燃料電池
燃料電池中的“燃料”,不同于生活中通過燃燒產生能量的煤、油、氣等傳統燃料。它是通過特殊的裝置,使氫和氧發生反應,產生電能。其中,氫和氧就是產生電能的“燃料”。
實際上,燃料電池并不能“儲電”,它更像是一個可大可小的“發電站”。只要源源不斷地為燃料電池輸入燃料——氫(或其他燃料)和氧,氫和氧反應形成水的過程中,會伴隨著帶電粒子的移動,從而就能持續地輸出電能。水中有大量的氫,空氣中有大量的氧,這兩種“燃料”可以說是取之不盡、用之不竭。因此,燃料電池的燃料是可持續再生的,其發電后所產生的水還可以不斷地循環利用,從中再提取氫燃料。
燃料電池除了方便家庭等小型用電戶單獨使用,還具有許多優點。例如,它直接將化學能轉化為電能,能量轉換效率要比火力發電、核能發電高得多,可達到45%~60%;燃料電池沒有任何機械振動和噪聲,也不會排放有害氣體;相比其他供電方式,燃料電池在短短數秒鐘內就能達到最大的額定功率,“即輸即用”的本領可讓人們免除苦苦等待電池充電的煩惱。
鉛酸電池
鉛酸電池作為比較成熟的技術,因其成本較低,而且能夠高倍率放電,現在依然是唯一可供大批量生產的電動車用電池。北京奧運會時,就有20輛使用鉛酸電池的電動汽車,為奧運會提供了交通服務。
鉛酸電池的優點是實現工業化生產的時間最長、技術最成熟的電池,性能穩定、可靠,適用性好;鉛酸蓄電池組成簡單,再生技術成熟,回收價值高,是最容易實現回收和再生利用的電池。全球再生鉛產量已經超過原生鉛產量,美國廢鉛酸蓄電池鉛的再利用率已超過98.5%,我國廢鉛酸蓄電池的再利用率也達到90%以上。
鉛酸電池的缺點是比能量、比功率和能量密度都很低,以此為動力源的電動車,其車速及續航里程都不太理想。
磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池是一種鋰電池,其比能量不到鈷酸鋰電池的一半,但是其安全性較高,循環次數能夠達到2000次,放電穩定,價格便宜,已成為車用動力的一種新選擇。
它的主要優點是安全性能高、使用壽命長、高溫性能好、大容量、無記憶效應、重量輕、環保。它還可以隨充隨用,不需要放完電在充電。最大的優勢是它不含有任何重金屬,完全無毒。
它的缺點是能量密度較低,材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差。不過它的好處顯然大于它的缺點。
鎳氫電池
鎳氫電池是正極活性物質主要由鎳制成,負極活性物質主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。
它的主要的優點是可以適應大電流放電,對于需要較大功率輸出要求的場合比較適用。它的能量密度較大,增加了續航的里程。鎳氫電池放出的電比較平穩,發熱量較小。
它主要的缺點是具有“記憶效應”,即電池在循環充放電過程中容量會出現衰減,而過度充電或放電,都可能加劇電池的容量損耗。
這種電池的性能雖然比鉛酸電池要好一些,但其含有重金屬,使用遺棄后會對環境會造成嚴重污染。鎳氫動力電池的研究運用剛剛進入成熟期,是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業化、規?;囊环N電池體系。
鋰電池
鋰電池全稱鋰離子動力電池。目前,世界范圍內的新能源汽車主要采用的動力電池為鋰電池,其性能的好壞決定著新能源汽車的發展方向。
它的主要優點是能量比較高、使用壽命長、額定電壓高、具備高功率承受力、自放電率很低、重量輕、高低溫適應性強、綠色環保的特點。它的最大使用的壽命在6年以上,它在使用中不產生任何的有害物質,并且不需要消耗水。
它的缺點是安全性差、不能大電流放電、價格昂貴、生產要求條件高、成本高、使用條件有限制、高低溫使用危險大。例如采用鋰電池的特斯拉也曾因為鋰電池而著過火。
新中國汽車工業發展已經60多年了,從無到有,從小到大。隨著我國綜合國力的提升,我國的科學技術已在某些領域處于世界領先地位,但傳統汽車在一些核心技術方面,依然和國外一些發達國家存在著差距。度過了野蠻生長期的中國汽車工業,在中國經濟新常態的浪潮裹挾下,也開始了它的2.0征程。對于大而不退的中國汽車工業來說,這注定是一個重構、重組、重塑的過程。在這個關鍵的風口,汽車新技術的延生將給予我國汽車工業一個難得的發展機遇。有人提出,在這一輪汽車工業革命下,中國很有條件實現“彎道超車”。
在這一個重大的機遇面前,我們依然需要正視中國與世界汽車強國在新技術領域的差距,知己知彼,認清發展趨勢。
如今,在美國提出的“先進制造業國家戰略計劃”下,美國已經在汽車創新技術方面取得了令人稱奇的成果,如ADAS(輔助駕駛系統)、3D打印車身技術和新材料電池等。如今,谷歌、特斯拉等企業的自動駕駛汽車已經駛上街頭。在歐洲,德國率先提出了“工業4.0”理念,即充分利用信息通信技術和網絡空間虛擬系統相結合的信息物理系統,在汽車車載娛樂系統和控制屏上也取得了一定成果。在亞洲,日本,甚至韓國,也早已啟動相關計劃。
世界汽車產業的風起云涌,預示著未來汽車智能化發展的重大變革,在世界再工業革命智能化、互聯化浪潮席卷而來的今天,在“中國制造2025”目標下,認清大方向,選準技術路線,制定可行成略,才能使我們在這次大潮中站立潮頭,立于不敗之地。
在汽車領域,目前正在發生從傳統技術到智能化的轉變,最為突出的就是自動駕駛、車載系統和3D打印車身技術等。
面對已經到來的汽車產業革命,我們需要樹立正確的發展觀。夯實基礎、冷靜思考、不盲目追風,是我國汽車產業實現“彎道超車”的正確發展的價值觀。我們倡導:著重于對信息資料的收集整理工作,從而引導和指導技術的研究開發。我們也倡導:新技術的研究開發應注重與高校之間的合作,研究領域應抓住關鍵技術,不要大而全,也不要一哄而上,而是實現一項一項關鍵技術的攻關和突破。只有這樣,在經歷一段時間以后,中國汽車產業才能真正強大起來,新的汽車產業才會成為引領潮流的先鋒。
國家《“十三五”汽車工業發展規劃意見》對智能網聯汽車發展設定了目標,“十三五”期間積極發展智能網聯汽車,具有駕駛輔助功能(1級自動化)的汽車當年新車滲透率達到50%,有條件自動化(2級自動化)的汽車當年新車滲透率達到10%,將為智能網聯汽車的全面推廣建立基礎。我國的車企應緊緊圍繞這一規劃意見,深度貫徹習總書記提出的加快改造提升傳統產業,深入推進信息化與工業化深度融合的中心思想。只有這樣,才能積極培育產業新業態和商業新模式,構建現代產業發展新體系,通過汽車產業結構優化升級,最終擁有我國汽車行業在新一輪再工業革命下的國際競爭力!