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搭載燃料電池的汽車續航能力與鋰電池汽車相比有多大的進步空間?

鉅大LARGE  |  點擊量:1274次  |  2019年11月22日  

行駛距離越長差異就越大


使用EV卡車和FCV卡車時的差異(a)。EV卡車的速度通常相對較快,但巡航距離較短。此外,現有充電設施需要超過3個半小時才能充滿電。充電時間成為長途旅行的一大損失。另一方面,即使FCV卡車的行駛速度低,巡航距離很長,充氫只需15到20分鐘。因此,FCV卡車的平均時速更高。


為了區別應用,在不需要長續航距離的城市道路應用中,充電機會多且電力利用效率更高得EV是有利的,另一方面重型應用與無人機等電池的重能量密度很重要的應用,以及24小時駕駛的自動駕駛出租車等應用領域,FCV都成為更有利的選擇。最近,還開始開發用于自動駕駛車輛在氫站充氫時不需要人員介入的充氫機器人動向(b)。


LIB電池彌補FC電池的弱點


雖然按照上面得說法即使都用FCV電池看起來也還不錯,但現實并非如此,同樣FCV還存在一些弱點。具體而言,(1)短距離應用中的電力使用效率低,(2)負載跟隨能力低,(3)不容易實現高功率輸出,(4)充電基礎設施,即充氫站的數量是遠遠不夠。


(A)從發電到使用全過程中,LIB的效率是FC的兩倍


(B)考慮車輛重量等因素后的巡航距離和效率之間的關系


電力的一般利用效率與汽車效率不同


考慮到諸如FC和LIB等二次電池的一般電力使用效率,FC僅具有LIB(a)的1/2效率。這是因為FC需要將電轉換成氫,壓縮并輸送,然后再次將氫轉換成電的過程中損失很大。另一方面,如果考慮巡航范圍不同的車輛功率使用效率,車輛或無人駕駛飛機二次電池重量能量密度低。同時因為運輸電池本身也會消耗電量,如果通過加大電池數量來提高續航里程效率反而會急劇下降(b)。


所以符合這一邏輯的構圖是LIB電池僅適用于通過小電池容量就能滿足的短距離駕駛EV。裝載大容量電池以獲得續航里程的EV車型中,大部分電力將用來運輸電池本身,實際效率將低于FCV車型。無人駕駛飛機應用上這一邏輯更加明顯。


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