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燃料电池VS锂电池 谁将统治未来汽车动力源?

导读: 未来几年,随着锂电池价格的进一步下降和容量的进一步提升,电动车、插电混合动力车会越来越便宜,性能越来越好,电动车取代燃油车的进程才刚刚开始。

  几个月前,特斯拉CEO“给力哥”Elon·Musk在德国接受外媒采访时将燃料电池(Fuel Cell)称为“傻瓜电池”(Fool Cell),并表示:“他们非常愚蠢,就算从理论上实现燃料电池的最佳性能,也无法同今天的锂离子电池抗衡。”他还指出锂离子电池还有很大潜力没有发掘。

  而另外一方面,通用汽车和丰田等多家车企巨头各自同合作伙伴签订合作开发燃料电池协议,计划未来数年内推出燃料电池车投入实用。早在2011年丰田就在东京车展上就亮相了FCV-R氢燃料电池概念车,今年东京车展则将展出量产型号。丰田公司同宝马签署协议在四个领域进行合作,其中就包括燃料电池。

  除了丰田,通用汽车和本田汽车宣布将联合开发下一代燃料电池技术,以便2020年投放到市场。韩国现代汽车已经率先投产燃料电池车,福特、戴姆勒和雷诺-日产正合作开发燃料电池技术。

  丰田表示,即将量产的燃料电池车售价大约接近宝马5系或者特斯拉Model S,大约为5万美元左右,一次加注燃料续航里程高达300英里(483公里)。因而性价比具有较高的竞争力。

  那么到底是特斯拉的给力哥对,还是丰田以及一众车厂对,为什么会有燃料电池和锂离子电池之争,未来电动车的动力之源会是什么呢?我们来做一个深度解读。

  电动车和传统汽车

  现在林林总总的电动车,其实是传统汽车的一个延续,人们做的,只是把传统汽车动力部分、燃油部分换成了电机和电池。

  电动车的历史其实非常非常悠久,1839年,苏格兰的罗伯特·安德森给四轮马车装上了电池和电动机,将其成功改造为世界上第一辆靠电力驱动的车辆。内燃机汽车的发明时间则要推迟到四十余年之后的1885年10月,卡尔·奔驰设计制造了世界上第一辆三轮汽油汽车,同年戈特利布·戴姆勒也制造出了一部四轮汽油汽车。两人各自成立了自已的汽车公司,1926年两家合并为戴姆勒-奔驰汽车公司。

  电动车在历史上经历过三个发展期,1885年到1915年是电动车的第一次黄金时期。这一期间,由于内燃机技术相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,不及电动车,因此电动车在这一时期被普遍认可。当时美国总统的座驾就是电动车,而不是内燃机汽车。

  第二个阶段是60年代,中东战争引发石油危机的大背景下,美国通用汽车公司与福特汽车公司分别研发了新型电动汽车。雪铁龙、标致则将现有车型改装成小型电动汽车。以此为契机,全球掀起了电动车热潮。

  第三个阶段是20世纪90年代后,随着锂电池技术的进步,成本的降低,电动车的性能有了巨大提升。最终实现了特斯拉、日产等的量产电动车。

  从电动车的历史可以看出,电动车和传统的内燃机汽车,实际上是平行发展,互相竞争的关系。当电动车的性能、成本、用户体验高于内燃机汽车的时候,电动车就有一个黄金发展期,而当内燃机技术进步,体验超过电动车时,电动车就归于沉寂。

  电动车性能的关键因素:动力电池

  对于电动车来说,性能、成本、用户体验能否压倒内燃机汽车,关键在于动力电池。

  我们知道,汽车能跑,是因为发动机和变速箱工作,给汽车提供动力,电动车能跑是电池和电动机提供动力。电机技术经过百年的发展,已经非常非常成熟。

  无论是单位重量的功率、还是效率、寿命、成本、控制,都远远优于发动机。同等功率的电机往往比发动机便宜,寿命更长,维护保养也更简单。理论上电动车应该远比内燃机汽车更有竞争力,而问题的关键就卡在电池上。

  众所周知,汽车运动是需要能量的,内燃机汽车的能量来自于汽油或者柴油的燃烧,热能转化成动能。而电池通过电机,把电能转化成动能。而现在电动车遇到的问题就是同样的重量,同样的体积,电池提供的能量远远低于汽油和柴油,也就是能量密度低。

  所以,同样跑300公里,汽油车只需要30升的油箱,只需要20多公斤汽油,而即使采用了先进锂离子电池的电动车,也要600多公斤的巨大电池包,还不算保护电路,电池包本身的保护的重量。

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