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NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

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汽車研發

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

為了實現我國汽車領域的節能減排,工信部在2017年出臺了乘用車平均燃料消耗量積分和企業新能源汽車積分的“雙積分”政策,力圖推動我國新能源汽車產業的發展。

目前,我國實施的‘雙積分’政策主要適用于乘用車,而適用于商用車的積分政策目前正由中國汽車工業協會組織相關企業進行推演,以此更好地為新能源產業進行布局。

也就是說,商用車的雙積分政策即將落地實施,面對雙積分政策,傳統柴油車無論如何努力也無法滿足雙積分的要求,只有大力推行新能源商用車的發展。

2018年6月27日,下發《國務院關于印發打贏藍天保衛戰三年行動計劃的通知》,要求:推廣使用新能源汽車。2020年新能源汽車產銷量達到200萬輛左右。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

加快推進城市建成區新增和更新的公交、環衛、郵政、出租、通勤、輕型物流配送車輛使用新能源或清潔能源汽車,重點區域使用比例達到80%。

通過近幾年來的車展、企業年會可以看出,目前商用車車企都在為純電動、氫燃料、CNG、LNG、混合動力等燃料形式進行技術儲備及公告認證,為藍天保衛戰和隨時可能實施的商用車雙積分做好準備。

下面為大家介紹一下應用比較多的NG動力、氫燃料、純電動三種動力形式。

技術路線

國六LNG車采用的是當量燃燒技術,與傳統柴油車采用稀薄燃燒相比,當量燃燒在經濟性和動力上要比稀薄燃燒差,并且燃燒過程產生的熱量損失大于稀薄燃燒,但其排放物通過三元催化即可進行處理,不需要尿素進行化學反應。

因此,后處理技術路線上,國六LNG發動機大都采用EGR+三元催化的技術路線,結構比柴油車簡單,并且更容易實現國六排放標準。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。其基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后,放出電子通過外部的負載到達陰極。如下氫燃料電池發動機的工作原理圖。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

簡單來說,它是通過電化學反應,而不是采用燃燒等方式,大家都知道氫氣和氧氣化學反應最終生成水,從而釋放出能量的過程,由于其反應產物為水,也就不存在我們擔心的污染問題,單從排放來看,氫燃料比純電動更具有優勢。

純電動主要由動力電池、電機和電控系統三大關鍵部件組成,通過動力電池驅動電機的方式進行,也是目前應用比較多的方式。

成本分析

技術路線的區別決定了購車成本的區別。以目前技術發展來說,氫燃料購車成本最高,純電動次之,NG動力最低。氫燃料目前國家補貼力度非常大。

作為純電動汽車的核心,動力電池成本占比最高,現如今每度電成本在1000元左右,以200度電的中型卡車為例,整車成本40萬左右,動力電池成本占比50%以上。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

作為氫燃料電池汽車的核心部件,燃料電池系統成本占據整車成本的64%左右,而其中又以燃料電堆為重要組成部分,占整個燃料電池成本的47%左右。降低燃料電堆成本的關鍵在于核心組件膜電極的技術突破。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

據歐洲燃料電池與氫能聯合組織(FCHJU)發布的氫能及氫燃料電池汽車的相關行業報告顯示,2020年,燃料電池系統的年生產量達到1000套時,電池堆的成本為111.96美元/kW,當年生產量為10000套時,電池堆的成本為36.9美元/kW,下降幅度達67.04%。

而在2025年,當年生產量為50000套時,電池堆的成本可低至11.53美元/kW。

相信,氫燃料電池發展會同動力電池相似,隨著技術成熟和用量的增加,成本會大幅降低,成本降低到1/10時,成本將接近NG車型,氫燃料的應用或許會成為一種趨勢。

存在的問題

NG動力目前發展比較成熟,加氣站也分布比較廣,但仍然受區域限制比較嚴重,西部氣源充足的區域、加氣成本低、且加氣站分布廣,適于NG動力卡車的發展,NG的不易運輸也造成NG動力,各地價格差異較大,發展緩慢。

氫燃料電池的困境:一方面要完善加氫站、氫氣的儲藏和運輸等基礎設施建設,另一方面要加快燃料電堆、儲氫罐等技術的研發,盡快降低制造成本。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

純電動汽車存在的問題:

一是電池成本較高,電池的能量密度較低,充電后的續駛里程較短等問題;

二是未來電動汽車市場會否出現真正意義上的電池回收、租賃及二次制造產業鏈;

三是充電樁的建設收到限制,如果大范圍應用純電動汽車,充電將面臨很大的壓力。

總結

純電動汽車受制于充電時間及續航里程,很難在長途運輸中得到應用,將主要應用于環衛、城市短途運輸等應用場景。

但是隨著政府對燃油車進城的限制,純電動車將在市區物流商獲得優勢,尤其是環衛車、工程車,從目前發展來看,微卡輕卡、中卡車型都有,主要是環衛車和部分物流車,電動重卡也在城市渣土車上開始應用。

NG、氫燃料、純電動,哪種動力適合自己

NG動力受燃氣供應及成本的限制,將在燃氣充足的區域取代燃油車成為主力動力形式,受地區推廣的約束,山西等區域將逐步更換NG動力車型。

隨著技術的發展和政府推動力度的加大,氫燃料車型成本將大幅降低,不受充電時間和電量的制約,并且氫燃料適合從微卡到重卡所有的工作場景,有可能成為未來商用車的又一主要動力形式。(文/卡家號:crazytruck)

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