在純電動(dòng)、氫燃料電池汽車規(guī)模推廣和普及仍需諸多技術(shù)、基礎(chǔ)突破的當(dāng)下,“電電混合”這一技術(shù)路線呼聲漸高。
在10月舉辦的中韓汽車論壇上,中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、宇通、上汽等代表提及這一課題。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張進(jìn)華表示:從技術(shù)上來(lái)說(shuō),這幾年形成一個(gè)比較有規(guī)模特色的,用“電電混合”動(dòng)力系統(tǒng),就是燃料電池和電池的混合,這是目前比較符合燃料電池的發(fā)展水平,也符合燃料電池的技術(shù)特點(diǎn),特別在商用車上。從2015年、2016年以來(lái),到目前在氫能燃料電池發(fā)展,地方熱情高于中央。很多是地方推動(dòng)的研發(fā)和應(yīng)用發(fā)展。
宇通客車燃料電池開(kāi)發(fā)高級(jí)經(jīng)理李飛強(qiáng)表示,宇通在做一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的匹配,以公交工況為例,計(jì)算出驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平均功率,包括動(dòng)力性的匹配動(dòng)力性的功率,最后達(dá)到燃料電池和動(dòng)力電池最優(yōu)的匹配。能量管理方面基于燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)耐久性多約束條件分析,研究電電混合動(dòng)力系統(tǒng)多層工作模式劃分機(jī)制,通過(guò)基于滯環(huán)區(qū)間的有限狀態(tài)能量管理控制技術(shù),提升動(dòng)力系統(tǒng)的耐久性。
上汽集團(tuán)前瞻技術(shù)研究部程偉表示,從汽車用戶角度、行業(yè)角度看,燃料電池車和純電動(dòng)是相互補(bǔ)充的,是
燃料電池和
鋰電池的關(guān)系。短期來(lái)看是一個(gè)補(bǔ)充關(guān)系,因?yàn)閷?duì)燃料電池車動(dòng)力系統(tǒng)架構(gòu)仍然需要?jiǎng)恿﹄姵兀瑔?dòng)的時(shí)候輔助系統(tǒng)需要高壓的供電,在車輛制動(dòng)的時(shí)候能量回收需要?jiǎng)恿﹄姵?,?dòng)態(tài)加速也需要?jiǎng)恿﹄姵氐难a(bǔ)充。燃料電池和純電動(dòng)在中長(zhǎng)期來(lái)講還是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
在9月舉辦的2018全球未來(lái)出行論壇上,不少車企談到對(duì)鋰電池和氫燃料電池相結(jié)合的“電電混合”汽車的探索。同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院教授章桐在接受記者采訪時(shí)表示,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)燃料電池功率普遍偏小的現(xiàn)狀,“電電混合”是當(dāng)下較為適合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展路線。
此前,也有國(guó)內(nèi)某電池專家在一次會(huì)議上提到,做燃料電池的人完全可以考慮電電混合或者是做一個(gè)增程式的燃料混合動(dòng)力車。氫燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車兩條發(fā)展路線并非是絕對(duì)平行的,兩者也可有交集,實(shí)現(xiàn)兩種路線的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
中國(guó)在這一技術(shù)路線上起步并不晚于國(guó)外。在去年年底舉行的第二屆氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際交流會(huì)上,長(zhǎng)江公交“氫”裝上陣,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池與氫燃料電池“電電增程”方式的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)擁有一定優(yōu)勢(shì),發(fā)展“電電混合”技術(shù)路線較為實(shí)用,也更具經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)與鋰電池結(jié)合,能在合理的范圍內(nèi)適當(dāng)降低燃料電池系統(tǒng)的功率,從而起到降低產(chǎn)品成本的目的。
業(yè)內(nèi)人士指出,燃料電池存在動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢問(wèn)題,當(dāng)車輛的運(yùn)行狀態(tài)在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生急劇變化(如起步、急加速),動(dòng)力系統(tǒng)往往無(wú)法達(dá)到車輛所需的功率,但鋰電池恰好就能解決這些問(wèn)題。由鋰電池提供車輛加速、減速等非穩(wěn)態(tài)下所需的大功率,而燃料電池則用來(lái)提供穩(wěn)定工況下的輸出功率。“電電混合”能通過(guò)鋰電池解決電動(dòng)汽車的電控問(wèn)題,同時(shí)用
氫燃料電池來(lái)解決電動(dòng)汽車的續(xù)航問(wèn)題。
以長(zhǎng)江電動(dòng)客車作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)的廣東泰羅斯汽車動(dòng)力系統(tǒng)公司已通過(guò)國(guó)家強(qiáng)制性測(cè)試,進(jìn)入國(guó)家氫能車公告目錄并進(jìn)行小批量生產(chǎn)。明年將形成批量生產(chǎn)能力。
氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源。從目前看,新能源車主流方向是純電動(dòng),但從未來(lái)看,氫動(dòng)力應(yīng)該是終極之路。自2015年豐田推出“未來(lái)”、本田推出“清晰”、現(xiàn)代推出“NEXO”氫燃料電池汽車量產(chǎn)后,日韓汽車企業(yè)的超前行動(dòng)對(duì)汽車行業(yè)沖擊很大,中國(guó)開(kāi)始追趕。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,“電電混合”并不是過(guò)渡階段的技術(shù)路線,這一路線將長(zhǎng)期存在,且未來(lái)氫燃料電池系統(tǒng)在“電電混合”汽車產(chǎn)品中所起到的作用會(huì)越來(lái)越大,發(fā)展大功率的氫燃料電池系統(tǒng)勢(shì)在必行。
與鉛酸電池相比,鋰電池的能量密度高、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),被人們寄予替代鉛酸電池的厚望。三年前,有業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè),在制造電動(dòng)車領(lǐng)域,鋰電池在2015年可以替代大約20%的鉛酸電池,五年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)大約替代30%的鉛酸電池。然而時(shí)值今日,鋰電池實(shí)際替代鉛酸電池不到10%,而未來(lái)兩年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)看來(lái)是非常的艱難。據(jù)最近行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)顯示:今年鋰電車的銷量約300萬(wàn)輛,而整個(gè)電動(dòng)車產(chǎn)銷量約3200萬(wàn)輛。那么鋰電池替代鉛酸電池的主要障礙在哪里?
鋰電池性價(jià)比優(yōu)勢(shì)并不突出。據(jù)眾多經(jīng)銷鋰電車的經(jīng)銷商反映:采用國(guó)產(chǎn)
鋰電池的電動(dòng)車,返修率居高不下。國(guó)內(nèi)實(shí)力雄厚的鋰電池企業(yè)與一般的中小鋰電池企業(yè)(pack)工廠制造出來(lái)的鋰電池其返修率竟然低到5%,高到13%左右的差距,價(jià)格十分的懸殊:以錳系材料的48V12Ah約500元/組左右,鎳鈷錳三元材料的鋰電池48V12Ah約650元/組左右。但是pack鋰電池48V12Ah只有約320元/組左右。但是這種pack鋰電池使用不到一年,電池容量大大衰減,已經(jīng)無(wú)法再使用。而錳系材料和三元材料的鋰電池與鉛酸相比,除了體積小與重量輕之外,其余并沒(méi)有多大的優(yōu)勢(shì),其使用達(dá)到2年以上,電池的衰減程度已經(jīng)無(wú)法滿足行駛長(zhǎng)距離的要求。
返修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)嚴(yán)重制約了消費(fèi)者的使用。一旦出現(xiàn)鋰電池的故障進(jìn)行返修,時(shí)間長(zhǎng)則一個(gè)星期左右,甚至有的更長(zhǎng),讓消費(fèi)者等待得不耐煩,失去了使用的信心。其原因是,經(jīng)銷商無(wú)法維修或更換鋰電池內(nèi)部出現(xiàn)問(wèn)題的電芯,一定要通過(guò)快遞運(yùn)送到制造企業(yè),通過(guò)專業(yè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行電池的維修。這是制約鋰電池大規(guī)模替代
鉛酸電池的關(guān)鍵之一。
鋰電池過(guò)于“嬌貴”,無(wú)法像鉛酸電池那樣經(jīng)得起折騰。鋰電車在使用過(guò)程中,經(jīng)不起摔扔撞擊,一旦鋰電池遭到刺穿,或者劇烈撞擊把鋰電池摔壞,鋰電池就有可能會(huì)產(chǎn)生燃燒與爆炸;鋰電池對(duì)充電器的要求很高,不能像鉛酸電池那樣隨便用馬路邊的投幣充電器來(lái)充電,一旦電流過(guò)大,擊穿鋰電池內(nèi)的保護(hù)板就有可能產(chǎn)生導(dǎo)致燃燒甚至爆炸。
由于鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,大量的低端鋰電池沖擊著市場(chǎng),使得經(jīng)銷商對(duì)鋰電車企業(yè)的選擇格外的小心謹(jǐn)慎,弄不好哪家制造企業(yè)一年半載之后就關(guān)門(mén)跑路,采購(gòu)進(jìn)來(lái)的鋰電車就要讓經(jīng)銷商全部兜著處理了。由此可見(jiàn),鋰電池要實(shí)現(xiàn)替代鉛酸電池,如果不改變上述的問(wèn)題,再過(guò)五年恐怕也很難