现在为什么没有人提氢燃料汽车的事情了?

2020-09-17汽车625

「氢燃料」汽车是新能源技术的探索_探索方向如错误则需要纠正序:氢燃料_指液态氢,作为汽车能源并不是以“热机”的燃烧模式转化动能。普通燃油动力汽车装备的是「内燃式热机」,在气缸内燃烧燃油产生热能(推动力);这一模式并不适合氢能,因其燃烧温度可以接近3000℃(摄氏度),以目前的材料学技术储备还无法找到低成本的耐高热材料,所以“氢能热机”没有普及的基础,剩下的方式则为“化学发电”——损耗很大。

「氢能汽车」_概念解析化学发电·增程式电动汽车如上所述,氢燃料不宜应用于内燃式热机,剩余的方式为「氢氧反应发电」。所谓的“氢能汽车”的本质只是「电动汽车+增程器」,增程器的概念是在行驶中利用某种机器发电,在汽车行驶的耗电过程中为动力电池组充电,实现续航里程的增长。氢能汽车的增程器是【燃料电池堆】,是利用氢氧反应产生电流的化学电源。(车辆结构特点参考下图)

知识点:增程式电动汽车早已经大量普及,只是车型以中大型客车为主,C端个人汽车用户关注的往往是小微型载客汽车,所以会感觉这种车型很冷门。不过氢能汽车确实冷门,因为主流的增程式电动客车均为「柴电增程系统」;指利用小排量柴油动力发动机,带动发电机在行驶中即时发电并供电。这种模式能够让内燃机始终以中低转速恒定运转,状态相当于车辆的小排量发动机始终“定速巡航”,节油效果还是相当理想的,但氢能为什么没有本认可呢?参考第二节吧。

转化&损耗氢要如何获取?氢能增程电动汽车的「燃料」无法从自然界直接获取,常规获取氢的方式是利用煤炭石油天然气获取,而以这些传统能源制造氢必然会加大排放量,这与新能源汽车「减排」的初衷背道而驰。所以氢能的获取方式只剩下了【电解水】,概念是利用电能的巨大能量打破氢氧键而获取氢,然而以任何方式刻意制造氢的能耗都会非常大,因为氢氧结合的强度是非常高的。

矛盾点:通过电解水的方式制造氢,在利用汽车的燃料电池组实现反应产生电流,这一流程说白了不就是“用电制造电”吗?其本质只是以氢能作为介质,实现在汽车上加注氢以便于在车辆上的发电器上随时发电,实现续航里程的增长。如果「电·氢·电」转化模式的能量损耗不是很大,甚至消耗多少电就能产生多少电的话,那么这种车一定能火爆全球,但事实却是有极大的损耗。

知识点:以电解水制造一公斤的氢,消耗的电量约在60kwh(度)上下。而一公斤的氢在燃料电池堆上只能发电20kwh左右,这不是巨大的浪费呢?这就是氢能汽车无法普及的核心因素,因其能量损耗实在太大;而且制氢的成本无法控制也会造成「氢价」很高,参考海外某些加氢站的氢价,平均超60元(人民币)一公斤的氢,其用车成本已经相当于燃油动力汽车的“2.0T标准”,C端用户有多少人能接受呢?然而这还不是最重要的原因。

制造成本&产品定位燃料电池堆的关键材料_铂(也称白金)这种材料的价格有多高想来不用赘述,一枚小小的戒指或吊坠也要几千元。而燃料电池组即使是小功率选项也要用数十克的铂,所以非常普通的电池堆也要三四万元一组。重点是电动汽车还有动力电池组,电机以及电控系统,这些核心总成的制造成本本就不比低燃油车低,在加上电池堆的高成本,结果造成了性能非常普通的氢能电动汽车的价格也要三四十万元,还有意义吗?

知识点:LFP磷酸铁锂(动力电池)带来了行业变革,全新型的铁电池不仅有百万公里的使用寿命,同时有针刺短路不起火的高安全水平;特殊的长方形结构能实现足够高的「体积能量密度」,重要的是这种动力电池的成本可以非常之低——低至1kwh/300元左右是没有问题的。那么一组只能发电的燃料电池堆的成本即使按照3万元计算,直接换装LFP动力电池可以增长容量“100kwh”,再加上原有50kwh左右的基础容量,“150标准”似乎能让B/C级电动汽车的续航达到800/1000公里区间,普通的燃油车也是做不到这种水平的——还需要氢能电动汽车吗?

安全问题&能量密度氢燃料普遍应用于航天领域,为什么普通机动车型很少选择呢?原因无非是安全问题的影响,在高精尖的航天领域一切都是谨小慎微的,或者说是几乎不容许有差错。但是在公共道路上随意行驶的汽车就要“毛糙”的多了,如果让这些车辆使用氢能,对于道路安全也许会是巨大的考验。因为车辆使用的液态氢罐,其贮存的液态氢能量密度约为等量TNT(三硝甲基苯/黄色炸药)的30余倍!

核心知识点:普通的手雷装药量为50克,车辆的液态氢罐容量约为5公斤(普通代步汽车标准)。那么这组氢罐的能量就相当于170公斤以上的TNT,也就是3.5万颗手雷的威力!这应该是一个令人有些“肝颤”的数字,驾驶或乘坐这种车辆等于什么呢?要知道液态氢罐一旦在碰撞中破损泄露,氢的迅速蒸发过程中如果遇到明火,那么燃爆就会以从上部到下部的顺序开始并瞬间结束,这就像能瞬间小范围耗尽氧气的“云爆弹”一样可怕,总之是没有逃逸机会且破坏面极大的。

总结:氢能汽车在测试验证之初,行业内就已经普遍不看好了。原因自然是高能耗、高成本以及高风险,所以氢能车在几乎所有区域都没有得到认可。未来的汽车能源只有一种,那就是「电」!过渡期内的研发方向涵盖并联式或串联式增程,以及氢能增程汽车,其原因无非是动力电池成本高而影响了续航里程;那么燃料电池堆的成本比动力电池还要高,将这种车辆作为研发方向难道不是错误的吗?自己斟酌吧。

编辑:天和Auto

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