王明昇

摘要：純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)展所需的新能源汽車(chē)，對(duì)燃料的需求也與一般的汽車(chē)有所不同。分析純電動(dòng)汽車(chē)與氫能源汽車(chē)的發(fā)展需要，分析在技術(shù)應(yīng)用期間的問(wèn)題，對(duì)其發(fā)展前景有基本的認(rèn)知，技術(shù)應(yīng)用效能擴(kuò)大化。如果能保障純電動(dòng)汽車(chē)的電池容量以及充電技術(shù)應(yīng)用效果，以及找到清潔制氫技術(shù)，改善汽車(chē)能源技術(shù)，都能推動(dòng)新能源汽車(chē)的發(fā)展，對(duì)此筆者將結(jié)合實(shí)踐開(kāi)展細(xì)致化探究，以期能夠給從業(yè)人員帶來(lái)積極借鑒參考。

Abstract： The demand for new energy vehicles needed for the development of the pure electric vehicle market is also different from that of general vehicles.Analyze the development needs of pure electric vehicles and hydrogen energy vehicles， analyze the problems during the technology application period， have a basic understanding of their development prospects， and expand the technology application efficiency.If the battery capacity and charging technology application effect of pure electric vehicles can be guaranteed， as well as find clean hydrogen production technology and improve automobile energy technology， they can promote the development of new energy vehicles. The author will carry out detailed exploration combined with practice， in order to bring positive reference to the practitioners.

關(guān)鍵詞：氫能源汽車(chē);純電動(dòng)車(chē);發(fā)展情況;策略

Key words： hydrogen energy vehicles;pure electric vehicles;development situation;strategy

中圖分類(lèi)號(hào)：U472.43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）01-0232-03

0 ?引言

氫燃料早期是應(yīng)用于航天領(lǐng)域的，在數(shù)十年的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)成果相對(duì)顯著。人們需要以實(shí)踐工作為基礎(chǔ)，探索優(yōu)化制氫技術(shù)的有效方式。氫燃料電池應(yīng)用的目標(biāo)，是為了實(shí)現(xiàn)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)或者發(fā)電。氫燃料電池汽車(chē)能實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)，一次加氫的續(xù)航時(shí)間較長(zhǎng)，加氫的過(guò)程耗費(fèi)時(shí)間相對(duì)較短，與汽油車(chē)補(bǔ)充能源的速度相似，所以氫能源汽車(chē)也是新能源汽車(chē)主要技術(shù)形式。氫燃料與一般的化學(xué)電池相比，完成燃料補(bǔ)充的時(shí)間是5分鐘左右，不如電動(dòng)汽車(chē)那樣需要耗費(fèi)幾個(gè)小時(shí)。

實(shí)踐研究表明，氫燃料的電能轉(zhuǎn)化率相對(duì)較高，甚至能高達(dá)70%以上，燃料最終的產(chǎn)物是純凈水，從理論層面進(jìn)行分析。氫燃料適合應(yīng)用于新能源汽車(chē)之中。分析汽車(chē)行業(yè)發(fā)展情況，根據(jù)純鋁車(chē)身開(kāi)發(fā)純電動(dòng)汽車(chē)，與氫燃料汽車(chē)的通用化平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比，該技術(shù)的應(yīng)用效能較好，也會(huì)引領(lǐng)我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展形勢(shì)。

1 ?純電動(dòng)汽車(chē)與氫能源汽車(chē)技術(shù)應(yīng)用實(shí)際情況

1.1 純電動(dòng)汽車(chē)

純電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)出時(shí)間相對(duì)較早，在1873年英國(guó)率先制造出可供實(shí)用的電動(dòng)汽車(chē)，這種汽車(chē)相對(duì)于汽油汽車(chē)，早很多年。后續(xù)燃油技術(shù)獲得了突破式發(fā)展，但是電動(dòng)汽車(chē)在能源技術(shù)以及駕駛歷程方面，有關(guān)于技術(shù)應(yīng)用的成果不佳，未能實(shí)現(xiàn)突破式發(fā)展的目標(biāo)，導(dǎo)致這一類(lèi)產(chǎn)品后續(xù)的發(fā)展動(dòng)力不足。在20世紀(jì)60年代，電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入一種停滯的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，直到70年代石油危機(jī)出現(xiàn)之后，人們對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量關(guān)注度提升，電動(dòng)汽車(chē)就成為一種重要的能源技術(shù)形式，各個(gè)國(guó)家在實(shí)踐研究方面，投入了大量的時(shí)間和資金?，F(xiàn)如今在產(chǎn)業(yè)發(fā)展工程中，所面臨的能源問(wèn)題以及環(huán)境問(wèn)題逐漸增多，各個(gè)國(guó)家也面臨著發(fā)展局限，尤其是在新興發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，在城市尾氣污染方面，所面臨的問(wèn)題逐漸增多。因此各國(guó)的政府以及相關(guān)的汽車(chē)工業(yè)企業(yè)，在電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用期間，做好投資與管理，為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)商品化發(fā)展而不斷努力。

電動(dòng)汽車(chē)的電池（如圖1），是汽車(chē)運(yùn)行階段的關(guān)鍵，在電池質(zhì)量以及容量方面，電動(dòng)汽車(chē)是否能夠普及，屬于一種核心技術(shù)問(wèn)題。車(chē)載電池技術(shù)不斷發(fā)展，會(huì)影響電動(dòng)汽車(chē)整體的發(fā)展質(zhì)量。在汽車(chē)廠商以及電池商深入工作階段，會(huì)將技術(shù)核心放置在，提升電動(dòng)汽車(chē)容量，擴(kuò)大電容量這一方面。從國(guó)際品牌來(lái)看，特斯拉品牌的電動(dòng)汽車(chē)，與松下企業(yè)聯(lián)合使用鈷酸鋰電池，電池的容量較大，能夠提供更多的電能資源[1]。在動(dòng)力系統(tǒng)之中，使用電池組的管控策略，鈷酸鋰電池組重量較大，但是應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為顯著，在汽車(chē)整體結(jié)構(gòu)之中較為穩(wěn)定，容量也比較高，是有良好綜合性能的電池類(lèi)型。但是實(shí)踐表明，鈷酸鋰電池的安全性不足，且成本相對(duì)較高，有很多企業(yè)在投入應(yīng)用期間存在一定的問(wèn)題。

我國(guó)人口技術(shù)較大，近年來(lái)生產(chǎn)和消費(fèi)水平顯著提升。每年在生產(chǎn)和消費(fèi)汽車(chē)方面，以數(shù)千萬(wàn)的汽車(chē)交易量，在世界有一定的影響力。現(xiàn)如今在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展階段，國(guó)家提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，使得電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅猛。在電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)方面，比亞迪電動(dòng)車(chē)作為代表性品牌，每年的汽車(chē)銷(xiāo)售量，處于持續(xù)增長(zhǎng)狀態(tài)，屬于全球領(lǐng)先的汽車(chē)銷(xiāo)售品牌。比亞迪電動(dòng)汽車(chē)，自主研發(fā)的磷酸鐵鋰電池（如圖2），放電的效率相對(duì)較高，充放電的效率高達(dá)80%。在電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)階段，使用比亞迪電動(dòng)車(chē)，最核心的原因，是因?yàn)樗陌踩?，相?duì)于其他的車(chē)載電池有自身的優(yōu)勢(shì)，理論研究壽命也相對(duì)較長(zhǎng)，能夠超出七年，當(dāng)然如果消耗較大，就會(huì)減少壽命。比亞迪電動(dòng)汽車(chē)，所研發(fā)的磷酸鐵錳鋰電池，將傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用密度有效控制，對(duì)于企業(yè)來(lái)講成本投入顯著降低，且汽車(chē)的續(xù)航時(shí)間延長(zhǎng)，公里數(shù)也會(huì)增大。

除去電池續(xù)航里程這一技術(shù)指標(biāo)，在電池充放電時(shí)間管理期間，電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)也有一個(gè)具體的指標(biāo)。技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中，電池充放電的時(shí)間，也是電動(dòng)企業(yè)所關(guān)注的指標(biāo)之一。通常情況之下汽油加滿(mǎn)需要十幾分鐘的時(shí)間，但是電動(dòng)汽車(chē)充電則需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)，甚至?xí)鍪畟€(gè)小時(shí)，所以電動(dòng)汽車(chē)的效率不足，也成為技術(shù)攻克的要點(diǎn)。實(shí)踐研究表明，使用石墨烯電池能夠在一小時(shí)之內(nèi)，基本完成充電的操作，所以技術(shù)應(yīng)用效果也相對(duì)較好。分析電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力控制、驅(qū)動(dòng)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方面，會(huì)發(fā)現(xiàn)技術(shù)研發(fā)速度較快，逐步建立一個(gè)成熟的技術(shù)體系。在動(dòng)力控制、驅(qū)動(dòng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用期間，經(jīng)過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃管理，能實(shí)現(xiàn)控制電池技術(shù)，把控成本的目標(biāo)，純電動(dòng)汽車(chē)也逐漸深入人們的生活。

1.2 氫能源汽車(chē)

1968年第一輛氫燃料電池汽車(chē)誕生，這種汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)之中，主要是廂式貨車(chē)為主要研究對(duì)象，裝載了大功率的燃料電池組，續(xù)航里程是200千米。但是這一新能源汽車(chē)，自身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，身體結(jié)構(gòu)的部件體積相對(duì)較大，由于當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)主流趨勢(shì)與現(xiàn)在不同，而且環(huán)境和能源問(wèn)題各個(gè)國(guó)家也不夠重視，所以在開(kāi)發(fā)管理的過(guò)程中，技術(shù)應(yīng)用會(huì)存在問(wèn)題。到了20世紀(jì)末年，為有效解決環(huán)境污染以及能源供需問(wèn)題，燃料電池電動(dòng)車(chē)技術(shù)（如圖3）受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，一些汽車(chē)生產(chǎn)商以及管理部門(mén)，在技術(shù)研發(fā)方面，投入大量的財(cái)力、物力。

現(xiàn)如今氫燃料汽車(chē)（如圖4）研究工作，日本已經(jīng)建立較為成熟的技術(shù)管理體系。氫燃料在汽車(chē)運(yùn)行階段，作為能源材料只會(huì)排放一定的水分，在技術(shù)應(yīng)用階段有一定的復(fù)雜性，這方面與電動(dòng)汽車(chē)相似。氫燃料汽車(chē)在技術(shù)應(yīng)用期間，構(gòu)建儲(chǔ)氫系統(tǒng)之后，以及使用燃料電池組。在系統(tǒng)之中日本本田使用纖維氫燃料罐，能夠?qū)⑷剂想姵囟淹黄菩詰?yīng)用，經(jīng)過(guò)改進(jìn)之后，燃料電池堆的體積減小，但是輸出功率明顯增大，而且輸出密度控制也相對(duì)較為理想。補(bǔ)充一次燃料的時(shí)間基本能控制在五分鐘左右，與一般的燃油汽車(chē)加油的時(shí)間相同。日本汽車(chē)廠新能源技術(shù)較為成熟，日本國(guó)內(nèi)逐步建立加氫站，實(shí)現(xiàn)氫能源汽車(chē)的推廣，在北美推廣這種類(lèi)型的新能源，技術(shù)應(yīng)用效果相對(duì)較好。但是結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行分析，大規(guī)模制氫技術(shù)以及儲(chǔ)氫技術(shù)，是氫能源汽車(chē)的瓶頸問(wèn)題，想要實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，在技術(shù)應(yīng)用期間還有很多可以突破的環(huán)節(jié)。氫燃料電池汽車(chē)研發(fā)與應(yīng)用方面，我國(guó)尚未建立系統(tǒng)性的研發(fā)管理體系以及專(zhuān)業(yè)體系，在關(guān)鍵技術(shù)以及核心材料應(yīng)用期間，技術(shù)仍然在不斷地改進(jìn)，處于一種探索階段。儲(chǔ)氫系統(tǒng)以及燃料電池研發(fā)方面，技術(shù)應(yīng)用有一定的問(wèn)題。

2 ?氫能源汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)研究方面的問(wèn)題

2.1 技術(shù)成熟度不足

結(jié)合實(shí)踐研究表明，我國(guó)的氫能源汽車(chē)以及純電動(dòng)車(chē)研究工作，相關(guān)技術(shù)還不夠成熟。分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，會(huì)發(fā)現(xiàn)在實(shí)施規(guī)?；l(fā)展階段，存在一系列的問(wèn)題，比方說(shuō)企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐精神不足，更注重傳統(tǒng)思維的引導(dǎo)，由于消費(fèi)者的節(jié)能環(huán)保意識(shí)不足，想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；鶓?yīng)用的管控機(jī)制，最常見(jiàn)的問(wèn)題是政府職能的錯(cuò)位。電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用期間，盡管不會(huì)出現(xiàn)直接的污染物排放，但是一些間接性的污染也是不能忽略的。充電所應(yīng)用的電能資源制造模式，主要是通過(guò)火力發(fā)電完成的，水利以及核能等清潔能源的比例相對(duì)較少，也有可能會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染。

在技術(shù)研制期間，如果是太過(guò)于冒進(jìn)或者追求效率，就會(huì)出現(xiàn)人力物力等資源投入較大，但是最終的技術(shù)應(yīng)用效果不為理想化。有很多企業(yè)在實(shí)踐工作階段，都想完成純電動(dòng)車(chē)或者氫能源汽車(chē)的制造，但是還是很少有人會(huì)關(guān)心在技術(shù)不成熟的情形之下，生產(chǎn)過(guò)渡產(chǎn)品的重要作用，比方說(shuō)生產(chǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)。

2.2市場(chǎng)管理問(wèn)題

在技術(shù)不完善的情形之下，新能源汽車(chē)的市場(chǎng)秩序會(huì)受到影響。比方說(shuō)在純電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)之中，高速與低速兩種汽車(chē)產(chǎn)品推出，但是國(guó)家在高速的純電動(dòng)車(chē)，也給予了很多的政策扶持條件。但是低速類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品，制造成本較低且投資相對(duì)較少，盡管研究成果較為顯著，但是市場(chǎng)發(fā)展階段，技術(shù)影響力較小[2]。由于缺乏政策支持條件，一些企業(yè)進(jìn)入低速電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)之后，技術(shù)成熟度不足，所以生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也有著較大的差異。但是消費(fèi)者會(huì)更關(guān)注汽車(chē)的銷(xiāo)售價(jià)格，進(jìn)而忽視汽車(chē)本身的技術(shù)成熟度，所以在新技術(shù)應(yīng)用期間就會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。

2.3 過(guò)分依賴(lài)政府補(bǔ)貼的現(xiàn)象

現(xiàn)如今我國(guó)在新能源汽車(chē)研發(fā)與管理期間，國(guó)家給予很多的技術(shù)支持條件，當(dāng)然政府補(bǔ)貼對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理有重要影響，很難去界定補(bǔ)貼政策是否合理。我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)影響力較大，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有緊密聯(lián)系。但是早期的發(fā)展基礎(chǔ)技術(shù)條件不足，還未能達(dá)到產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)。政策條件是系統(tǒng)管理的依據(jù)，沒(méi)有足夠的補(bǔ)貼條件，企業(yè)往往沒(méi)有啟動(dòng)資金，而補(bǔ)貼的時(shí)間太長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展惰性問(wèn)題出現(xiàn)?，F(xiàn)如今我國(guó)在提供政策補(bǔ)貼的過(guò)程中，已經(jīng)建立完善的管理系統(tǒng)，列出具體的退坡時(shí)間。所以企業(yè)在技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中，如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破并控制成本，是保障新能源汽車(chē)發(fā)展水平的有效措施，單純的依靠政府補(bǔ)沒(méi)有發(fā)展出路。

3 ?氫燃料與純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)差異

3.1 動(dòng)能條件有一定的差異

純電動(dòng)汽車(chē)會(huì)使用單一的蓄電池，作為汽車(chē)的儲(chǔ)能動(dòng)力條件，利用電池向電機(jī)提供相應(yīng)的電能資源，最終實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的目標(biāo)，汽車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行。該技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，就是無(wú)污染、噪聲小，所以在環(huán)境保護(hù)方面，技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)相對(duì)較為明顯。純電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)，燃機(jī)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)置較為簡(jiǎn)單，在運(yùn)行過(guò)程中，所使用的傳動(dòng)部件較少，所以后續(xù)的維修與保養(yǎng)要求也比較少。

氫能源汽車(chē)，主要是使用燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的，燃料電池主要是利用氫氣與空氣的氧氣，經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)之后，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的目標(biāo)，電化學(xué)反應(yīng)能將化學(xué)能源轉(zhuǎn)化為電能資源。在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，所使用的還原劑主要是氫氣，氧化劑則主要是氧氣。純電動(dòng)汽車(chē)充足的充電時(shí)間，基本是八個(gè)小時(shí)左右，而添加氫能源之后，會(huì)減少一半的時(shí)間，而且氫燃料汽車(chē)在一次加氫之后，續(xù)航里程顯著提升，相對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)有自身的優(yōu)勢(shì)[3]。

3.2 電力來(lái)源差異

純電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，主要是動(dòng)力電池。通過(guò)充電的方式，輸送動(dòng)力電池蓄電，動(dòng)力電池向電機(jī)控制器供電，隨后再向電機(jī)控制器控制電機(jī)（圖5），此時(shí)車(chē)輛運(yùn)行效率顯著提升。氫燃料電池，主要是氫氣與氧氣形成化學(xué)反應(yīng)之后產(chǎn)生電能，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制能源的目標(biāo)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，所以在電力來(lái)源方面有所不同。氫燃料汽車(chē)的電池，與純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池，本身就有著較大的差異，氫燃料汽車(chē)的電池，能夠向低壓電器供電，而且氫燃料電池前期啟動(dòng)，能更好地滿(mǎn)足整車(chē)運(yùn)行的需要，但是純電動(dòng)汽車(chē)則是一種高壓系統(tǒng)，需要逐步向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電。

4 ?氫能源汽車(chē)與純電動(dòng)車(chē)發(fā)展前景

從世界范圍的技術(shù)應(yīng)用情況來(lái)看，現(xiàn)如今電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)突破發(fā)展，各個(gè)國(guó)家在新能源汽車(chē)推廣方面，會(huì)將注意力集中在電動(dòng)汽車(chē)層面上，但是氫燃料電池，只有少數(shù)國(guó)家在技術(shù)推廣，有些國(guó)家的政府部門(mén)提供發(fā)展條件，頒布政策并給予相關(guān)企業(yè)一定的補(bǔ)貼?，F(xiàn)如今一些知名的汽車(chē)生產(chǎn)商，在電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)方面，也投入了大量的時(shí)間和精力。如果純電動(dòng)汽車(chē)，在電池容量以及電池快充技術(shù)應(yīng)用階段，在數(shù)十年之內(nèi)未能實(shí)現(xiàn)突破發(fā)展，氫燃料電池汽車(chē)，就會(huì)有更多的突破式發(fā)展機(jī)會(huì)[3]。這是因?yàn)檠a(bǔ)充氫能源的時(shí)間耗費(fèi)較少，而且續(xù)航的時(shí)間比較長(zhǎng)，汽車(chē)有更長(zhǎng)的駕駛時(shí)間。純電動(dòng)汽車(chē)以及氫燃料電池汽車(chē)，究竟哪種技術(shù)，會(huì)成為汽車(chē)行業(yè)的主流，需要關(guān)注技術(shù)突破情況以及當(dāng)?shù)氐恼咔闆r。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

分析氫能源汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展實(shí)際情況，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并探尋技術(shù)研發(fā)實(shí)際需要，在實(shí)踐工作階段，對(duì)其存在的問(wèn)題全面剖析。分析政策的支持條件，全方位探索技術(shù)優(yōu)化形式，構(gòu)建完善的氫能源以及純電動(dòng)車(chē)應(yīng)用市場(chǎng)，技術(shù)應(yīng)用效果顯著提升。注重產(chǎn)業(yè)布局管理，分析新能源汽車(chē)所需要應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，各個(gè)企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，協(xié)同落實(shí)技術(shù)研發(fā)管理工作，經(jīng)過(guò)交流與互動(dòng)，在新能源汽車(chē)研發(fā)管理期間，技術(shù)突破能夠給汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定良好條件。

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