即咱们运用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,有运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。咱们一般所说的电池容量指的即是放电容量。
锂离子电池盖帽上有防爆孔,在内部压力过大的情况下,防爆孔会主动翻开泄压,以避免出现爆破的景象。
奔驰是少数几个坚持在开发氢燃料电池车的汽车厂家之一。现在电池车的主流是插电式混合以及油电混合,奔驰却仍然在把宝压在氢燃料上。但是现实却让奔驰一次次被打脸。早在2009年前,奔驰就计划推出量产版的氢燃料电池版的奔驰B级,2014年也曾有这个计划,但在对市场进行调研后,担心销量太小,两次上市计划,最终都被放弃。
在电力为驱动方式的新能源选项上,奔驰的动作一直比较保守。目前在旗下的奔驰量产车里,只有少数车型才有混动选项。而且售价大多在100万以上,且大部分都是轻度混动。譬如,专门为新能源车而成立的EQPower子品牌,今年才单独成立。以后奔驰的新能源车,都将以EQPower作为特有标识。目前已经发展的新能源项目,多布局在高性能车上,其出发点是为了满足日益严格的排放法规,部分也是为了增强动力。譬如S级混动、即将推出的AMGGT等等。
而氢燃料车是目前为止最环保的解决方案。其原理是是把氢输入燃料电池中,氢原子的电子被质子交换膜阻隔,通过外电路从负极传导到正极,成为电能驱动电动机;质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。烧的是氢气,排出的是水雾。
从奔驰中长期的规划来看,氢燃料始终是作为终极的新能源选项而存在,将车辆最终排放降低到零是终极目标。而锂电池只是过渡选项。除此之外,氢燃料电池技术的优势还在于能够提供更长的行驶里程,以及更短的补充燃料时间。并且可以安全的应用在乘用车以及BUS等多种车型上。
目前氢燃料在日本发展的较快。2016年3月,丰田推出的全球第一款氢燃料电池车轿车MIRAI(未来),在日本上市。售价高达7236000日元,约合人名币44万元。这款MIRAI,加满一次燃料只需要3分钟,续航里程可达650KM。截止到2016年底,丰田已经在日本国内建立了100家氢燃料“加油站”。
奔驰和丰田等日系厂商都在加力发展氢燃料电池车,相比较国内目前主流的插电混合和油电混合,氢燃料电池车的前景目前还不明朗,但从技术本身看,“从水分解成氢,从氢燃烧供电”的能源解决方案,比“从煤到电、从油到电”的能源转换方式,显然更环保、更高效。
举个例子,假设一款纯电动车,百公里耗电约20千瓦时。国内平均发电排放水平是,每产生1千瓦时的电,燃烧所产生的CO2是0.77kg/千瓦时,那么实际上电动车每跑100公里所产生的CO2大约为15.4Kg。而燃油车以百公里7升为例,每百公里产生的CO2约为16.1Kg。从排放角度看,燃油车和纯电动车,其实相差不大。所以,锂电池车只是使用成本低,但并不清洁,氢燃料电池车,才是目前为止真正的清洁能源。
川财证券的分析报告指出,国内氢燃料电池的加速发展拐点将在2020-2025年之间到来,氢燃料电池汽车,不改变用户的驾驶习惯,解决了锂电池续航里程短的焦虑,并能快速补充能源。在低温启动、循环寿命、回收技术上,也接近于内燃机性能。预计到欧、美、日等国在2050年,氢燃料电池车保有量将超过1亿台,占比为30%。
目前国内为了加大发展氢燃料电池车,补贴相比传统锂电池车更高,一份成本分析报告显示,仅现有国补加地补,就能将车辆本身动力部分的成本包住甚至还有富余。但国内目前氢燃料电池车非常少,还受到使用成本、加氢站建设、氢气来源等问题的限制。发展非常缓慢。
从产业示范到小范围商业推广,再到大面积的民用。2009年到2014年的锂电池车,走过了这条路。如今氢燃料电池车似乎要再走一遍这样的路。业内预计,2017年国内氢燃料电池车的销量预计1000辆,到2020年,预计1.5万辆。目前国内建成的氢气站仅有7座,相比日本的100座和美国的30多座,还有不小的差距。
但按照《中国制造2025》的规划,国内到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善。这就意味着,氢燃料电池车将作传统燃油车的又一个主要对手而出现。而不管是插电混动还是不插电,从长远来看,可能都只是过渡选项。
所以让我们做好准备,在未来三五年内,迎接氢燃料电池车的到来吧。