新能源汽車(chē)市場(chǎng)：鋰電池/鉛蓄電池/燃料電池PK
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-04 19:11
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我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展出現(xiàn)了尷尬：政府熱推的以鋰電池動(dòng)力為主的新能源汽車(chē)在市場(chǎng)上遇冷，而以鉛電池為動(dòng)力的低速電動(dòng)汽車(chē)反而在沒(méi)有國(guó)家層面補(bǔ)貼甚至不能上牌的情況下，受到消費(fèi)者和投資者的追捧。
追溯中國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展路徑，一向是以提倡純電動(dòng)汽車(chē)為主的，然而，通過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)家投了大量的資金、政策予以支持,但是現(xiàn)在看來(lái)，新能源汽車(chē)發(fā)展還是比較緩慢，關(guān)鍵的技術(shù)沒(méi)有突破。目前政府主推的汽車(chē)動(dòng)力是鋰電池，但在以往的實(shí)踐中鋰電池出現(xiàn)過(guò)安全性問(wèn)題，且成本較高。
新能源汽車(chē)最重要的是動(dòng)力問(wèn)題，與鋰電池動(dòng)力相比，目前市場(chǎng)上，以鉛電池為動(dòng)力的低速電動(dòng)汽車(chē)卻受到極大的歡迎。對(duì)于低速電動(dòng)汽車(chē)，民營(yíng)企業(yè)投資熱情高漲，現(xiàn)在我們國(guó)家有近百家企業(yè)在生產(chǎn)低速電動(dòng)汽車(chē)，2013年生產(chǎn)銷(xiāo)售了20萬(wàn)輛，2014年銷(xiāo)量將會(huì)在35萬(wàn)輛以上。這種新能源汽車(chē)雖然政府沒(méi)給予優(yōu)惠政策，但市場(chǎng)上企業(yè)愿意投資、消費(fèi)者喜歡購(gòu)買(mǎi)。
中國(guó)現(xiàn)在是最大的發(fā)展中國(guó)家，在城鎮(zhèn)化推進(jìn)的過(guò)程中，二三線(xiàn)城市和農(nóng)村人口占比70%，這些人需要怎樣的新能源汽車(chē)？
在發(fā)展的初級(jí)階段，大部分人屬于中低收入人群。低速電動(dòng)汽車(chē)充一次電只需要10元左右，能夠續(xù)航100多公里，如果每天跑20公里，每周只需要10元的充電費(fèi)。在新型城鎮(zhèn)化的過(guò)程中，二三線(xiàn)城市居民的生活圈子在30公里以?xún)?nèi)，需要這種短距離的交通工具。相比較現(xiàn)在鋰電池為主的新能源汽車(chē)10多萬(wàn)的價(jià)格，低速電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格在3萬(wàn)至5萬(wàn)之間，更受消費(fèi)者歡迎。
任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一定要由市場(chǎng)來(lái)決定。如果政府政策支持的產(chǎn)品消費(fèi)者不買(mǎi)賬、市場(chǎng)不歡迎，企業(yè)跟著政府去做，就是去拿補(bǔ)貼的，最終這個(gè)產(chǎn)品成為依賴(lài)于政策補(bǔ)貼的產(chǎn)品，形成一種對(duì)政策的依賴(lài)病，得不到持續(xù)發(fā)展。
在去年兩會(huì)上，我曾提過(guò)關(guān)于低速電動(dòng)車(chē)牌照問(wèn)題的建議。之后，國(guó)家發(fā)展改革委和工信部決定同意在全國(guó)一兩個(gè)城市開(kāi)展低速電動(dòng)車(chē)的試點(diǎn)，將此類(lèi)汽車(chē)稱(chēng)為低速短程汽車(chē)。但是，在試點(diǎn)過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)仍不同意技術(shù)路線(xiàn)的放開(kāi)，仍然規(guī)定此類(lèi)汽車(chē)使用鋰電池。在企業(yè)對(duì)鋰電池動(dòng)力并不熱衷的情況下，有的車(chē)企去辦理許可證的時(shí)候，說(shuō)用的是鋰電池，但真正生產(chǎn)的時(shí)候卻用鉛電池，因?yàn)殂U電池動(dòng)力安全性和價(jià)格優(yōu)勢(shì)更受市場(chǎng)歡迎。
面對(duì)民間蓬勃興起的低速電動(dòng)汽車(chē)，政府“堵”不是辦法，應(yīng)該創(chuàng)新管理，對(duì)以鉛電池為動(dòng)力的低速電動(dòng)汽車(chē)出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。
如果國(guó)家不盡早出臺(tái)以“疏”為主的管理辦法，一些生產(chǎn)企業(yè)就會(huì)各自為戰(zhàn)，以偷工減料為代價(jià)來(lái)壓低低速電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格，以致危及老百姓出行安全。與其讓一些小企業(yè)偷偷摸摸地生產(chǎn)，破壞這個(gè)產(chǎn)業(yè)，還不如在國(guó)家層面加快制定安全技術(shù)的通用標(biāo)準(zhǔn)，讓低速電動(dòng)汽車(chē)光明正大地在臺(tái)面上發(fā)展。
幾個(gè)月前，特斯拉CEO“給力哥”Elon·Musk在德國(guó)接受外媒采訪(fǎng)時(shí)將燃料電池（Fuel Cell）稱(chēng)為“傻瓜電池”（Fool Cell），并表示：“他們非常愚蠢，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。”他還指出鋰離子電池還有很大潛力沒(méi)有發(fā)掘。
而另外一方面，通用汽車(chē)和豐田等多家車(chē)企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開(kāi)發(fā)燃料電池協(xié)議，計(jì)劃未來(lái)數(shù)年內(nèi)推出燃料電池車(chē)投入實(shí)用。早在2011年豐田就在東京車(chē)展上就亮相了FCV-R氫燃料電池概念車(chē)，今年?yáng)|京車(chē)展則將展出量產(chǎn)型號(hào)。豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行合作，其中就包括燃料電池。
除了豐田，通用汽車(chē)和本田汽車(chē)宣布將聯(lián)合開(kāi)發(fā)下一代燃料電池技術(shù)，以便2020年投放到市場(chǎng)。韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)已經(jīng)率先投產(chǎn)燃料電池車(chē)，福特、戴姆勒和雷諾-日產(chǎn)正合作開(kāi)發(fā)燃料電池技術(shù)。
豐田表示，即將量產(chǎn)的燃料電池車(chē)售價(jià)大約接近寶馬5系或者特斯拉Model S，大約為5萬(wàn)美元左右，一次加注燃料續(xù)航里程高達(dá)300英里（483公里）。因而性?xún)r(jià)比具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力。
那么到底是特斯拉的給力哥對(duì)，還是豐田以及一眾車(chē)廠(chǎng)對(duì)，為什么會(huì)有燃料電池和鋰離子電池之爭(zhēng)，未來(lái)電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力之源會(huì)是什么呢？我們來(lái)做一個(gè)深度解讀。
電動(dòng)車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)
現(xiàn)在林林總總的電動(dòng)車(chē)，其實(shí)是傳統(tǒng)汽車(chē)的一個(gè)延續(xù)，人們做的，只是把傳統(tǒng)汽車(chē)動(dòng)力部分、燃油部分換成了電機(jī)和電池。
電動(dòng)車(chē)的歷史其實(shí)非常非常悠久，1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車(chē)裝上了電池和電動(dòng)機(jī)，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛。內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的發(fā)明時(shí)間則要推遲到四十余年之后的1885年10月，卡爾·奔馳設(shè)計(jì)制造了世界上第一輛三輪汽油汽車(chē)，同年戈特利布·戴姆勒也制造出了一部四輪汽油汽車(chē)。兩人各自成立了自已的汽車(chē)公司，1926年兩家合并為戴姆勒-奔馳汽車(chē)公司。
電動(dòng)車(chē)在歷史上經(jīng)歷過(guò)三個(gè)發(fā)展期，1885年到1915年是電動(dòng)車(chē)的第一次黃金時(shí)期。這一期間，由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)相當(dāng)落后，行駛里程短，故障多，維修困難，不及電動(dòng)車(chē)，因此電動(dòng)車(chē)在這一時(shí)期被普遍認(rèn)可。當(dāng)時(shí)美國(guó)總統(tǒng)的座駕就是電動(dòng)車(chē)，而不是內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。
第二個(gè)階段是60年代，中東戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)石油危機(jī)的大背景下，美國(guó)通用汽車(chē)公司與福特汽車(chē)公司分別研發(fā)了新型電動(dòng)汽車(chē)。雪鐵龍、標(biāo)致則將現(xiàn)有車(chē)型改裝成小型電動(dòng)汽車(chē)。以此為契機(jī)，全球掀起了電動(dòng)車(chē)熱潮。
第三個(gè)階段是20世紀(jì)90年代后，隨著鋰電池技術(shù)的進(jìn)步，成本的降低，電動(dòng)車(chē)的性能有了巨大提升。最終實(shí)現(xiàn)了特斯拉、日產(chǎn)等的量產(chǎn)電動(dòng)車(chē)。
從電動(dòng)車(chē)的歷史可以看出，電動(dòng)車(chē)和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，實(shí)際上是平行發(fā)展，互相競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。當(dāng)電動(dòng)車(chē)的性能、成本、用戶(hù)體驗(yàn)高于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的時(shí)候，電動(dòng)車(chē)就有一個(gè)黃金發(fā)展期，而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)步，體驗(yàn)超過(guò)電動(dòng)車(chē)時(shí)，電動(dòng)車(chē)就歸于沉寂。
電動(dòng)車(chē)性能的關(guān)鍵因素：動(dòng)力電池
對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，性能、成本、用戶(hù)體驗(yàn)?zāi)芊駢旱箖?nèi)燃機(jī)汽車(chē)，關(guān)鍵在于動(dòng)力電池。
我們知道，汽車(chē)能跑，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱工作，給汽車(chē)提供動(dòng)力，電動(dòng)車(chē)能跑是電池和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。電機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，已經(jīng)非常非常成熟。
無(wú)論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)。同等功率的電機(jī)往往比發(fā)動(dòng)機(jī)便宜，壽命更長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)也更簡(jiǎn)單。理論上電動(dòng)車(chē)應(yīng)該遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)更有競(jìng)爭(zhēng)力，而問(wèn)題的關(guān)鍵就卡在電池上。
眾所周知，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)是需要能量的，內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的能量來(lái)自于汽油或者柴油的燃燒，熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。而電池通過(guò)電機(jī)，把電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。而現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)遇到的問(wèn)題就是同樣的重量，同樣的體積，電池提供的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽油和柴油，也就是能量密度低。
所以，同樣跑300公里，汽油車(chē)只需要30升的油箱，只需要20多公斤汽油，而即使采用了先進(jìn)鋰離子電池的電動(dòng)車(chē)，也要600多公斤的巨大電池包，還不算保護(hù)電路，電池包本身的保護(hù)的重量。
如果用鉛酸電池，則需要1噸到2噸的沉重電池包，而一輛家用轎車(chē)正常的重量也不過(guò)1噸多。
除了能量密度，電池還有一個(gè)功率密度的概念，動(dòng)力電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動(dòng)機(jī)功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會(huì)影響電動(dòng)車(chē)的性能。
動(dòng)力電池的分類(lèi)
目前，電動(dòng)車(chē)用的動(dòng)力電池種類(lèi)其實(shí)非常多，但是真正實(shí)用化的并不多。因?yàn)楹芏嚯姵囟加羞@樣或者那樣的問(wèn)題。世界上大部分廠(chǎng)商都選擇了鋰電池，細(xì)節(jié)材料上有使用三元鋰電池的，有使用磷酸鐵鋰的，有使用錳酸鋰的，但是它們都可以歸結(jié)到鋰電池的范疇，需要充電放電，有循環(huán)次數(shù)。
氫燃料電池和鋅空氣電池都不是充電電池，是靠消耗其他材料（氫氣，鋅）產(chǎn)生電能，需要添加其他材料才能維持運(yùn)行，更類(lèi)似傳統(tǒng)燃油車(chē)加油的概念。
還有幾種比較另類(lèi)的電池，一般當(dāng)作動(dòng)力電池的輔助使用。下面我們就來(lái)詳細(xì)說(shuō)說(shuō)各類(lèi)電池的特點(diǎn)和用于汽車(chē)的優(yōu)劣。
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深度解讀未來(lái)汽車(chē)動(dòng)力源：燃料電池VS鋰電池
首先我們來(lái)看被“給力哥”諷刺為傻瓜電池的氫燃料電池。燃料電池并不是一個(gè)新東西，它的歷史可以追溯到1838年，德國(guó)化學(xué)家提出了燃料電池的理論。真正實(shí)現(xiàn)商用化則是1955年的事情，美國(guó)通用電氣的工程師造出來(lái)實(shí)用化的氫燃料電池，隨即就應(yīng)用了到美國(guó)太空探索的雙子星計(jì)劃（題外話(huà)，有興趣的可以搜索一下紀(jì)錄片《從地球到月球》，看看美國(guó)人的雙子星計(jì)劃，阿波羅計(jì)劃，再看看中國(guó)的神舟計(jì)劃，嫦娥計(jì)劃）。
