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原标题:锂离子电池VS燃料电池

浏览次数:70 时间:2019-08-28

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毫无疑问,动力电池系统是纯电动汽车最为核心的部件,对于任何有志于在锂电纯电动车汽车上有所作为的国际主流车企,他们无论如何是不会让这个最为关键的部件被外人掌控的。

上世纪末期,西方国家展开了第一轮新能源汽车的研究和产业化浪潮。当时,欧美日这三大汽车生产集团对新能源汽车的发展方向有较大的分歧,比如美国主推“氢经济”,日本则是把产业化重点放在自然吸气技术和HEV,将燃料电池汽车作为战略研究方向。

欧美日在氢能和燃料电池方面的战略布局

而以德国为代表的欧洲车企则强调传统内燃机的优化和技术革新,但同时也投入相当多资源进行燃料电池汽车的研发。事实上,西方主流汽车生产商当时都不认为锂电纯电动汽车具有可行性。因此,在小布什总统当政的8年时间里,氢能和燃料电池的基础研究和产业化在西方尤其是美国达到了巅峰状态。

上世纪末期,西方国家展开了第一轮新能源汽车的研究和产业化浪潮。当时,欧美日这三大汽车生产集团对新能源汽车的发展方向有较大的分歧,比如美国主推“氢经济”,日本则是把产业化重点放在自然吸气技术和HEV,将燃料电池汽车作为战略研究方向。

欧美之所以一开始就选择燃料电池而不是锂离子电池,在笔者看来,主要是基于三个方面的原因。第一个原因也是最主要的原因,燃料电池在能量密度和功率密度上相对于二次电池具有绝对优势,就工况特性而言燃料电池比二次电池更加适合用作汽车主动力源。而当时锂离子电池动力电池才刚刚开始研究而已,性能并不理想而远未达到实际装车条件。

而以德国为代表的欧洲车企则强调传统内燃机的优化和技术革新(例如高效柴油引擎和机械涡轮增压技术),但同时也投入相当多资源进行燃料电池汽车的研发。事实上,西方主流汽车生产商当时都不认为锂电纯电动汽车具有可行性。因此,在小布什总统当政的8年时间里,氢能和燃料电池的基础研究和产业化在西方尤其是美国达到了巅峰状态。

另一方面,欧美发达国家一直占据全球产业链的顶端而谋取高额利润,它们认为二次电池产业是一个低附加值行业是亚洲人的事情,欧美本质上是不屑于发展这种利润率较低的实体经济的。长期不重视,造成了欧洲和北美缺乏规模化的锂电企业,锂电产业链也一直没能建立起来,而欧美在燃料电池领域拥有绝对优势地位。

澳门新葡亰所有网站,欧美之所以一开始就选择燃料电池而不是锂离子电池,在笔者看来,主要是基于三个方面的原因。第一个原因也是最主要的原因,燃料电池在能量密度和功率密度上相对于二次电池具有绝对优势,就工况特性而言燃料电池比二次电池更加适合用作汽车主动力源。而当时锂离子电池动力电池才刚刚开始研究而已,性能并不理想而远未达到实际装车条件。

另外,从整个产业链的角度而言,氢能和燃料电池对相关工业整体水平的带动和提升的确要比锂离子电池产业高一个档次。那么,欧美当初选择发展氢能和燃料电池而不是锂离子电池,也是合乎逻辑的。

另一方面,欧美发达国家一直占据全球产业链的顶端而谋取高额利润,它们认为二次电池产业是一个低附加值行业是亚洲人的事情,欧美本质上是不屑于发展这种利润率较低的实体经济的。长期不重视,造成了欧洲和北美缺乏规模化的锂电企业,锂电产业链也一直没能建立起来,而欧美在燃料电池领域拥有绝对优势地位。

欧美的燃料电池汽车研究和产业化都是在各大汽车公司的主导下进行的,在全球第一轮燃料电池汽车开发热潮中,各大汽车公司的情况并不一样。

另外,从整个产业链的角度而言,氢能和燃料电池对相关工业整体水平的带动和提升的确要比锂离子电池产业高一个档次。那么,欧美当初选择发展氢能和燃料电池而不是锂离子电池,也是合乎逻辑的。

通用汽车是全球第一轮“氢经济”浪潮的领头羊,GM很早就有电动汽车研发经验,全球首辆燃料电池汽车ChevroletElectrovan就是GM在1966年首先制造出来的。

欧美的燃料电池汽车研究和产业化都是在各大汽车公司的主导下进行的,在全球第一轮燃料电池汽车开发热潮中,各大汽车公司的情况并不一样。

跟国际上其它主流车企不一样的是,GM在燃料电池汽车领域一直是坚持自主研发,当时并没有选择与其它车企或者燃料电池公司合作开发。GM在燃料电池催化剂、MEA以及电堆系统的基础研究方面都有相当的积累,在FC-EV整车方面的实力则与Toyota不相上下。

通用汽车是全球第一轮“氢经济”浪潮的领头羊,GM很早就有电动汽车研发经验,全球首辆燃料电池汽车Chevrolet Electrovan就是GM在1966年首先制造出来的。

Daimler-Benz、Ford、Toyota、VW和Honda则是基于加拿大Ballard公司燃料电池电堆开发了自己的第一代FC-EV,通过各种燃料电池汽车示范项目验证了第一代技术。其中Daimler-Benz和Ford还参股Ballard18%和20%的股份。

跟国际上其它主流车企不一样的是,GM在燃料电池汽车领域一直是坚持自主研发,当时并没有选择与其它车企或者燃料电池公司合作开发。GM在燃料电池催化剂、MEA以及电堆系统的基础研究方面都有相当的积累,在FC-EV整车方面的实力则与Toyota不相上下。

韩国现代则是选择与美国UTC公司合作,采用UTC燃料电池技术开发出自己的第一代FC-EV。第一代FC-EV技术主要特征是燃料电池功率的密度可以满足汽车动力要求,寿命在2000~3000小时范围,但同时成本也非常高。

Daimler-Benz、Ford、Toyota、VW和Honda则是基于加拿大Ballard公司燃料电池电堆开发了自己的第一代FC-EV,通过各种燃料电池汽车示范项目验证了第一代技术。其中Daimler-Benz和Ford还参股Ballard 18% 和20%的股份。

然而,当时EU和DOE的规划轻视了诸多技术、产品和市场转化过程中的关键问题,对技术进展、基础设施、市场培育过程等问题估计比较乐观,当这些问题遇到障碍时,客观上影响到政府及产业界对燃料电池汽车产业化的预期。

韩国现代则是选择与美国UTC公司合作,采用UTC燃料电池技术开发出自己的第一代FC-EV。第一代FC-EV技术主要特征是燃料电池功率的密度可以满足汽车动力要求,寿命在2000~3000小时范围,但同时成本也非常高。

于是2008年奥巴马当选美国总统以后,美国政府在新能源和电动汽车的战略方向就从氢能和燃料电池转向了锂离子电池,这也就是当前的第二轮电动汽车产业化热潮,只不过动力系统的技术路线从燃料电池转换到了锂离子电池。

然而,当时EU和DOE的规划轻视了诸多技术、产品和市场转化过程中的关键问题,对技术进展、基础设施、市场培育过程等问题估计比较乐观,当这些问题遇到障碍时,客观上影响到政府及产业界对燃料电池汽车产业化的预期。

伴随着2008年锂离子电动汽车的兴起,燃料电池汽车技术进入到第二个发展阶段,政府资金投入与第一阶段相比明显减小。比如DOE这几年就削减了燃料电池技术在汽车领域的研发项目资助,仅保留了燃料电池在固定式发电领域及商用叉车项目资助。

在FC-EV的第二个发展阶段,欧美汽车公司虽然仍然保留燃料电池汽车的研发项目,但大多削减了研发预算。只有日本车企一直在坚持,最终日本燃料电池汽车技术跟HEV电动汽车一样,再次引领国际技术前沿。

总的来说,近几年全球各大汽车公司纷纷开发出自己的燃料电池电堆技术,并且大幅提高了功率密度,使用寿命也都达到5000小时的产业化基本要求,并且燃料电池汽车成本大幅下降。

如果我们了解过去15年欧美在电动汽车技术路线上的转变,就会对当今全球电动汽车的发展现状和趋势有更加深刻的认识。过去欧美主流汽车厂家一直把电动汽车的重心放在FC-EV上,而锂电产业链在欧洲和北美一直没有发展起来,欧美汽车公司自然也不可能在锂电技术上有多少认识和积累。

而日本的情况则决然不同,由于在二次电池和燃料电池两大产业链上同时居于全球领先地位,使得日本一直是全球电动汽车的领头羊。于是,我们就看到当前的全球EV的基本战略格局:

美国:当前国际上只有Tesla在大张旗鼓地搞LIB-EV,Tesla在锂离子电池和燃料电池方面都没有任何技术积累,它完全是迫于技术和成本的现实问题而不得不选择锂离子电池,而且是一条剑走偏锋的18650技术路线。

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