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氢燃料汽车与电动车相比,到底有哪些优劣势?

2024-10-23 08:47:13 | 玩车网

今天玩车网小编整理了氢燃料汽车与电动车相比,到底有哪些优劣势?相关内容,希望能帮助到大家,一起来看下吧。

本文目录一览:

氢燃料汽车与电动车相比,到底有哪些优劣势?

探索碳中和,解析长城汽车氢能源技术

在此次的氢能源大会上,我们了解到了长城布局氢能源全产业链的构想以及实现完全自我研发、自我配套的能力,这在中国品牌中首屈一指。值得一提的是,未来长城氢能源零部件也将对国内多个领域的氢能产业实现配套。

事实上,目前氢能源 汽车 令很多人焦虑的恐怕是补给问题,如何高效的生产氢以供应源源不断的市场成为了氢能源 汽车 推广下去的重要一环,而长城 汽车 给出了答案。根据会上介绍,长城将通过钙钛矿太阳能光伏技术实现氢的制取,值得一提的是长城的制氢效率突破了20%。

这种技术在原理上可以理解为人工光合作用,一种利用阳光来电解水以实现制氢,这种技术可以减少不必要的化学污染,而钙钛矿则是替代曾经硅料来高效实现人工光合作用的重要物质,制氢效率大大提高。

氢能源产品的动力总成 大致有以下四个部分组成 :储氢罐、燃料电池、储能电池、电驱动以及动力控制单元

具体工作原理如下:

1. 电解 ——氢气与氧气在燃料电池的电堆中发生电解,其中氢气通过燃料电池的正极(含有催化剂)分解成电子和氢离子(质子)。而燃料电池中的关键技术则在于质子交换膜(ProtonExchange Membrane)。质子通过“交换膜”到达负极和氧气反应变成水和热量,而对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。

2. 驱动 ——氢能源 汽车 的驱动形式作者个人更愿意理解为混合动力中的增程模式,燃料电池产出的电能源源不断的送入电动机驱动车辆。同时,氢能源 汽车 也依然具备一台动力电池进行储能,该电池同样也会获得来自燃料电池的补给。

众所周知,氢气作为活跃的化学气体安全是首位的。而其次,动力总成的效率问题也同样是各个车企的攻关重点。更重要的是,一项技术以平台化的方式进行应用才能展开核心 科技 的全面普及。因此,氢能源 汽车 具备排放清洁化、补给高效化与整车轻量化的优势背后体现着一个公司对于氢技术的了如指掌。

目前长城 汽车 已经实现“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化,摆脱了国外供应商的束缚。同时,长城在商用车、乘用车领域更是以平台化的视角展开了全面的打造。可见,长城对于氢能源的普及与推广已是信心满满。

未势能源燃料电池,系统峰值功率95KW,电堆峰值功率120KW,系统最高效率60%,与国际竞品性能相当。

70Mpa的高能效电堆,最大许用工作压力达到87.5Mpa,工作温度涵盖-40—85摄氏度,实现多点氢泄露智能监测。

燃料电池之“肺”——空压机,系统综合效率>71%,具备无油润滑、轻量化等优势。值得一提的是长城针对下一代空压机也做出了规划,将采用带可变截面膨胀端能量回收单元的全新产品,可支持110KW的燃料电堆使用。

长城自家的瓶阀与减压阀,保证氢安全的同时,也能在系统的监控下实现灵活多变的开合,提升运行效率。

2018年长城控股正式入主上燃动力,并在资源整合之后构建了长城自家氢能源体系——未势能源。2019年4月,长城氢能源体系登陆上海国际车展与公众见面,作者有幸了解到其智力成果与未来构想,其从零部件出发实现自主研发与制造全线普及的理念也贯彻了长城一贯的精益思维。

而后在不到两年的时间里,未势能源旗下的上燃动力已展开了与很多商用车方面的合作共进,实现了自主品牌之间的强强联手、自主创新。同时,在会上我们也看到了未势的氢能源产品在赛车上的应用,这也表面了他们在安全性方面与耐久性方面的决心与信心。

而今天长城正式面向全球发布了氢能源战略也进一步标志着长城在燃油动力、电动动力、混合动力以及氢能源动力四个方面都实现了自主把控。可以看出,这四大动力技术无论从技术、从制造还是从市场,长城都有着十足的信心与底气。

未来五年,长城 汽车 将实现燃料电池系统的高功率(>200kW)、高效率(>60%)、高温度(>100 )、高耐久(>20000小时)和高互联(新能源+智能网联)的技术产出。因此,氢能源作为这四大动力中最具挑战性的一项,我们也期待在未来五年内可以看到长城 汽车 在这个领域中的更多优秀成果。

最后,期待长城今年的首款氢能源C级SUV完美亮相,并让其产品在明年北京冬奥会中大放异彩。

注:部分图自官网与网络,权利归原作者所有,此致感谢

氢燃料汽车与电动车相比,到底有哪些优劣势?

举报比亚迪,长城握住了这些“把柄”

​长城汽车一纸举报,触动了比亚迪最敏感的神经,将两企业一起送上热搜。争议的核心,混动(PHEV)的确面临更大的排放压力,高压油箱是行业通行的解决方案,长城称比亚迪两款主销车未配,涉嫌“排放不达标”。

但这并非唯一方案。作为混动的核心,控制策略的优化同样可以改善排放,这不仅需要严密的算法,对硬件契合度的要求也极高。

VCU、ECU自研的比亚迪,的确更有机会做到。但控制方案需要经过严密的检验,如果发现有漏洞,很可能也不符合排放法规。

同样拥有强大技术攻关能力的长城汽车,是否找到了比亚迪控制策略的某些漏洞?不妨让子弹再飞一会儿。

文| 章洺辉 曹琳

编辑| 冒诗阳

汽车像素(ID:autopix) 原创

01. 玩车网

比亚迪DM-i的单档“忧虑”

5月25日上午,长城汽车官方发布声明(附文末),称“长城汽车向生态环境部、国家市场监督管理总局、工业和信息化部递交举报材料,就比亚迪秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i采用常压油箱,涉嫌整车蒸发污染物排放不达标的问题”进行了举报。

眼下,汽车业内对未来趋势流行的判断是,混动车有机会在未来两年大范围替代燃油车,拿下乘用车最大的“腰部市场”,即10万-25万元价格带。

混动(PHEV,下同)领域内,比亚迪DM-i先发优势明显,拿下了大部分存量市场,且保持了更强的品牌认同。但后进入的长城、吉利、长安、上汽、奇瑞等车企,各自新一代混动技术相继成熟,部分技术指标上实现后发优势,已进入产品集中落地的关键阶段。未来广袤的增量市场争夺中,各品牌竞争趋向白热化。

“混动系统的核心优势是节油,但油耗和排放两个指标很多时候是呈反比的。”曹睿告诉汽车像素(ID:autopix),行业内评价一套混动系统技术优劣的指标有多个维度,但其中驾驶者感知较强的只有两个,即节油率和性能,“油耗是用户强感知项,排放是弱感知项,不排除有车企追求用户感知强的项,牺牲弱感知项。”

但若真这么做,显然是危险的。

▍即将施行的国六b排放标准

“排放标准是准入门槛的问题。”某车企集团技术中心的工程师曹睿向汽车像素(ID:autopix)表示,各品牌混动技术自有优劣,但若真的排放不达标,意味着巨额的召回成本,以及可能的罚款。

某种程度而言,无论哪个品牌的混动系统,都面临比传统燃油车更严酷的排放压力,这来源于“尾气排放”和“蒸发排放”两个渠道。

曹睿告诉汽车像素(ID:autopix),混动系统会频繁的断油,即燃油发动机在某些工况下随时停止工作,而频繁的启停,会加大尾气排放的压力。

另一方面,汽油是一种极易蒸发的燃料,若释放到空气中,会排放碳氢化合物等有害物质。油箱中燃油汽化后,油箱内部压力升高,气态的燃油有溢出的可能性,这被称为蒸发排放。

对于蒸发排放,燃油车本有一套成熟的解决方案。发动机熄火时,蒸发的汽油蒸汽会经过油箱的阀口暂存到一个碳罐内,待发动机启动时,油箱会经过碳罐向发动机供油,从而将吸附其中的燃油蒸汽一并带入发动机中燃烧。

然而,混动系统的燃油发动机运行时间短,油箱供油去冲洗碳罐的机会变少,碳罐内的油气得不到冲洗,会增加气态汽油溢出的可能性,造成较大的蒸发排放压力。

长城指出比亚迪两款车所缺失的“高压油箱”,正是为了解决上述问题而诞生。

高压油箱可承受35到40kPa的蒸汽压力,相比之下常压油箱仅能承受4到7kPa。通过更高的强度,气态燃油可以更大程度上封存在油箱内,避免油气溢出,等待发动机工作时参与燃烧再排放。

加装高压油箱是市面上绝大多数混动产品都在用的解决方案。但这也意味着更高的成本。除了需要用更耐压的材料来制作油箱外,还需配备更耐压的加油口盖、加油管等,预计单辆车多出近千元的成本。

事实上,比亚迪现行的DM-i方案,蒸发排放的压力可能会更高。

“比亚迪(DM-i)用的是单档变速箱,变速箱档位越少,发动机直驱介入的时间越晚。”某车企研究院的专家王洋告诉汽车像素(ID:autopix),三档变速箱下,发动机在车辆时速大于20km时便可以直驱;二档变速箱下,发动机介入直驱的最低时速为40km;但单档变速箱的配置下,发动机介入直驱的最低时速上升至70km。

发动机直驱介入的机会变少,可能意味着蒸汽排放的压力更大,比亚迪需要用更为复杂的技术来解决问题。

02.

高压油箱不是最优解

长城汽车的声明发出后不到两小时,比亚迪立刻有了回应(附文末)。

回应声明中,比亚迪质疑“测试车辆由长城购买、保管并安排送检”,称测试车“不符合国标要求的送检状态”,此外,比亚迪称“比亚迪作为全球第一家推出插电式混合动力汽车产品的企业,在插混技术上有二十多年的积累和迭代,不像有些同行想的那么简单”。

装配高压油箱,的确不是解决蒸发排放的唯一方案。

“用高压油箱,还是会遇到很多问题。”曹睿告诉汽车像素(ID:autopix),考虑到材料技术和成本,高压油箱有其能力极限,未来面临更严格的排放法规时,完全依赖高压油箱不一定能解决问题。

此外,这套方案还需面对“比如高压油箱的诊断问题,对高压油箱中高压油气实施清理的问题”。曹睿称,高压油箱方案中,需加装一个油箱隔离阀,用以判断在合适的时机下释放或存储气态燃油,该隔离阀的技术目前仍在优化。

高压油箱之外,理论上而言,通过优化整车混动系统的控制策略也可以改善蒸发排放的问题。

按照混动技术的一般原理,通常低车速下,燃油发动机的效率较低,因此混动系统的控制策略会优先用电机来驱动;而中高车速时,发动机的效率会更高,混动控制策略会优先安排发动机直驱。

然而,实际问题却比原理来得更为复杂,电驱和燃油的效率并不完全按照上述规律分布。比如发动机在个别中高车速段上,效率又会低于电机,车企需要根据自身发动机的特点,找准这些车速点位,优化混动控制方案。

同理,车企研发团队可以将排放问题考虑进混动系统中。车企会在控制方案中设置一些“强制充电区、惩罚放电区和惩罚充电区”,实现电机和发动机配合的最优策略。

▍控制策略的排放优化

“一氧化碳、碳氢化合物的排放,也可以被当做‘惩罚因子’。”曹睿告诉汽车像素(ID:autopix),最优策略要考虑的问题不只是油耗,各家车企在设计混动系统时,会尝试找到一个最佳的排放平衡点,比如在某些时候强制发动机工作,来消耗多余的油气,为油箱解压,优化蒸发排放问题。

相比装配高压油箱,通过优化控制策略的确是比更高技术含量,且更优的解决方案。

但要实现这一点,需要更好的控制能力,不仅需要严密的算法,对硬件的契合度要求同样极高。

“比亚迪的VCU(电压控制单元)和ECU(电子控制单元),还有发动机的ECU,都是自己研发的。”曹睿向汽车像素(ID:autopix)表示,比亚迪的确在优化控制方案时更有优势。

然而,可能性更大,并不意味着一定做到了。

“控制方案需要经过严密的检验,如果发现有漏洞,那么很可能也不符合排放法规。”曹睿向汽车像素(ID:autopix)表示。

事实上,相比于比亚迪的研发实力,长城汽车技术攻关能力同样强大。在一些分析人士看来,长城汽车是否找到了比亚迪控制策略在优化排放上的某些漏洞,还需披露更多实质性内容,做更多举证。

2022年10月初,比亚迪申请公布了一项“油气管理系统”相关专利,该系统称能够将高温挥发的燃油蒸汽冷却为液态,最终返回油箱内,过程中无需再使用高压油箱。比亚迪明确提出,该项专利的目的就是避免设置高压油箱而带来的成本增加。但并不清楚这项技术是否用在了长城举报的两款车上,且技术效果有待验证。

长城与比亚迪的争议,得让子弹再飞一会儿。

▍比亚迪的专利,图源天眼查

03.

长城选了个“好时候”

某些维度上,长城与比亚迪正从昔日对抗合资的自主品牌战友,变成短兵相接的对手。

值得注意的是,长城声明中披露向三部门“递交举报材料”的时间为4月11日,但直到5月25日才向公众披露。这一天,正是比亚迪宋Pro DM-i冠军版计划上市的时间。

比亚迪宋Pro DM-i冠军版的定价在13.58万元至15.98万元之间,与长城刚刚发布的哈弗枭龙和枭龙MAX是直接竞品。若仅按照公开信息比较两款车的价格和配置,这是两款互有胜负的产品。

枭龙13.97万至15.67万元的售价区间更低,但宋Pro DM-i冠军版的尺寸稍大,纯电续航更长;高配的枭龙MAX尺寸更大,配备Hi4的四驱,但15.97万至17.97万元的定价又高于宋Pro DM-i冠军版,且后者纯电续航能力更强。

▍上海车展上的哈弗枭龙MAX

在比亚迪宋Pro DM-i冠军版之前,比亚迪已经发布了汉、秦等多个主销车型的“冠军版”,相比于其他版本,冠军版的起售价格一般更低。新能源市场上,占据先发优势的比亚迪有着相对更强的市场号召力,这对于挑战者,寄希望依托Hi4电混系统实现销量复兴的哈弗而言,是巨大压力。

长城汽车在“声明”中质疑排放不达标的两款车型,分别为比亚迪秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i。这两款车,正是当下轿车、SUV两大乘用车细分市场中最热销的混动车型。

根据乘联会的统计数据,2023年前4个月,比亚迪秦销量13.06万辆,宋的销量为17.44万辆,分别为新能源轿车和新能源SUV销量榜上的冠军。

“现在混动就是要抢腰部市场。”王洋告诉汽车像素(ID:autopix),目前行业公认的公式是,纯电车的优势在于“两头”,即10万元以下、30万元以上的乘用车市场,但在10万到25万元价格带的“腰部市场”,此前一直是燃油车的优势地带,随着混动车型从技术到产品的成熟,混动将在未来两年内对腰部市场的燃油车实现大比例替代。

机会摆在那,蛋糕会被谁吃下,目前还很难预料。

比亚迪、理想在混动产品上占据了先发优势,但最近半年来,长城Hi4、吉利雷神、广汽矩浪,以及上汽、长安、奇瑞等一系列新的混动方案集中落地,各家都声称做到了不同定语下的“最优”。

其中,比亚迪、长城、吉利三个自主品牌老对手中,吉利雷神技术成本较高,推出了价格定位更高的品牌“吉利银河”,预计暂时不会成为长城、比亚迪的直接竞品。但在混动市场的各个细

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氢燃料汽车与电动车相比,到底有哪些优劣势?

氢燃料汽车与电动车相比,到底有哪些优劣势?

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重点就详细的分析一下燃料电池。

首先燃料电池不是什么新技术,前前后后全世界搞了50年了,小布什在任期间还强推过。但成果远远称不上成功。

燃料电池的优势

没有续航和能量再充满的问题。没有续航焦虑。不需要消费者改变用车习惯

性能方面的潜力,跟纯电动车一样。且没有纯电动车的笨重的电池组对性能和能耗的不良影响

没有纯电动汽车的大容量电池寿命和成本的问题,也没有像纯电动汽车那样来自大容量电池的高污染

相对于常规混合动力,能耗可以进一步降低

排放接近于零,可以忽略。

氢气来源广泛,天然气,煤,石油,页岩气这些化石能源都可以制氢,是化工产业的副产物,也可以用风能制氢,太阳能制氢,生物制氢这些可再生方法,还可以用电力这种通用能源制氢。

燃料电池的劣势

目前大部分氢燃料电池的综合能量转化率,远没有纯电动高:如果是可再生方法,效率一般较发电为低,相比纯电动是能源的浪费,会增加行驶成本;如果是化石能源生成,即时是副产物,也总归是产生污染的生产过程的副产物;如果是电力制氢,白白增加一道造成能量损耗的工序。综合起来单就行驶的能源消耗可能没有纯电动或插电混动经济环保

目前氢燃料电池技术不够成熟,成本较高

目前缺乏加氢的基础设施,而且跟充电站的建设一样,存在先有鸡还是先有蛋的困境,而且不像汽车充电起步初期可以多利用家庭设备推动普及,慢慢扩展到公共充电桩和大型快速充电站,而只能一步调到大型加氢站。早期基础设施推广阻力大,反过来造成燃料电池汽车销量难以扩大。这个是最大的硬伤。

目前而言,蓝宝不太看好燃料电池,现在整个世界的资源,都在往纯电动上倾斜,纯电动车占据主流市场的可能要更大一些。

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