鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:760次 | 2019年05月29日
鋰電潛力仍小于燃料電池
在2015年第3屆中國(武漢)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇(ABEC2015,鋰電“達(dá)沃斯”)上,武漢理工大學(xué)教授、博導(dǎo)唐浩林先生發(fā)表了題為《燃料電池與新能源汽車應(yīng)用技術(shù)分析》的演講報(bào)告。據(jù)悉,來自全球鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)或機(jī)構(gòu)嘉賓550多人匯聚武漢,縱論行業(yè)現(xiàn)狀、存在問題及探索解決方案。
在被問及中國燃料電池車商業(yè)化時(shí)間時(shí),唐浩林表示,燃料電池車產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化不僅和價(jià)格有關(guān)系,還和市場、資本有很大關(guān)系。從成本上來講,燃料電池從這十年以來它下降的趨勢,它現(xiàn)在是這樣下降的話,它即將是這樣下降,如果是這樣下降的話,它后面降得比較少。從材料成本下降來講,現(xiàn)在鋰電已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了2020年的目標(biāo),但是它的潛力應(yīng)該比燃料電池小一些,它現(xiàn)在是一個(gè)大球,中間還沒有挖空。
唐浩林表示,目前,各大汽車公司基于現(xiàn)在市場的判斷,也抱團(tuán)開始燃料電池商業(yè)化的開發(fā)。國內(nèi)燃料電池開發(fā)熱潮也已經(jīng)興起,在近期有兩個(gè)亮點(diǎn),第一個(gè)是上海汽車在2014年完成了新一代燃料電池車的全國巡演工作。第二個(gè)是聯(lián)合國計(jì)劃署將繼續(xù)支持中國開展第三期燃料電池汽車聯(lián)合示范項(xiàng)目。
在唐浩林看來,燃料電池車和鋰電池車,燃料電池相對發(fā)展比較慢,和它的技術(shù)指標(biāo)是相關(guān)的,燃料電池和鋰電池有兩個(gè)很大的差別,因?yàn)槿剂想姵厮琴|(zhì)子傳導(dǎo),鋰電池是鋰離子傳導(dǎo),所以鋰電池傳導(dǎo)比較大一點(diǎn)。第二個(gè)區(qū)別,鋰電池它是密封的,內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),燃料電池是要往電池里面供應(yīng)燃料,所以它是有外循環(huán)的這樣一個(gè)系統(tǒng)。所以導(dǎo)致在功率密度、能量密度,燃料經(jīng)濟(jì)性和效率方面,低溫特性和壽命、成本、安全性方面的差別。
燃料電池主要是由質(zhì)子交換膜,催化劑、炭紙組成膜電極,然后再和雙極板組成電堆,然后再組成一個(gè)系統(tǒng),最后形成電動(dòng)汽車。這個(gè)是燃料電池上市車型的技術(shù)參數(shù),大家都是采用100KW燃料電池功率,冷啟動(dòng)都是負(fù)三十度到負(fù)二十五度左右。在功率密度和能量密度方面,燃料電池比鋰電池有比較大的優(yōu)勢,這是來源剛才所講的質(zhì)子傳導(dǎo)。
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%
在能量密度方面,燃料電池和鋰電池差別來源于燃料的外循環(huán),燃料電池要往里面灌氫氣,現(xiàn)在一般都是采用高壓灌系統(tǒng),mirai采用122L,70Mpa,我們同濟(jì)的也是35到70Mpa,這已經(jīng)很成熟了,不是非常大的問題。這樣可以實(shí)現(xiàn)700公里的續(xù)時(shí)里程。
比如說以mirai為例,儲(chǔ)氫灌重量是90KG,由于燃料電池它的功率密度比較大,加系統(tǒng)的重量是56KG,但是ModelS電池重量723KG,所以是有非常非常大的優(yōu)勢。所以一般認(rèn)為燃料電池適合長里程,大功率的動(dòng)力源,鋰電池跟這相反。
在政策方面,燃料電池新能源也獲得國家大力支持,第一個(gè)就是工信部在中國制造2025明確了燃料電池發(fā)展目標(biāo)。在補(bǔ)貼方面,有一個(gè)對于燃料電池車的非常利好的消息,從2017年到2020年,除燃料電池汽車外,其他車型補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)退坡,這個(gè)是比較好的促進(jìn)消息。
在系統(tǒng)效率和燃料經(jīng)濟(jì)性方面,燃料電池系統(tǒng)效率一個(gè)是這個(gè)曲線,有一個(gè)先上升后下降的曲線,美國能源部的報(bào)告指出,現(xiàn)在能源效率一般是50%到60%左右,這個(gè)指標(biāo)一直沒有怎么改過。在這個(gè)運(yùn)行報(bào)告里面,折算成汽油它的燃料消耗大約是每一百公里從4到8左右,在一個(gè)很長的430以里實(shí)際跑的過程當(dāng)中,431公里的工況,消耗4.8公斤的量。
燃料電池它的低溫特性也和鋰電池差別和傳導(dǎo)方式是相關(guān)的,對于燃料電池來說,在負(fù)十度或者負(fù)二十度啟動(dòng)的話,是質(zhì)子在低溫下啟動(dòng)就行了,鋰離子的話,如果要在負(fù)十度啟動(dòng)的話,很難跑。但是不管是燃料電池還是鋰電池都需要保溫措施,所以這方面對于兩個(gè)電池來說沒有非常大的差別。
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:勘探測繪、無人設(shè)備
唐浩林認(rèn)為,燃料電池它有外部的燃料供應(yīng),鋰電池是內(nèi)循環(huán)就行了,壽命對燃料電池是一個(gè)挑戰(zhàn),相對鋰電池來講的話,到底橫著放,豎著放等等。所以燃料電池經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)下面一片衰減得很快的情況,但這需要產(chǎn)業(yè)開發(fā)的人做更多的努力。
在成本方面,唐浩林引用了美國能源部的數(shù)據(jù)——成本大約是55美元每千瓦左右,和mirai的售價(jià)比還是比較符合的,如果說110千瓦的話,660,大約是6萬多美元,人民幣36萬左右,基本上能對上號。唐浩林表示:“我是從2000年做燃料電池,比那個(gè)時(shí)候有非常非常大的下降,天壤之別,所以進(jìn)步是非常明顯。然后2020年做到40美元每千瓦,不管是性能的提升,還有成本的下降,燃料電池還是有非常非常大的空間?!?/p>
在安全方面,在使用之前,那個(gè)安全肯定是一般工業(yè)解決,大家最關(guān)心的是汽車用的時(shí)候的安全性。我看了美國交通部在2009年的報(bào)告,他是做關(guān)于氫氣瓶安全性的測試,把這個(gè)罐子放在這兒燒,燒完之后沒有發(fā)生爆炸,因?yàn)闅錃馐亲钶p最輕的氣體,即使發(fā)生泄露它也是往上跑的,大約是這樣一個(gè)情況,所以這個(gè)是很安全的。