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汽车品牌能量管理策略

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于汽车品牌能量管理策略的问题,于是小编就整理了2个相关介绍汽车品牌能量管理策略的解答,让我们一起看看吧。

中国新能源汽车中的能量为啥不用氢动力,而用电?

氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,所以一直以来有观点认为,在新能源汽车领域,氢能汽车要优于电动汽车,氢能源汽车才是未来。不过现实却是,氢能源汽车几乎已经输掉了这场战争。

汽车品牌能量管理策略

1、2009年中国汽车产销量超越美国,成为全球汽车产销量最大第一大国。

与此同时,中国汽车的燃油消耗也达到了8000万吨,占到了当时中国石油总需求量的1/4。此后随着中国汽车保有量的快速提高,2020年,中国汽车燃油消耗已经占到了整个石油消费量的近60%。在能源供应日益紧张,特别是环保问题突出的局面下,大力发展新能源汽车就成了***、社会的必然选择。这也是如今电动车市场一派火热,电动车企在资本市场上广受追捧的根本性因素之一。

电动车虽然不使用燃油、零排放,不过在很多人看来,电动车并不环保,只是转移了污染排放,因为在我国的电力能源结构中,以煤炭为燃料的火电占比非常高。虽然这样的说法,已经被相关研究证明,并不准确(集中发电的效率更高、污染问题也更容易降低等等),但严格意义上来说,电动汽车确实还称不上绝对的环保,除非其电能完全来自风能、太阳能等清洁能源。

与电动汽车相比,氢能源汽车在网络上颇受推崇,在很多人看来,氢气燃烧后只会产生水,不会产生有害物质,另外氢元素是地球上最丰富的的元素之一,不存在短缺问题,更重要的是方便高效,几分钟的燃料加注就可以实现600公里多的续航,不像电动汽车在充电桩前耗费少则一个小时,多则十几个小时的时间。所以一直以来有观点认为,在新能源汽车领域,氢能汽车要优于电动汽车,氢能源汽车才能代表未来。

其实有关电能与氢能的技术之争早在十多年前就已经开始,当时国内外有很多专家、学者、车企都站队氢能源。比如丰田在2011年就生产了非常可靠的氢能概念车。

但现实却是,2020年全球电动汽车销量超过300万辆,保持翻倍式的增长。而与此同时,氢能汽车全球销量尚不足万辆,中国、美国两大汽车市场销量同比还出现腰斩,连号称目前技术最成熟、领先的丰田Mirai全球销量也只有1770台,同比下滑29%。

更残酷的是,氢能源汽车不是暂时的失势,而是很可能已经注定了失败的结局。大众汽车在比较了电力和氢能的能源效率后表示,“结论很明确”, “就乘用车而言,一切都支持电池,而几乎没有支持氢的”。宝马也表示,氢能汽车动力链的整体效率仅为电动汽车的一半。狂人马斯克更是在2015年就表示,氢燃料汽车在新能源汽车领域中与电动车的较量毫无胜算,根本不足为惧,并认为做燃料电池汽车是一个极其愚蠢的行为。

2、为什么看似技术更为先进,产品更为环保的氢能汽车,会惨遭电动汽车碾压,没有成为新能源汽车市场的主流?

首先是能源效率问题,相比电动汽车,氢能汽车的效率要更低。曾有业内专家计算,电动汽车一旦开始启动,车辆充电位置的电能供应将损失约5%,电池的充电和放电会损失另外10%,最后,电动机损失了5%。计算下来的总损失为20%。

而氢能汽车是将充电装置集成在车内,最终的驱动方式与纯电动车一致,都是通过电机驱动。根据相关测试显示,如果用100度电制氢,然后存储、运输,加入汽车,再转为电能,驱动电机,其电能的利用率只有38%。如果从氢注入汽车开始计算,利用率也只有57%。可以说,不论怎么计算都远低于电动汽车。

第二点影响氢能汽车普及的就是成本。电动汽车技术原理简单,研发成本低,产业链也更短,而氢能所需的技术开发难度、产业链以及由此带来的成本都很高,特别是氢燃料电池发电的过程中会用到贵金属铂作为催化剂,而铂较为稀缺,价格也就会比较高。比如2013年韩国现代下线的量产版氢燃料汽车ix35 FCV,其最初的售价高达85.5万人民币;丰田Mirai花了大量的力气,最大限度地降低铂的使用,但目前其售价依然高达55万人民币。另外氢能的价格要远高于普通电的价格,有测算表明,其使用成本是电能的6倍多。

第三点就是配套设施。以中国为例,截止2021年1月,全国充电基础设施累计数量为171.6万台,公共充电桩数量达到810903台。反观加氢站,截止2020年底,中国共建有加氢站104座。按照《中国氢能源及燃料电池产业***》预测,2025年中国将建成200座加氢站。这无疑大大限制了氢能汽车的普及。

为什么加氢站如此之少?造成这一局面的原因除了氢燃料汽车在我国占有率低以外,运营成本居高不下则是阻碍加氢站大规模发展的主要原因。其主要包括建设成本高、运营维护成本高、成本回收期较长三部分。据悉,建设一个普通的充电站所需成本在100万人民币左右,而建造一个氢气燃料站需要花费至少1000万。

3、虽然氢能汽车看起来有诸多短板,但很多人或许认为其环保的特性是极为突出的。

毕竟氢气燃烧不排放二氧化碳和其他废弃物,只有纯净的水。但氢能真是无污染的能源吗?答案是,目前的氢能几乎都不环保。

世界能源理事会将氢气按照生产来源分为“灰色”“蓝色”和“绿色”三类。其中“灰色氢气”是通过蒸汽甲烷重整(SMR)或煤气化技术制取而来。该过程制造的氢气成本较低,但是碳排放量最高。“蓝色氢气”,主要是***取蒸汽甲烷重整技术或煤气化加上碳捕捉和贮存(CCS)制氢,成本较高,技术复杂。“绿色氢气”确实足够环保,其主要是使用可再生能源进行电解水制氢,二氧化碳零排放,但同样成本较高。

目前灰色氢气占到了全球氢能的99%,也就是几乎都是通过石化能源来制氢。其中煤炭中含氢很少,煤种不同只有2%~5%,主要是用生产水煤气的方式产氢,生产伴生大量CO和CO2。天然气和石油组分中含氢较高,约在15%以上,以甲烷为例,与水反应生成氢气和CO2,氢气收率相对较高,但同样会带来污染。目前生产1kg氢伴生的CO2重量,煤制氢约为11kg,天然气制氢约为5.5kg,轻油制氢约7kg……可以说制造氢气的技术如果没有革命性的突破,氢能谈不上是清洁能源。

综合来看,在与电动车的新能源未来之争中,氢能劣势明显,可以说已经几乎输掉了这场战争。目前新能源车的发展路线已经非常清晰,电动车就是未来的主导,其它能源形式不再是趋势,而混合动力也只是过渡阶段。这也是为什么一些像日产这样的车企巨头宣布停止开发氢能汽车,集中精力发展电动汽车重要原因。

氢能源虽然有着诸多优点,环保无污染、发热值高、燃烧性能好,但目前氢能源在发展中还存在着一些有待解决的制约性问题:

成本问题

氢能源汽车,相关的技术开发难度、产业链以及由此带来的成本都非常高。其中,氢燃料电池发电的过程中必须要用到贵金属铂来作为催化剂,但铂***较为稀缺,价格也非常高。并且,国内建设加氢站的核心设备依赖于进口,成本昂贵。

储运问题

氢气质量能量密度高,但体积能量密度极低,需探寻高效率、低成本的氢储运方式 。由于氢元素的凝点非常低,所以必须在超低温情况下才能成为液态。而如果要提高它的凝点,那就必须要***取低温高压的储存技术。 不论是氢的制取、储存还是运输,都有着很高的技术要求,且成本耗费巨大。

能源效率

氢能源汽车的效率比电动汽车更低,根据相关测试机构测试,如果用100度电制氢,然后存储、运输、再加入汽车,最后转变为电能,驱动电机,其电能的利用率仅为38%。如果从氢注入汽车开始计算,它的利用率也只有57%。

基础设施建设

氢能源汽车的问题主要表现在对加氢站的建设规划上,充足的加氢站是氢能源汽车大力发展的前提之一,但目前现有的加氢站数量和加氢技术暂时难以满足大规模的乘用车加氢需求。《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》中规划到中国将在2030年建成1000座加氢站,但这对于幅员辽阔的中国而言是远远不够的。同时,出于对安全方面的考虑,我国对加氢站的建设标准和选址都有很高的要求,难以做到大面积普及。

氢能源汽车为什么要使用昂贵的燃料电池?直接使用内燃机燃烧氢气不行吗?

我来分享一下,首先说明一下,这个技术不是新的想法,氢内燃机技术已经研究了很多年了,但是目前的研究结果是和燃料电池相比没有优势,因此最近几年氢内燃机逐渐沉寂了。下面简单分享一下氢内燃机技术:

一、氢内燃机技术研究的历史

氢燃料的内燃机概念是非常吸引人的,因为理论上氢气H2燃烧的产物是H2O水,没有有害排放物,也完全不排放CO2,同时地球上的氢获取非常方便,通过电解水即可。因此看起来氢简直是完美的内燃机燃料。宝马和马自达都在氢内燃机技术上进行了大量的研究:

1.宝马氢内燃机研究项目

从上世纪90年代开始宝马开始了氢内燃机的研究,并把氢内燃机作为其核心的未来技术进行研发。宝马在传统7系V12汽油发动机的基础上改造了一款氢燃料发动机用来验证氢燃料内燃机的可行性,主要改造的是氢气喷射系统,火花塞等。宝马改造后称为Hydrogen 7轿车,也就是氢燃料内燃机的宝马7系。

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宝马V12氢内燃机

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经过10多年的研究,大约在2010年左右,宝马逐渐停止了氢内燃机的开发转而开发氢燃料电池技术,宝马在2015年发布了i8氢燃料电池概念车,标志着宝马氢内燃机技术研究的结束。

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宝马氢燃料电池,是不是看起来很像内燃机。

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2. 马自达氢转子发动机研究项目

马自达对氢内燃机的主要研究方向还是集中在马自达擅长的转子发动机上。上世纪90年代马自达发布了第一辆氢转子发动机概念车Mazda HR-X。

Mazda HR-X 1991和Mazda HR-X2 1993

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后来马自达又在2004年发布了RENESIS氢转子发动机,这是专门为氢燃料设计的转子发动机,***用了双氢喷射器,电动增压器,EGR废气再循环系统等一系列创新技术并且考虑了混合动力,可以说理念非常超前。马自达氢转子发动机的研究大约持续了20年,在2012年后马自达逐步停止了氢转子发动机的研发。

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二、氢内燃机的问题

宝马和马自达经过多年的研究后最终都停止了氢内燃机技术的开发,其主要原因是在研发过程中他们发现了氢内燃机存在一些暂时无法克服的困难:

(1)氢内燃机会产生NOx氮氧化合物排放

一般人认为氢气在内燃机中燃烧的产物只有水蒸气,没有任何污染。实际情况是,氢内燃机在燃烧氢气时,会产生NOX氮氧化合物排放。主要原因是空气中的氧气和氮气在燃烧室高温高压的环境下就会产生化学反应生成NOX氮氧化合物。这和普通内燃机产生NOx的机理是一样的。而氢燃料电池技术,排放物只有水,在排放上比氢内燃机更有优势。

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(2) 和氢燃料电池相比效率上处于劣势

当前技术发动机最高热效率也只有40%左右,宝马氢燃料内燃机研究项目最终实现了42%的热效率。

而氢燃料电池是直接将化学能转化为电能驱动车辆。运行温度比较低,没有发动机较大的热损失,因此效率高的多,目前能够达到50%以上。从效率上完胜氢内燃机。

内燃机的热损失非常大,占到燃料热能的2/3

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目前内燃机的热效率水平

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当然,相对于燃料电池氢内燃机也有一些优势,比如:功率密度比较大,和氢燃料电池同等大小的内燃机可以输出高的多的功率。负载变化的响应速度更快。不过这些优势相对于前面两个劣势就不是最主要的影响因素了。

三、总结

在目前的内燃机技术条件下,和氢燃料电池技术相比,氢燃料内燃机在排放和效率上都完全没有优势,因此被搁置。不过内燃机技术也在不断创新,目前马自达已经开发出50%热效率的发动机,60%热效率的内燃机技术也已经在研究阶段了。内燃机效率提升后,说不定氢内燃机技术会卷土重来。

以上信息供大家参考,欢迎讨论。对发动机感兴趣的朋友可以关注我,每周会发布原创的发动机技术和产业的专业解读,谢谢支持!

氢的沸点温度很低,作为液态燃料使用,在小型车载条件下,几乎不可能,因此,小型车使用氢燃料,只能是压缩气态,燃料罐能携带的氢燃料非常有限。

压缩氢燃料热值和同样容量的压缩天然气差不多,而天然气无论是获得,还是储运成本要低得多,自然条件下,天然气***很多,而地球上几乎没有天然氢燃料***,因此,氢燃料作为内燃机燃料,即使可行,也不经济,没有竞争力。

氢燃料之所以是燃料电池的理想燃料,是因为氢燃料经过氧化反应后,反应生成物为液态或气态的水,不会在电池腔体形成固态凝结物,堵塞腔体、或结垢于触媒表面,而无论是天然气还是乙醇,都含有碳,很可能形成固态凝结物,从而影响燃料电池寿命。

用压缩氢气存储的氢燃料,虽然车载量很有限,但因为燃料电池的高效率,弥补了燃料数量的不足,可以获得五六百公里的里程。有一定的实用性,但其依赖稀有金属触媒,以及面临储运方面等难以解决的问题,实用性也是值得怀疑的。

到此,以上就是小编对于汽车品牌能量管理策略的问题就介绍到这了,希望介绍关于汽车品牌能量管理策略的2点解答对大家有用。

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