05.31 評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

去年還是前年,有一個文章的大概觀點是“所有的電動車都是垃圾”,儘管言辭激烈,但彼時還是引起了不小的波瀾。拋開這篇文章不談,其實純電動是否是汽車行業終極解決方案一直是存在爭議——儘管如此,但在政策與資本的驅動下,純電動汽車依然風生水起。

自2014年國家開始扶持新能源產業以來,在短短的數年時間內,我們已經見到了無數的新能源車項目上馬,也見到了無數的新勢力造車力量正在進入這個新興的市場。

毫無疑問,目前中國已經擁有了全球最大規模的互聯網造車產業,也同樣具備了全球最大規模的新能源車市場。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

隨著新能源動力車型的大規模到來,新能源動力車型的短板也開始大規模的暴露出來,關於新能源車,尤其是以純電動動力為主的新能源車的討論也日趨激烈。所以,車文驛認為,有必要來好好聊一聊,新能源車裡的純電動動力都是怎麼一回事。

首先要明確的一個事實是,以純電動動力為主的新能源動力必然是車用動力發展的未來和主流,這一點是毋庸置疑的。那麼,現在對於純電動新能源車運行過程中出現的種種短板是不是技術進步的必然呢?也不是。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

事實上,純電動車是一個非常廣義的概念,從字面意思上來看,但凡是採用電動機進行動力輸出的車型,都可以歸納到純電動車的行列中。和傳統內燃機動力車型一樣,純電動動力車型的架構可以分為三個部分,即電動機部分、動力電池部分以及電源管理系統部分。也就是我們俗稱的三電。而不同的電動車類型,基本上是根據動力電池的差異來進行劃分的。

這其中既可以是以普通的鉛酸電池作為電動動力來源的兩輪電動車以及老年代步車,也可以是以鎳氫電池、鋰離子電池為主的高速電動車。甚至還包括了採用燃料電池的燃料電池車,只要是採用電動機驅動,都可以劃歸到純電動動力車型的行列裡。當然了,電動機和動力電池的差異又會決定電源管理系統的差異。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

而我們目前接觸到的最多的純電動動力產品,就是以鋰離子電池或者鎳氫電池作為主要動力源固態電池純電動車。這一類車型也是目前暴露出新能源動力短板最多的產品。比如說,續航里程的問題、充電時間的問題等等。

所有這些問題的短板都源自於固態電池純電動動力車型的運行方式對於傳統汽車社會運行方式的改變上。目前汽車社會運行的基礎,是以加註液態燃料為基礎構成的續航里程補充方式。

對於液態燃料,是看得見、摸得著甚至聞得到的實物。而固態電池純電動動力車型的續航里程補充方式,是通過充電,電這個東西雖然每天都出現在我們的生活當中,但是這個物種相比於燃料就要虛無縹緲得多。看不見,摸不著,並且難以通過物化的方式來將其量化。

所以,這自然而然的就從心理上產生了一種不安全感。舉個最簡單的例子,汽油可以加一百塊的跑一週,而手機電是不是不充滿就誓不罷休呢?

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

固態電池的充放電原理大致都大同小異——在外接電源的作用下,電池陰極的原子電離成離子和電子,離子向陽極運動與電子重新結合成原子,放電正好與之相反。整個過程就是電能轉化為化學能儲存起來的過程。

這個看上去很複雜的能量轉換方式就使得充電過程無法在短時間內完成,而且充電時間與電池組容量呈正比關係。這是固態電池最大的短板所在。所以,隨隨便便數個小時的充電時間,也在無形中加劇了里程焦慮的問題。

從目前的技術發展來看,短時間內要實現迅速充電,基本上不太可能。所以這也就限制了以固態電池為主的純電動動力車型只能運行在一些固定的、且里程較短的通勤工況下。並不具備長途長距離的運行能力,這也就是為什麼我一直都不看好這種固態電池動力純電動車型的原因——它根本沒有辦法融入到現在的汽車社會當中。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

一般來說,現在國內的主流的固態電池純電動動力車型的架構一般分為兩條技術路線。絕大部分的互聯網新勢力造車企業所依託的技術來源是2014年特斯拉全面放開的技術專利。這套技術專利的核心是以鋰離子電池組和輪邊電機構成的整車架構。

這套架構是標準的固態電池純電動動力車型架構,已經完全改變了傳統內燃機車型的硬點。逆變器的尺寸也在巧妙的設計下變得很小。所以,這一類車型都會有一個前後的行李箱。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

第二條技術路線則是傳統汽車企業基於現有的內燃機車型的平臺以及硬點架構下打造而來的動力架構。相比於第一種特斯拉模式的架構,這一類車型的空間利用率更低,並且動力電池組的佈置也不會像特斯拉那樣的緊湊。這其中有一個非常極端的例子,就是東風俊風ER30車型。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

為了在有限的車內空間內佈置尺寸不菲的固態電池,東風俊風系列車型採用了最為直接粗暴的方式,把車身架構將固態電池懸掛在地板下方。形成了這樣一個四不像的樣子。

另外,受傳統車型架構的影響,這一類車型的逆變器以及電動機都是較為傳統的結構,所以打開引擎蓋往往能夠看到塞得滿滿當當的逆變器。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

還是那句話,這一類車型,短板無法避免,不會成為主流。

目前可見的終極純電動動力,是液態電池技術,也就是燃料電池。這一技術從使用的角度上來看和內燃機動力別無差異,均是以看得見摸得著的液態燃料作為續航性能的補充,只不過這個液態燃料是氫燃料。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

燃料電池動力的運行原理其實很簡單,氫燃料在燃料電池的陽極板,也就是負極,經過催化層的作用,將氫原子的一個電子分離出來。然後失去電子的氫離子通過質子交換膜到達燃料電池的陰極板,也就是正極。

遊離後的電子不能並通過質子交換膜,所以就只能經過外部的通路到達陰極板與氫離子重新結合,在電子的運動過程中自然就在外電路產生電流。而這個電流經過逆變器以及控制器等裝置之後,就能夠到達電動機驅動其運動產生動能。到達陰極板之後的電子又與在那裡的氫離子和氧原子重新結合為水。

可以這樣理解,氫燃料電池實際上就是一套小型的發電機,由於不涉及更多的能量轉變,所以氫燃料電池的能量轉換效率也要更高。事實上,大規模的氫燃料電池技術也是一種全新的發電技術。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

一直以來限制燃料電池技術發展的主要短板,主要在於質子交換膜。傳統的燃料電池技術採用的都是鉑作為質子交換膜,成本尤其高。

不過,豐田的燃料電池技術已經突破了這一短板,以竹炭作為質子交換膜,將燃料電池的成本大幅度的拉低——由此也促成了旗下首款純燃料電池車型Mirai的量產。

評論|純電動並非廢柴 但也難有未來

在特斯拉開放了全套的專利之後,豐田也緊隨其後在2015年開放了Mirai的燃料電池技術專利。只不過,即便是開放了專利之後,憑藉現在國內的新能源產業技術,要吃透這套專利,依舊不如固態電池那樣來得迅速。但是,這一技術必然是未來零排放出行方式的主流。

進一步講,這個時候上馬氫燃料電池技術,或許,還有希望。


分享到:


相關文章: