什么是燃料電池，燃料電池汽車和電動汽車優(yōu)缺點(diǎn)是什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-28 17:40
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全國大部分城市的老百姓最近幾年飽受霧霾的困擾，國家為了治理大氣污染，從09年開始大力推廣電動汽車。到2014年底，電動汽車終于沖上一個(gè)銷量的小高峰。眼看著電動汽車的春天就要來了，但卻半路殺出了一個(gè)程咬金，豐田主推的氫燃料電池汽車。哪一種汽車更有前途呢?今天電動邦為大家分析一下燃料電池汽車和電動汽車優(yōu)缺點(diǎn)。
電動汽車BEV(Battery Electric Vehicle)和燃料電池汽車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)都是靠電機(jī)驅(qū)動車輛。BEV依靠電池里儲存的電能驅(qū)動，而FCEV則靠氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能驅(qū)動。所以他倆本質(zhì)的區(qū)別是BEV儲存電能，需要高能量密度的汽車電池，而FCEV制造電能，需要大容量的燃料氫氣(通過儲氫罐)。
兩種技術(shù)從排放來說比傳統(tǒng)汽車都有很大的進(jìn)步，F(xiàn)CEV最后的排放是水，BEV則沒有排放，算是打了個(gè)平手。下面主要從技術(shù)方面看看他倆的優(yōu)劣。
燃料電池汽車FCEV相對BEV的優(yōu)勢
最大的優(yōu)勢是續(xù)航里程更長。FCEV的續(xù)航里程一般都是400公里以上，和傳統(tǒng)的燃油車非常接近。而對BEV來說，更長的續(xù)航里程意味著更重更貴的鋰電池包。目前BEV里頭只有Tesla Model S的續(xù)航里程超過了400公里，但代價(jià)是重達(dá)1噸、貴到20萬人民幣的電池包。再加上深度放電會影響鋰電池壽命，也就是不能像傳統(tǒng)汽車那樣將油用干再加滿，所以實(shí)際續(xù)航里程比宣稱的還要低不少。雖然FCEV的價(jià)格目前更高，但從前景來說，同樣續(xù)航里程的情況下，F(xiàn)CEV的成本會低于BEV。
另外一個(gè)很大的優(yōu)勢是補(bǔ)充燃料(電能)更快。FCEV的加氫是物理過程，3分鐘左右便可加滿。BEV的電池充電是電解反應(yīng)，充電的時(shí)候需要控制否則會有副反應(yīng)發(fā)生，目前快充是半個(gè)小時(shí)充滿80%，在將來很長一段時(shí)間內(nèi)比較難提高充電速度。快速換電池的解決方案受制于電池質(zhì)量、所有權(quán)、電池型號等問題，可能對于公交車有更多幫助，對私家乘用車來說，前景比較渺茫。
還有一個(gè)優(yōu)勢是FCEV無需擔(dān)心虧電問題?；瘜W(xué)反應(yīng)需要氧化劑、還原劑(俗稱燃料)和反應(yīng)場所。鋰電池里頭的氧化劑、還原劑(分別是正負(fù)極)存放距離非常近，只有10多個(gè)µ米，(1µ=0.000001)，即使不工作也會有自放電的電能損耗。而FCEV的反應(yīng)場所和燃料可以物理隔離，和傳統(tǒng)汽油車類似，不啟動基本不會影響續(xù)航里程。
燃料電池汽車FCEV對比BEV的劣勢
首先是FCEV的催化劑很貴，以燃料電池PEMFC為例，催化劑通常含有Pt，也就是鉑(俗名白金)。比黃金還貴的貴金屬，用來做催化劑實(shí)在是太肉疼了。更要命的是，這種貴重的催化劑，還會出現(xiàn)損耗。鉑在氣態(tài)硫氮氧化物(如一氧化碳，二氧化硫等)濃度以ppm為單位存在的情況下有嚴(yán)重的中毒情況，濃度高于百ppm中毒不可逆。我國目前的這種霧霾環(huán)境，意味著催化劑會不斷的被損耗。而PEMFC的催化劑載體碳，在放電狀態(tài)下很容易氧化造成結(jié)構(gòu)坍塌，致使Pt的催化面積迅速減小并流失。
制約FCEV發(fā)展的還有加氫站基礎(chǔ)建設(shè)。雖然目前服務(wù)BEV的充電站/樁發(fā)展也比較慢，沒有很好的商業(yè)模式吸引資本，更多的是依靠政府推動的公用充電站以及各家車廠/4S店建立為自家車主服務(wù)的充電站。但同需要服務(wù)FCEV的加氫站相比，充電樁占地小，投資少，時(shí)間短，改造線路便可投入使用。而加氫站則需要重新規(guī)劃，占地大，投資多，時(shí)間長。所以加氫站在很長一段時(shí)間內(nèi)沒法到位，通過建設(shè)加氫站刺激FCEV的銷量目前來看非常不可行。
FCEV和BEV的未來
短期來看，以BEV和PHEV(插電式混合動力汽車 )為主的新能源汽車會慢慢進(jìn)入良性循環(huán)階段，即更大容量的電池，更多的充電站和更多的銷量，彼此之間互相刺激提高增長。車廠將會推出越來越多的BEV和PHEV車型，而消費(fèi)者將會逐漸熟悉并習(xí)慣這些低排放新能源汽車。而FCEV由于續(xù)航里程以及加氫速度迅速的優(yōu)勢，車廠從長期來說會繼續(xù)投資FCEV。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，石油儲量的不斷減少，也許在15年后，結(jié)合BEV和FCEV的優(yōu)勢插電式燃料電池汽車將會出現(xiàn)，讓我們拭目以待。
與鉛酸電池相比，鋰電池的能量密度高、壽命長、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，在制造電動車領(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%，而未來兩年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)看來是非常的艱難。據(jù)最近行業(yè)協(xié)會預(yù)測的數(shù)據(jù)顯示：今年鋰電車的銷量約300萬輛，而整個(gè)電動車產(chǎn)銷量約3200萬輛。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)勢并不突出。據(jù)眾多經(jīng)銷鋰電車的經(jīng)銷商反映：采用國產(chǎn)鋰電池的電動車，返修率居高不下。國內(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，其余并沒有多大的優(yōu)勢，其使用達(dá)到2年以上，電池的衰減程度已經(jīng)無法滿足行駛長距離的要求。
返修時(shí)間過長嚴(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)間長則一個(gè)星期左右，甚至有的更長，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)銷商無法維修或更換鋰電池內(nèi)部出現(xiàn)問題的電芯，一定要通過快遞運(yùn)送到制造企業(yè)，通過專業(yè)設(shè)備來進(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。
鋰電池過于“嬌貴”，無法像鉛酸電池那樣經(jīng)得起折騰。鋰電車在使用過程中，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，鋰電池就有可能會產(chǎn)生燃燒與爆炸；鋰電池對充電器的要求很高，不能像鉛酸電池那樣隨便用馬路邊的投幣充電器來充電，一旦電流過大，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，使得經(jīng)銷商對鋰電車企業(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)門跑路，采購進(jìn)來的鋰電車就要讓經(jīng)銷商全部兜著處理了。由此可見，鋰電池要實(shí)現(xiàn)替代鉛酸電池，如果不改變上述的問題，再過五年恐怕也很難
