鉅大LARGE | 點擊量：516次 | 2022年09月07日
燃料動力鋰電池汽車：技術不是問題價格是個事兒
按照工作溫度、燃料處理方式、電解質類型的不同，燃料動力鋰電池可分為不同的類型。目前應用于汽車領域重要以質子交換膜燃料動力鋰電池為主，它將氫氣和空氣中的氧氣經過電化學反應出現電能，工作產物只有水，因而是高效、清潔的動力裝置。只要源源不斷的供給燃料，燃料動力鋰電池就會不斷的發(fā)出電能，在這一點上與內燃機只要有燃油供應，就能不斷出現動力有相通之處。因此，有關用于汽車動力的燃料動力鋰電池，也有“燃料動力鋰電池發(fā)動機”的稱謂。
燃料動力鋰電池汽車研發(fā)形成兩個梯隊
近年來，燃料動力鋰電池汽車發(fā)展應用所面對的成本造價、啟動性能、制氫儲氫等關鍵技術瓶頸不斷取得突破，并開始進入產業(yè)化階段。
在燃料動力鋰電池轎車方面，目前國際上基本形成兩大梯隊。第一梯隊以豐田為首，還包括日產、本田、現代、奔馳、通用等跨國汽車公司，2020年之前均有將燃料動力鋰電池汽車產業(yè)化的計劃。在第二梯隊汽車公司中，上汽集團的技術水平目前位于前列。
豐田最新推出的燃料動力鋰電池轎車Mirai（日語意為“未來”）搭載總功率為114千瓦的燃料動力鋰電池系統(tǒng)，采用70兆帕的的高壓氫罐，3分鐘即可將氫氣加滿，續(xù)駛里程達到700公里。在氫安全方面，Mirai采用特殊材料的外殼使氫罐可以抵擋輕型的攻擊。另外，儲氫罐通過了非常嚴格的局部火燒試驗和沖擊、跌落試驗，耐火性能和耐摔性能均滿足高壓儲氫罐全球技術規(guī)則的要求，確保了氫氣的存儲安全。在低溫冷啟動方面，克服了一系列技術難題，成功實現了在負30℃條件下啟動。在成本控制方面，相比于2008年的豐田FCHV-adv，Mirai的成本下降了95%。2015年，Mirai的售價為723.6萬日元（約42萬元人民幣），享受政府補貼后在日本的實際售價約為520萬日元（約27萬元人民幣）。綜上，以Mirai所代表的世界領先水平，無論從低溫啟動性能、安全性、續(xù)駛里程，還是整車成本控制來看，燃料動力鋰電池汽車已完全具備媲美傳統(tǒng)內燃機汽車的能力。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
韓國現代也已于2013年公布了其第一款燃料動力鋰電池汽車ix35，該車通過了多種環(huán)境條件的測試，目前也以租賃的方式進行銷售。
奧迪汽車公司于2014年公布了燃料動力鋰電池汽車A7Sportbackh-tron，該車續(xù)駛里程超過500km，最大輸出功率為170kW。
2013年一月，日產、戴姆勒和福特宣布聯合開發(fā)全新的燃料動力鋰電池系統(tǒng)，并在未來十年內加速推進燃料動力鋰電池汽車的市場化。戴姆勒近期表示，預計在2017年將具有價格競爭力的燃料動力鋰電池汽車投放市場。
在國內，在2014年九月舉辦的“創(chuàng)新征程——新能源汽車萬里行”活動中，由上汽集團自主研發(fā)的燃料動力鋰電池汽車榮威750成功挑戰(zhàn)了沿海潮濕、高原極寒、南方濕熱、北方干燥的氣候環(huán)境，充分檢驗了其環(huán)境適應性，但離成功進入市場仍有一定的差距。
加氫基礎設施建設嚴重匱乏
與蓄電池電動汽車面對的充電基礎設施難題類似，燃料動力鋰電池汽車發(fā)展也面對加氫站基礎設施嚴重匱乏的局面。據統(tǒng)計，2015年全球加氫站建設邁入新階段，新增54座加氫站。截止2016年一月，全球共有214座加氫站正在運營。
而我國在加氫站的建設及標準法規(guī)方面與國外相比存在著較大的差距。國內目前只有兩個加氫站在運行：一個位于上海嘉定地區(qū)，為上汽集團的部分燃料動力鋰電池汽車供應加氫服務；另一個在北京西北部永豐產業(yè)基地，為燃料動力鋰電池客車供應加氫服務。
不過與電動汽車充電基礎設施相比較而言，加氫設施的建設與傳統(tǒng)加油站的建設更加相似，不用考慮車位數量、小區(qū)配電改造、電網壓力等問題，同時具有更高的使用便利性和環(huán)境效益。
在氫氣的來源方面，有多種路線可供選擇。目前，重要有以下幾種不同的氫氣生產路線：
1.在大型的中心廠，蒸汽重整天然氣制氫，然后以液態(tài)氫的形式用拖車運送，或者利用管道輸送氫氣到汽車加氫站；
2.石油煉制工業(yè)合成氨廠等部門的副產品氫氣，這也是現階段比較適合我國的氫氣來源；
3.在加氫站現場，利用管道輸送來的天然氣，采用小規(guī)模的蒸汽重整制氫；
4.在加氫站現場，電解水制氫，而電力的來源選擇多樣化，可以使用風電、太陽能等清潔能源，實現制氫過程的零排放，這也是未來制氫技術的最終發(fā)展方向。
商業(yè)化面對考驗成本與壽命是兩道坎
燃料動力鋰電池面對著的低成本與長壽命兼顧問題，仍然是制約燃料動力鋰電池汽車大規(guī)模商業(yè)化的瓶頸。
有關成本問題，美國能源部的項目規(guī)劃中明確指出，到2020年，車用燃料動力鋰電池系統(tǒng)的成本下降到40美元/kW。根據2015年十二月美國能源部公布的文件，現階段若大批量生產50萬套額定功率為80kW的乘用車燃料動力鋰電池系統(tǒng)，其成本可以控制在54.84美元/kW，正在向40美元/kW的商業(yè)化目標逐步靠近。
有關壽命問題，美國能源部的項目規(guī)劃和我國的《我國制造2025》中都明確指出，在2020年車用燃料動力鋰電池堆的使用壽命達到5000小時。
因此，降低燃料動力鋰電池系統(tǒng)的制造成本，提高燃料動力鋰電池堆的耐久性，仍然是燃料動力鋰電池汽車商業(yè)化進程中的重點研究方向。
上一篇：鋰電池的"八年展望"
