對(duì)于環(huán)境日益惡化和未來(lái)能源危機(jī)的擔(dān)憂，促使著人們不斷尋求汽車(chē)新的動(dòng)力來(lái)源。但是關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)采用哪種電池提供動(dòng)力卻一直存在著爭(zhēng)議，其中最受關(guān)注的就是燃料電池與鋰離子電池對(duì)汽車(chē)動(dòng)力電池的爭(zhēng)奪。

　　燃料電池車(chē)再受注目

　　早在2002年豐田和本田就已經(jīng)推出了燃料電池車(chē)，燃料電池車(chē)作為新一代汽車(chē)的有力候補(bǔ)，一度受到了巨大的關(guān)注。但隨著混合動(dòng)力車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)日益受到更多的關(guān)注，燃料電池車(chē)最近幾年處于不起眼的地位。但近來(lái)，燃料電池車(chē)開(kāi)始再次進(jìn)入人們的視野。

　　值得關(guān)注的幾個(gè)事件是，2013年1月24日，豐田與寶馬就共同開(kāi)發(fā)燃料電池車(chē)正式達(dá)成協(xié)議。1月28日，日產(chǎn)與戴姆勒、福特汽車(chē)也在燃料電池車(chē)開(kāi)發(fā)方面結(jié)盟。同時(shí)，豐田和本田宣布2015年開(kāi)始銷(xiāo)售燃料電池車(chē)。

　　又2013年7月2日，通用汽車(chē)和本田于7月2日宣布，雙方將開(kāi)展合作，共同開(kāi)發(fā)燃料電池車(chē)。

　　而最近風(fēng)頭正勁的純電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)特斯拉CEO艾倫·穆斯克在接受采訪時(shí)將燃料電池貶稱為”笑料電池”。他表示，開(kāi)發(fā)燃料電池車(chē)的企業(yè)非常愚蠢，就算從理論上實(shí)現(xiàn)燃料電池的最佳性能，也無(wú)法同今天的鋰離子電池抗衡。

　　另一方面，通用等企業(yè)卻表示，特斯拉是害怕燃料電池車(chē)將在新能源領(lǐng)域同Model S電動(dòng)車(chē)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，并威脅到其稍有起色的純電池汽車(chē)未來(lái)。

　　雙方各執(zhí)一詞。但種種跡象表明，以豐田為代表的企業(yè)正在將燃料電池車(chē)作為未來(lái)一個(gè)重點(diǎn)的研發(fā)方向，盡管就目前而言，燃料電池車(chē)的價(jià)格仍然很高。那么豐田等車(chē)企對(duì)于量產(chǎn)燃料電池車(chē)的信心來(lái)自于哪里呢?

豐田FCV-R次世代燃料電池混合動(dòng)力概念車(chē)

　　降低成本

　　燃料電池車(chē)是配備燃料電池的純電動(dòng)汽車(chē)。與純電動(dòng)汽車(chē)一樣利用馬達(dá)行駛，但驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所需的電力來(lái)自燃料電池。而且，填充一次燃料或充一次電的續(xù)航距離比純電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)，燃料的填充時(shí)間也比純電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間短，因此易用性比純電動(dòng)汽車(chē)出色。

　　燃料電池車(chē)的燃料電池與大約10年前一樣，以燃料使用氫的PEFC(高分子固體電解質(zhì)型燃料電池)為主流。電解質(zhì)采用具有離子導(dǎo)電性的高分子膜，用燃料極和空氣極夾住電解質(zhì)構(gòu)成電池單元(單電池)。氫(H2)在燃料極分解成質(zhì)子(H+)和電子。質(zhì)子移動(dòng)到電解質(zhì)中，在空氣極與氧和電子發(fā)生反應(yīng)生成水。此時(shí)，電子通過(guò)外部電路從燃料極移動(dòng)到空氣極，由此發(fā)電。另外，還需要采用白金催化劑促進(jìn)空氣極的反應(yīng)。

　　為降低成本做出貢獻(xiàn)的一個(gè)舉措是提高燃料電池組的輸出密度。例如，如果單位體積的輸出密度提高到2倍以上，則使用的燃料電池的體積就可以減至一半以下，因此能削減材料費(fèi)。實(shí)際上，豐田已經(jīng)開(kāi)發(fā)出輸出密度是現(xiàn)行燃料電池車(chē)兩倍以上的燃料電池組。輸出密度高達(dá)3kW/L。

　　還有通過(guò)削減燃料電池組層積的單元數(shù)量來(lái)降低成本的措施。減少層積數(shù)的話，可以削減燃料電池組的材料費(fèi)，因此能降低成本。不過(guò)，發(fā)電電壓也隨之降低，所以要使用轉(zhuǎn)換器。利用轉(zhuǎn)換器升壓來(lái)應(yīng)對(duì)需要高電壓的情況。

　　減少氫燃料罐的數(shù)量也為降低成本做出了貢獻(xiàn)。通過(guò)優(yōu)化燃料罐的長(zhǎng)度和直徑，在燃料罐的總?cè)莘e相同的條件下，以前需要配備四罐燃料，而現(xiàn)在兩罐即可。燃料罐數(shù)量的減少，使得燃料罐配備的部件數(shù)量可減半，因此能降低成本。

　　氫燃料罐方面還推進(jìn)了其他削減成本的舉措，比如通過(guò)降低燃料罐使用的碳纖維的等級(jí)、或者削減用量來(lái)壓縮材料費(fèi)。據(jù)介紹，之所以能這樣做，是因?yàn)槿毡拘薷牧恕陡邏簹怏w安全法》。另外，針對(duì)氫燃料罐開(kāi)發(fā)了能更輕松地纏繞碳纖維的制造技術(shù)等，這也為低成本化做出了貢獻(xiàn)。

　　除此之外，馬達(dá)、電池、逆變器等混合動(dòng)力車(chē)也在使用的部件，則直接沿用混合動(dòng)力車(chē)的產(chǎn)品。而且，能實(shí)現(xiàn)一體化的部件全部實(shí)現(xiàn)了一體化，由此也削減了成本。

　　目的何在

　　眾所周知，豐田一直是抵制純電動(dòng)汽車(chē)最激烈的汽車(chē)企業(yè)。從一開(kāi)始的致力于對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的研發(fā)和推廣，到最近宣布推出燃料電池車(chē)。

　　顯而易見(jiàn)的原因是，純電動(dòng)汽車(chē)在電池技術(shù)無(wú)法出現(xiàn)大的突破情況下，其續(xù)航里程并不能完全滿足商業(yè)化的需求，而燃料電池車(chē)填充一次燃料就能確保與汽油車(chē)相當(dāng)?shù)男旭偩嚯x。再加上經(jīng)過(guò)幾年的推廣之后，全球純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)普遍陷入低迷，即使不能證明豐田眼光的獨(dú)到，但至少促使豐田更加堅(jiān)定放棄純電動(dòng)汽車(chē)的決心。

　　事實(shí)上，還有一個(gè)更重要的原因是，與普及純電動(dòng)汽車(chē)相比，普及燃料電池車(chē)更加符合各大汽車(chē)廠商的利益。

　　本田社長(zhǎng)伊東孝紳說(shuō)，”純電動(dòng)汽車(chē)的部件數(shù)量會(huì)減少。因此，如果普及的話，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的構(gòu)造將發(fā)生急劇變化”。純電動(dòng)汽車(chē)普及的話，各大汽車(chē)廠商可能就無(wú)法保住各自的優(yōu)勢(shì)。

　　純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源是電池和馬達(dá)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，部件數(shù)量也比汽油車(chē)大幅減少。如果純電動(dòng)汽車(chē)成為環(huán)保車(chē)的主角，再推進(jìn)充電站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，那么，擁有成本競(jìng)爭(zhēng)力的很多新興市場(chǎng)國(guó)家的廠商和風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)就會(huì)涉足該領(lǐng)域，搶奪市場(chǎng)。對(duì)此，各大汽車(chē)廠商有著強(qiáng)烈的警戒心。

　　而燃料電池車(chē)的涉足門(mén)檻比較高。豐田相關(guān)人士指出，”(燃料電池車(chē))與純電動(dòng)汽車(chē)相比，能在技術(shù)方面形成顯著差異，保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”。

　　燃料電池的心臟部分--被稱作”電堆”的燃料電池發(fā)電機(jī)是不同材料的優(yōu)化組合技術(shù)的集合體，專(zhuān)利的數(shù)量也十分龐大。因此，新進(jìn)企業(yè)很難仿制。

　　最近純電動(dòng)汽車(chē)的低迷可能會(huì)促使各大汽車(chē)廠商加快脫離純電動(dòng)汽車(chē)業(yè)務(wù)的步伐。日產(chǎn)由于在混合動(dòng)力車(chē)方面起步較晚，因此在純電動(dòng)汽車(chē)上比較下工夫。該公司的目標(biāo)是，對(duì)于2010年上市的純電動(dòng)汽車(chē)，在2017年3月之前與雷諾合計(jì)售出150萬(wàn)輛。

　　不過(guò)，截至2013年7月，兩公司的總銷(xiāo)量只有約10萬(wàn)輛。在2013年1月的北美國(guó)際車(chē)展上，對(duì)于作者提出的純電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量問(wèn)題，日產(chǎn)社長(zhǎng)卡洛斯·戈恩回答說(shuō)”很失望”。從2013年4月開(kāi)始，LEAF(聆風(fēng))各車(chē)型的售價(jià)全部下調(diào)，不過(guò)銷(xiāo)售仍然沒(méi)有回暖的跡象。最近，日產(chǎn)通過(guò)與戴姆勒等合作，強(qiáng)化了燃料電池車(chē)的開(kāi)發(fā)。

　　某汽車(chē)行業(yè)相關(guān)人士指出，”如果對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)，豐田和本田也像混合動(dòng)力車(chē)的黎明期時(shí)那樣積極銷(xiāo)售，純電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)該會(huì)更加普及。”然而，兩公司只是將其作為環(huán)保車(chē)的選擇之一，小量維持租售業(yè)務(wù)，看不到全力以赴的樣子。

　　存在的問(wèn)題

　　最近，大型汽車(chē)廠商致力于天然氣汽車(chē)的開(kāi)發(fā)也是基于與燃料電池車(chē)相同的理由。

　　隨著頁(yè)巖氣的增產(chǎn)，天然氣價(jià)格降低，CO2排量比汽油車(chē)少1～2成的天然氣汽車(chē)作為環(huán)保車(chē)的新支柱，開(kāi)始受到關(guān)注。氣體燃料比汽油等液體燃料更難儲(chǔ)藏和控制，涉足門(mén)檻比較高。

　　本田2012年8月在泰國(guó)推出了轎車(chē)”City”的天然氣車(chē)型。在2013年5月的銷(xiāo)售中，天然氣車(chē)型占City總銷(xiāo)量的約3成。大眾也于2013年在歐洲推出了采用天然氣燃料的微型車(chē)”eco up!”。

　　天然氣相關(guān)技術(shù)也容易提高附加值。以前的儲(chǔ)氣罐都是鐵制，但為了減輕重量，使用碳纖維儲(chǔ)氣罐的汽車(chē)越來(lái)越多。

　　東麗面向天然氣的壓力容器用途，擴(kuò)大了碳纖維的銷(xiāo)售。再加上一些其他因素，該公司預(yù)計(jì)2013財(cái)年碳纖維業(yè)務(wù)的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)將比上財(cái)年增加64%，達(dá)到120億日元。

　　不過(guò)，燃料電池車(chē)和天然氣車(chē)的發(fā)展存在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的難題。與已經(jīng)推進(jìn)建設(shè)的純電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施相比，氫等氣體的填充基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)還沒(méi)有眉目。

　　在這期間，也有可能出現(xiàn)純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)生技術(shù)革新，新興市場(chǎng)國(guó)家的廠商掌握核心技術(shù)、從而趕超大型汽車(chē)廠商的情況。普通的新車(chē)開(kāi)發(fā)一般需要4～5年，環(huán)保車(chē)的開(kāi)發(fā)時(shí)間更長(zhǎng)。今后，汽車(chē)廠商或許需要在密切關(guān)注環(huán)保車(chē)趨勢(shì)的同時(shí)，以前所未有的速度轉(zhuǎn)換戰(zhàn)略。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >