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縱覽新能源汽車(chē)行業(yè)
發(fā)展與機(jī)會(huì)納伯客動(dòng)力科技公司劉清鵬今日主題總述五類主要的新能源車(chē)技術(shù)發(fā)展概要電池始終是新能源汽車(chē)行業(yè)的核心四種未來(lái)道路交通模式探討《新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》解讀新能源汽車(chē)目前的發(fā)展困境創(chuàng)業(yè)者的機(jī)遇與挑戰(zhàn)總述新能源汽車(chē),是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置),綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV,包括太陽(yáng)能汽車(chē))、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(FCEV)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源(如高效儲(chǔ)能器、二甲醚)汽車(chē)等各類別產(chǎn)品。(《新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》)五類主要的新能源車(chē)技術(shù)發(fā)展概要化學(xué)電池(鉛酸、鎳氫等、鋰電池即嵌入-脫嵌電池)物理電池(法拉電池、飛輪電池、超導(dǎo)電池)燃料電池(氫燃料電池、鋅空電池)太陽(yáng)能電池生物燃料取代石油燃料技術(shù)(秸稈化油、糧食換酒精等技術(shù))化學(xué)電池鉛酸電池、鎳鎘、鎳氫電池等化學(xué)電池是現(xiàn)有新能源車(chē)的主要?jiǎng)恿υ础!缎履茉雌?chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》將鉛酸、鎳氫電池列入了成熟產(chǎn)品化學(xué)電池有其本身的缺陷,技術(shù)上已經(jīng)接近頂點(diǎn),無(wú)技術(shù)發(fā)展空間。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看不可能是未來(lái)新能源車(chē)的主流,必將被淘汰?;瘜W(xué)電池鋰電池(嵌入-脫嵌電池、搖椅電池)鋰離子電池的工作原理是充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。電池放電時(shí),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。磷酸鐵鋰電池優(yōu)點(diǎn):一、超長(zhǎng)壽命;二、使用安全;三、可大電流2C快速充放電;四、耐高溫(磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃—500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。);五、大容量;六、無(wú)記憶效應(yīng);七、體積小、重量輕;八、綠色環(huán)保缺點(diǎn):磷酸鐵鋰正極材料的振實(shí)密度較小,等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池,因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì);可采鋰礦有限,原材料方面會(huì)受到限制。物理電池法拉電池(超級(jí)電容電池、黃金電池)超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板,在極板上加電,正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子,負(fù)極板吸引正離子,實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層,被分離開(kāi)的正離子在負(fù)極板附近,負(fù)離子在正極板附近。整個(gè)過(guò)程是物理變化,壽命超長(zhǎng)。飛輪電池飛輪電池是90年代才提出的新概念電池,它突破了化學(xué)電池的局限,用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。當(dāng)飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí),它就具有一定的動(dòng)能。飛輪電池中有一個(gè)電機(jī),充電時(shí)該電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn),在外電源的驅(qū)動(dòng)下,電機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn),即用電給飛輪電池“充電”,增加了飛輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃笃涔δ?;放電時(shí),電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電能,完成機(jī)械能(動(dòng)能)到電能的轉(zhuǎn)換。超導(dǎo)電池超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(SMES)是利用超導(dǎo)線圈將電磁能直接儲(chǔ)存起來(lái),需要時(shí)再將電磁能返回電網(wǎng)或其它負(fù)載的一種電力設(shè)施,它具有反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。不僅可用于降低甚至消除電網(wǎng)的低頻功率振蕩,還可以調(diào)節(jié)無(wú)功功率和有功功率,對(duì)于改善供電品質(zhì)和提高電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性有巨大的作用。由于超導(dǎo)狀態(tài)是線圈處于極低溫度下才能實(shí)現(xiàn),維持線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)所需要的低溫需耗費(fèi)大量能源,而且維持裝置過(guò)大,不易小型化,所以家用市場(chǎng)前景不強(qiáng)。
氫燃料電池質(zhì)于交換膜燃料電池(氫燃料電池)以純氫為燃料,以空氣成龍為氧化劑,將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它不經(jīng)歷熱機(jī)過(guò)程,不受熱力循環(huán)限制,故能量轉(zhuǎn)換效率高。鋅空電池鋅空氣電池是一類結(jié)構(gòu)特殊的品種。負(fù)極采用了鋅合金。而正極材料,則是空氣中的氧。在儲(chǔ)存時(shí)一般保持密封,所以基本上沒(méi)有自放電。成糊狀的鋅粉在陰極端和起催化作用的碳在陽(yáng)極。電池殼體上的孔可讓空氣中的氧進(jìn)入腔體附著在陽(yáng)極的碳上。同時(shí),陰極的鋅被氧化陰極:Zn+2OH–→ZnO+H2O+2e–陽(yáng)極:O2+2H2O+4e–→4OH–綜合:2Zn+O2–+2e–→2ZnO太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能汽車(chē)是通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行使,主要有機(jī)械構(gòu)架、太陽(yáng)能電池版、蓄電池、電機(jī)及附屬的控制系統(tǒng)組成。由于太陽(yáng)能汽車(chē)往往受到地理緯度、天氣狀況、環(huán)境狀況的影響,因此不能作為主動(dòng)力使用,但在適合的情形下可以作為輔助的動(dòng)力來(lái)源。生物秸稈化油、糧食制酒精這兩項(xiàng)技術(shù)并不陌生,相信也無(wú)需多加解釋,筆者認(rèn)為在未來(lái)也難以成為主流,主要是成本太高,而且會(huì)造成車(chē)跟人搶糧食的局面。電池始終是新能源汽車(chē)的核心現(xiàn)有新能源汽車(chē)的關(guān)鍵都是電池技術(shù)現(xiàn)有新能源汽車(chē)的主要技術(shù)瓶頸集中在電池技術(shù)現(xiàn)在電池技術(shù)的發(fā)展方向就是整個(gè)新能源汽車(chē)的發(fā)展方向,電池技術(shù)的發(fā)展困境就是整個(gè)新能源車(chē)的發(fā)展困境現(xiàn)有新能源汽車(chē)是采用電池的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行命名電池始終是新能源汽車(chē)的核心與非電池解決途徑(太陽(yáng)能汽車(chē)、生物燃料等技術(shù))相比,電池解決途徑在目前看來(lái)更具有可行性,而且電力來(lái)源廣泛,使得交通不再受單一方面能源缺乏的影響。世界交通技術(shù)進(jìn)步的趨勢(shì)也說(shuō)明,非電解決途徑不受青睞。四種未來(lái)交通模式探討以電動(dòng)汽車(chē)為主的模式以燃料電池車(chē)為主的模式以快速充電汽車(chē)為主的模式以生物油燃料車(chē)為主的模式以電動(dòng)車(chē)為主的模式該模式下,需要社會(huì)建立大量的加電站,以更換電池方式為主,在停車(chē)地點(diǎn)、居民區(qū)建立充電設(shè)施為輔的模式建立新的交通運(yùn)行秩序。從目前看該模式是比較可行的。更換電池具有“充電”時(shí)間短、不受充電設(shè)
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