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純電動汽車動力源探討: 鋰離子電池VS燃料電池

作者: 時間:2016-09-09 來源:動力電池網 收藏
編者按:動力電池系統是純電動汽車最為核心的部件,對于任何有志于在鋰電純電動車汽車上有所作為的國際主流車企,他們無論如何是不會讓這個最為關鍵的部件被外人掌控的,那么國際主流汽車企跟電池企業的關聯,就是破解這些主流汽車廠家在純電動汽車方面戰略布局的鑰匙。

 歐美日在氫能和方面的戰略布局

  上世紀末期,西方國家展開了第一輪新能源汽車的研究和產業化浪潮。當時,歐美日這三大汽車生產集團對新能源汽車的發展方向有較大的分歧,比如美國主推“氫經濟”(氫能和),日本則是把產業化重點放在自然吸氣技術和HEV,將汽車作為戰略研究方向。

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201609/296784.htm


 而以德國為代表的歐洲車企則強調傳統內燃機的優化和技術革新(例如高效柴油引擎和機械渦輪增壓技術),但同時也投入相當多資源進行燃料電池汽車的研發。事實上,西方主流汽車生產商當時都不認為鋰電純電動汽車具有可行性。因此,在小布什總統當政的8年時間里,氫能和燃料電池的基礎研究和產業化在西方尤其是美國達到了巔峰狀態。

  歐美之所以一開始就選擇燃料電池而不是,在筆者看來,主要是基于三個方面的原因。第一個原因也是最主要的原因,燃料電池在能量密度和功率密度上相對于二次電池具有絕對優勢,就工況特性而言燃料電池比二次電池更加適合用作汽車主動力源。而當時動力電池才剛剛開始研究而已,性能并不理想而遠未達到實際裝車條件。

  另一方面,歐美發達國家一直占據全球產業鏈的頂端而謀取高額利潤,它們認為二次電池產業是一個低附加值行業是亞洲人的事情,歐美本質上是不屑于發展這種利潤率較低的實體經濟的。長期不重視,造成了歐洲和北美缺乏規?;匿囯娖髽I,鋰電產業鏈也一直沒能建立起來,而歐美在燃料電池領域擁有絕對優勢地位。

  另外,從整個產業鏈的角度而言,氫能和燃料電池對相關工業整體水平的帶動和提升的確要比產業高一個檔次。那么,歐美當初選擇發展氫能和燃料電池而不是鋰離子電池,也是合乎邏輯的。

  歐美的燃料電池汽車研究和產業化都是在各大汽車公司的主導下進行的,在全球第一輪燃料電池汽車開發熱潮中,各大汽車公司的情況并不一樣。

  通用汽車(GM)是全球第一輪“氫經濟”浪潮的領頭羊,GM很早就有電動汽車研發經驗,全球首輛燃料電池汽車Chevrolet Electrovan(AFC-EV)就是GM在1966年首先制造出來的。

  跟國際上其它主流車企不一樣的是,GM在燃料電池汽車領域一直是堅持自主研發,當時并沒有選擇與其它車企或者燃料電池公司合作開發。GM在燃料電池催化劑、MEA以及電堆系統的基礎研究方面都有相當的積累,在FC-EV整車方面的實力則與Toyota不相上下。

  Daimler-Benz、Ford、Toyota、VW和Honda則是基于加拿大Ballard公司燃料電池電堆(Mark900)開發了自己的第一代FC-EV,通過各種燃料電池汽車示范項目驗證了第一代技術。其中Daimler-Benz和Ford還參股Ballard 18% 和20%的股份。

  韓國現代(Hyundai)則是選擇與美國UTC公司合作,采用UTC燃料電池技術開發出自己的第一代FC-EV。第一代FC-EV技術主要特征是燃料電池功率的密度可以滿足汽車動力要求,壽命在2000~3000小時范圍,但同時成本也非常高。

  然而,當時EU和DOE的規劃輕視了諸多技術、產品和市場轉化過程中的關鍵問題,對技術進展、基礎設施、市場培育過程等問題估計比較樂觀,當這些問題遇到障礙時,客觀上影響到政府及產業界對燃料電池汽車產業化的預期。

  于是2008年奧巴馬當選美國總統以后,美國政府在新能源和電動汽車的戰略方向就從氫能和燃料電池轉向了鋰離子電池,這也就是當前的第二輪電動汽車產業化熱潮,只不過動力系統的技術路線從燃料電池轉換到了鋰離子電池。

  伴隨著2008年鋰離子電動汽車的興起,燃料電池汽車技術進入到第二個發展階段,政府資金投入與第一階段相比明顯減小。比如DOE這幾年就削減了燃料電池技術在汽車領域的研發項目資助,僅保留了燃料電池在固定式發電領域及商用叉車項目資助。


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