氢燃料电池未来能否取代锂电池?
亲,即便是燃料电池车,在目前的方案里依然需要一个PHEV级别的可二次充电动力电池包,来提供缓冲储能以及辅助的电力输出。
而可二次充电的动力电池包目前暂时还找不出比锂离子更好更成熟的替代产品。
也有研发钠离子电池的,只是如果把锂离子替换成钠离子,钠离子比锂多了8个电子,尺寸上就大了一个级别。不但迁移速度慢,而且不容易像锂那样塞进石墨里面。目前有用无定形碳作为钠离子电池的负极,但是整体来讲还是在研发阶段。80年代钠离子电池和锂离子电池其实是同期发展的,但是由于锂离子电池的性能实在是完爆钠离子电池,所以钠离子电池搁浅了。
另外,很多人忽视了【总体积】和【布局柔性】
燃料电池方案中,除了缓冲储能用的动力电池包以外,还有:
1,燃料电池模块(核心部件)
2,升压转换器(燃料电池单体电压较低,一般为0.8~0.97V,而一般车用三元锂电池是3.6~3.7,LFP是3.2。一般EV电机用380V的电压平台,受到空间布局限制,在无法堆积更多燃料电池单体的情况下,燃料电池模组电压不足需要升压)
3,储氢罐。
并且,储氢罐为了达到一定的安全性,造型是相对固定的钢瓶造型,对整车的布局设计考验很大。
而目前EV车辆,比如说特斯拉的储能布局就舒服多了。
毕竟,车辆空间里面真的是寸土寸金,
动力和能源单元的造型柔性越差,越容易占据车体空间,
那么机械空间和乘坐空间就越小,前者会严重影响底盘极限和车辆驾驶性能,而后者直接影响客户体验。
因此,燃料电池车在设计时,考虑到机械布局和乘坐空间布局,不可避免的要控制燃料电池模块的规模,那么,匹配一块动力电池包,通过牺牲一些Wh/kg换来一些布局柔性更高的Wh/L就不可避免了。
所以,即便燃料电池技术成熟,成本下降了,加氢站普及了。
燃料电池依然还是需要和锂电池相辅相成才能发挥真实有效的作用。
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其实,目前来看,燃料电池技术在汽车上的应用,
还是处在替代REEV中传统的有排放污染的发电燃油机的地位。
本质上是用来给电池包增程充电的,
取代不至于,但是可以用来弥补锂电池能量密度以及充电速度上的不足,同时不会有内燃发电机的排放问题。
所以,可以说燃料电池是用来替代内燃机的。这个表述比较准确。
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燃料电池目前的问题:
1,成本:催化器很贵,需要寻找廉价材质的代替物
2,布局柔性问题:单体体积越小越有利于布局,例如18650,21700,或者扁平化。另外,储氢罐的造型能否柔性化设计。如果只能钢瓶造型,那就会严重影响到燃料电池的应用范围了。最好是能像汽车油箱一样,设计布局自如。
3,加氢站的推广:储存和运输的安全性是个不小的问题,毕竟氢比汽油这种合成物要活泼的多。举个例子:丰田在轿车以外,在叉车领域也在推广燃料电池叉车,但是实际客户非常担心放在自己工厂里的储氢站的安全问题,毕竟不是所有工厂都有管理氢气的能力和资质,法律法规的保障也需要跟进。
日本已经垄断了氢燃料电池的核心技术,但要想赚钱还得有市场。于是将氢燃料电池大力介绍给中国,引导中国追赶他的脚步,发展氢燃料电池汽车。
氢燃料电池虽然看起来环保,但需要大量生产氢气(氢气的制作并非完全环保),建设大量制氢站 加氢站。这些基础设施投入,需要大量资金。中国在没有掌握氢燃料电池核心技术时,大力发展氢燃料电池汽车就是在为他人做嫁衣。买别人的技术骗国家补贴的事干的已经不少了。
其次氢燃料电池并不一定就是未来。未来代替石油的清洁能源依然是电能。比较环保的制作氢气的方法是用电分解水,最终还是需要电。
无线充电等技术也许是未来提升电动车续航里程的优质方案之一。而氢燃料电池并不一定能够成为主流。