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新能源汽车市场:锂电池/铅蓄电池/燃料电池PK

2014-04-02 09:00
络遇
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  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。

  如果用铅酸电池,则需要1吨到2吨的沉重电池包,而一辆家用轿车正常的重量也不过1吨多。

  除了能量密度,电池还有一个功率密度的概念,动力电池能够释放的最大电流是有限的,电压是有限的。即使电动机功率很高,电池瞬间放电能力不行,也会影响电动车的性能。

  动力电池的分类

  目前,电动车用的动力电池种类其实非常多,但是真正实用化的并不多。因为很多电池都有这样或者那样的问题。世界上大部分厂商都选择了锂电池,细节材料上有使用三元锂电池的,有使用磷酸铁锂的,有使用锰酸锂的,但是它们都可以归结到锂电池的范畴,需要充电放电,有循环次数。

  氢燃料电池和锌空气电池都不是充电电池,是靠消耗其他材料(氢气,锌)产生电能,需要添加其他材料才能维持运行,更类似传统燃油车加油的概念。

  还有几种比较另类的电池,一般当作动力电池的辅助使用。下面我们就来详细说说各类电池的特点和用于汽车的优劣。

  (一)氢燃料电池

  首先我们来看被“给力哥”讽刺为傻瓜电池的氢燃料电池。燃料电池并不是一个新东西,它的历史可以追溯到1838年,德国化学家提出了燃料电池的理论。真正实现商用化则是1955年的事情,美国通用电气的工程师造出来实用化的氢燃料电池,随即就应用了到美国太空探索的双子星计划(题外话,有兴趣的可以搜索一下纪录片《从地球到月球》,看看美国人的双子星计划,阿波罗计划,再看看中国的神舟计划,嫦娥计划)。

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