電動汽車技術(shù)發(fā)展趨勢及前景(已改無錯字)
2022-12-07 10:00:08 本頁面
【正文】 多，和純電動汽車（ PEV）相似。目前在 PHEV上都采用先進的鋰離子電池，由表 1 可知，鋰離子電池每放出 1kWh 電能，能耗費為 元，相當于內(nèi)燃每 kWh能耗費用的 3 倍。隨著全球石油價格不斷上升，燃油內(nèi)燃機的能耗費用也將不斷上升，而鋰離子電池隨著技術(shù)進步和產(chǎn)量的擴大，其能耗費用將不斷下降 （如圖 4 所示），二者可能在2020 至 2020 年內(nèi)達到平衡點。因此 PHEV有望在 10 年內(nèi)得到大面積推廣使用。 5 燃料電池電動汽車 早在 1839 年，英國人格羅孚就提出了氫和氧反應發(fā)電的原理。 20 世紀 60 年代，研發(fā)出了液氫和液氧發(fā)電的燃料電池，由美國 UTC 公司首先用于航天和軍事用途。近 20 年來，由于石油危機和大氣污染日趨嚴重，以質(zhì)子交換膜式為代表的燃料電池技術(shù)，受到世界各國普遍重視。各大跨國汽車公司紛紛投入巨資，研發(fā)出了各種類型的燃料電池電動汽車(FCEV)。 質(zhì)子交換膜燃料電 池（ PEMFC）主要優(yōu)點 （ 1）其排放生成物是水及水蒸汽，為零污染； （ 2）能量轉(zhuǎn)換效率可高達 60～ 70％ 。 （ 3）無機械振動、低噪聲、低熱輻射 。 （ 4）宇宙質(zhì)量中有 75％是氫，地球上氫也幾乎是無處不在。氫還是化學元素中質(zhì)量最輕、導熱性和燃燒性最好的元素 。 （ 5）氫的熱值很高， 1kg 氫和 。 燃料電池電動汽車存在的技術(shù)、經(jīng)濟問題 在我國，國家科技部將研發(fā)燃料電池客車和燃料電池轎車列為“十五”和“十一五”計劃“ 863”重大科技項目。并已取得一系列重大科技成果，但是在多年科研實踐中，也暴露出一些技術(shù)、經(jīng)濟問題 : （ 1）燃料電池發(fā)動機的耐久性壽命短 一般僅 1000～ 1200 小時（國外達 2200 小時），燃料電池汽車行駛 4～ 5萬 km，功率即下降～ 40％，和傳統(tǒng)內(nèi)燃機可普遍行駛 50 萬 km 以上相比，差距很大； （ 2）燃料電池發(fā)動機的制造成本居高不下 一般估計 3 萬元 /kW（國外成本約 3000 美元 /kW），與傳統(tǒng)內(nèi)燃機僅 200～ 350 元 /kW 相比，差距巨大。由于其中如質(zhì)子交換膜、炭紙、鉑金屬 催化劑、高純度石墨粉、氫回收泵、增壓空氣泵等關(guān)鍵部件均依靠進口，所以與國外相比，并沒有成本優(yōu)勢； （ 3）燃料電池發(fā)動機對工作環(huán)境的適應性很差 國產(chǎn)可在 0～ 40℃氣溫下工作，低于 0℃有結(jié)冰問題，高于 40℃過熱不能正常工作；此外對空氣中的粉塵、一氧化碳、硫化物等都十分敏感，鉑催化劑極易污染中毒失效； （ 4）燃料電池汽車的使用成本過于高昂 例如高純度 (％ )高壓氫 (200 大巴 )售價約 80～ 100 元 /kg。按 1kg 氫可發(fā) 10kW h電能計算，僅燃料費即約為 10 元 /kW h，按燃料電池發(fā)動機工作壽命 1000 小時計算，折舊費為 30 元 /kWh。所以總的動力成本達 40 元 /kW h。與表 1 對照可知，至少在目前，由燃料電池發(fā)動機提供 1kWh 電能的成本遠高于各種動力電池，這從一個側(cè)面反映了作為汽車動力源，燃料電池汽車還有相當?shù)木嚯x。 目前燃料電池電動汽車的研究課題 盡管存在如此多的問題，但是燃料電池仍然是人類迄今為止，發(fā)明的最清潔、安靜又可無限再生的能源，值得我們?yōu)閷崿F(xiàn)燃料電池電動汽車的產(chǎn)業(yè)化，付出更大的努力。 為此建議從以下幾個方面進行工 作 : （ 1）以更為創(chuàng)新的思維，對燃料電池的基本理論和基礎材料進行深入研究，例如努力探尋非鉑金屬催化劑 。努力研制抗電腐蝕金屬雙極板和耐高溫 (110℃ )高機械強度質(zhì)子交換膜等 。 （ 2）努力實現(xiàn)如炭紙、增壓空氣泵等關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化，以降低整機成本 。
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