中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：所謂新能源汽車，就是指不使用傳統(tǒng)石油化學(xué)能源的交通工具，使用非傳統(tǒng)能源的都是新能源汽車。所以新能源汽車用鋰電池還是鉛電池，應(yīng)由市場(chǎng)和消費(fèi)者來(lái)決定，國(guó)家要做的是控制好技術(shù)的安全性以及通用標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)新能源汽車的發(fā)展出現(xiàn)了尷尬：政府熱推的以鋰電池動(dòng)力為主的新能源汽車在市場(chǎng)上遇冷，而以鉛電池為動(dòng)力的低速電動(dòng)汽車反而在沒(méi)有國(guó)家層面補(bǔ)貼甚至不能上牌的情況下，受到消費(fèi)者和投資者的追捧。
追溯中國(guó)新能源汽車的發(fā)展路徑，一向是以提倡純電動(dòng)汽車為主的，然而，通過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)家投了大量的資金、政策予以支持,但是現(xiàn)在看來(lái)，新能源汽車發(fā)展還是比較緩慢，關(guān)鍵的技術(shù)沒(méi)有突破。目前政府主推的汽車動(dòng)力是鋰電池，但在以往的實(shí)踐中鋰電池出現(xiàn)過(guò)安全性問(wèn)題，且成本較高。
新能源汽車最重要的是動(dòng)力問(wèn)題，與鋰電池動(dòng)力相比，目前市場(chǎng)上，以鉛電池為動(dòng)力的低速電動(dòng)汽車卻受到極大的歡迎。對(duì)于低速電動(dòng)汽車，民營(yíng)企業(yè)投資熱情高漲，現(xiàn)在我們國(guó)家有近百家企業(yè)在生產(chǎn)低速電動(dòng)汽車，2013年生產(chǎn)銷售了20萬(wàn)輛，2014年銷量將會(huì)在35萬(wàn)輛以上。這種新能源汽車雖然政府沒(méi)給予優(yōu)惠政策，但市場(chǎng)上企業(yè)愿意投資、消費(fèi)者喜歡購(gòu)買。
中國(guó)現(xiàn)在是最大的發(fā)展中國(guó)家，在城鎮(zhèn)化推進(jìn)的過(guò)程中，二三線城市和農(nóng)村人口占比70%，這些人需要怎樣的新能源汽車?
在發(fā)展的初級(jí)階段，大部分人屬于中低收入人群。低速電動(dòng)汽車充一次電只需要10元左右，能夠續(xù)航100多公里，如果每天跑20公里，每周只需要10元的充電費(fèi)。在新型城鎮(zhèn)化的過(guò)程中，二三線城市居民的生活圈子在30公里以內(nèi)，需要這種短距離的交通工具。相比較現(xiàn)在鋰電池為主的新能源汽車10多萬(wàn)的價(jià)格，低速電動(dòng)汽車的價(jià)格在3萬(wàn)至5萬(wàn)之間，更受消費(fèi)者歡迎。
任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一定要由市場(chǎng)來(lái)決定。如果政府政策支持的產(chǎn)品消費(fèi)者不買賬、市場(chǎng)不歡迎，企業(yè)跟著政府去做，就是去拿補(bǔ)貼的，最終這個(gè)產(chǎn)品成為依賴于政策補(bǔ)貼的產(chǎn)品，形成一種對(duì)政策的依賴病，得不到持續(xù)發(fā)展。
在去年兩會(huì)上，我曾提過(guò)關(guān)于低速電動(dòng)車牌照問(wèn)題的建議。之后，國(guó)家發(fā)展改革委和工信部決定同意在全國(guó)一兩個(gè)城市開(kāi)展低速電動(dòng)車的試點(diǎn)，將此類汽車稱為低速短程汽車。但是，在試點(diǎn)過(guò)程中，相關(guān)部門仍不同意技術(shù)路線的放開(kāi)，仍然規(guī)定此類汽車使用鋰電池。在企業(yè)對(duì)鋰電池動(dòng)力并不熱衷的情況下，有的車企去辦理許可證的時(shí)候，說(shuō)用的是鋰電池，但真正生產(chǎn)的時(shí)候卻用鉛電池，因?yàn)殂U電池動(dòng)力安全性和價(jià)格優(yōu)勢(shì)更受市場(chǎng)歡迎。
面對(duì)民間蓬勃興起的低速電動(dòng)汽車，政府“堵”不是辦法，應(yīng)該創(chuàng)新管理，對(duì)以鉛電池為動(dòng)力的低速電動(dòng)汽車出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。
如果國(guó)家不盡早出臺(tái)以“疏”為主的管理辦法，一些生產(chǎn)企業(yè)就會(huì)各自為戰(zhàn)，以偷工減料為代價(jià)來(lái)壓低低速電動(dòng)汽車的價(jià)格，以致危及老百姓出行安全。與其讓一些小企業(yè)偷偷摸摸地生產(chǎn)，破壞這個(gè)產(chǎn)業(yè)，還不如在國(guó)家層面加快制定安全技術(shù)的通用標(biāo)準(zhǔn)，讓低速電動(dòng)汽車光明正大地在臺(tái)面上發(fā)展。
如果低速電動(dòng)汽車得到國(guó)家政策的許可，不僅能使電動(dòng)汽車得到大范圍推廣，還能拉動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加社會(huì)就業(yè)，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型。
深度解讀未來(lái)汽車動(dòng)力源：燃料電池VS鋰電池
幾個(gè)月前，特斯拉CEO“給力哥”Elon˙Musk在德國(guó)接受外媒采訪時(shí)將燃料電池(Fuel Cell)稱為“傻瓜電池”(Fool Cell)，并表示：“他們非常愚蠢，就算從理論上實(shí)現(xiàn)燃料電池的最佳性能，也無(wú)法同今天的鋰離子電池抗衡?！彼€指出鋰離子電池還有很大潛力沒(méi)有發(fā)掘。
而另外一方面，通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開(kāi)發(fā)燃料電池協(xié)議，計(jì)劃未來(lái)數(shù)年內(nèi)推出燃料電池車投入實(shí)用。早在2011年豐田就在東京車展上就亮相了FCV-R氫燃料電池概念車，今年?yáng)|京車展則將展出量產(chǎn)型號(hào)。豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行合作，其中就包括燃料電池。除了豐田，通用汽車和本田汽車宣布將聯(lián)合開(kāi)發(fā)下一代燃料電池技術(shù)，以便2020年投放到市場(chǎng)。韓國(guó)現(xiàn)代汽車已經(jīng)率先投產(chǎn)燃料電池車，福特、戴姆勒和雷諾-日產(chǎn)正合作開(kāi)發(fā)燃料電池技術(shù)。
豐田表示，即將量產(chǎn)的燃料電池車售價(jià)大約接近寶馬5系或者特斯拉Model S，大約為5萬(wàn)美元左右，一次加注燃料續(xù)航里程高達(dá)300英里(483公里)。因而性價(jià)比具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力。
那么到底是特斯拉的給力哥對(duì)，還是豐田以及一眾車廠對(duì)，為什么會(huì)有燃料電池和鋰離子電池之爭(zhēng)，未來(lái)電動(dòng)車的動(dòng)力之源會(huì)是什么呢?我們來(lái)做一個(gè)深度解讀。
電動(dòng)車和傳統(tǒng)汽車
現(xiàn)在林林總總的電動(dòng)車，其實(shí)是傳統(tǒng)汽車的一個(gè)延續(xù)，人們做的，只是把傳統(tǒng)汽車動(dòng)力部分、燃油部分換成了電機(jī)和電池。
電動(dòng)車的歷史其實(shí)非常非常悠久，1839年，蘇格蘭的羅伯特˙安德森給四輪馬車裝上了電池和電動(dòng)機(jī)，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車輛。內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)明時(shí)間則要推遲到四十余年之后的1885年10月，卡爾˙奔馳設(shè)計(jì)制造了世界上第一輛三輪汽油汽車，同年戈特利布˙戴姆勒也制造出了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司，1926年兩家合并為戴姆勒-奔馳汽車公司。
電動(dòng)車在歷史上經(jīng)歷過(guò)三個(gè)發(fā)展期，1885年到1915年是電動(dòng)車的第一次黃金時(shí)期。這一期間，由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)相當(dāng)落后，行駛里程短，故障多，維修困難，不及電動(dòng)車，因此電動(dòng)車在這一時(shí)期被普遍認(rèn)可。當(dāng)時(shí)美國(guó)總統(tǒng)的座駕就是電動(dòng)車，而不是內(nèi)燃機(jī)汽車。
第二個(gè)階段是60年代，中東戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)石油危機(jī)的大背景下，美國(guó)通用汽車公司與福特汽車公司分別研發(fā)了新型電動(dòng)汽車。雪鐵龍、標(biāo)致則將現(xiàn)有車型改裝成小型電動(dòng)汽車。以此為契機(jī)，全球掀起了電動(dòng)車熱潮。
第三個(gè)階段是20世紀(jì)90年代后，隨著鋰電池技術(shù)的進(jìn)步，成本的降低，電動(dòng)車的性能有了巨大提升。最終實(shí)現(xiàn)了特斯拉、日產(chǎn)等的量產(chǎn)電動(dòng)車。
從電動(dòng)車的歷史可以看出，電動(dòng)車和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車，實(shí)際上是平行發(fā)展，互相競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。當(dāng)電動(dòng)車的性能、成本、用戶體驗(yàn)高于內(nèi)燃機(jī)汽車的時(shí)候，電動(dòng)車就有一個(gè)黃金發(fā)展期，而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)步，體驗(yàn)超過(guò)電動(dòng)車時(shí)，電動(dòng)車就歸于沉寂。
電動(dòng)車性能的關(guān)鍵因素：動(dòng)力電池
對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，性能、成本、用戶體驗(yàn)?zāi)芊駢旱箖?nèi)燃機(jī)汽車，關(guān)鍵在于動(dòng)力電池。
我們知道，汽車能跑，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱工作，給汽車提供動(dòng)力，電動(dòng)車能跑是電池和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。電機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，已經(jīng)非常非常成熟。
無(wú)論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)。同等功率的電機(jī)往往比發(fā)動(dòng)機(jī)便宜，壽命更長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)也更簡(jiǎn)單。理論上電動(dòng)車應(yīng)該遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)汽車更有競(jìng)爭(zhēng)力，而問(wèn)題的關(guān)鍵就卡在電池上。
眾所周知，汽車運(yùn)動(dòng)是需要能量的，內(nèi)燃機(jī)汽車的能量來(lái)自于汽油或者柴油的燃燒，熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。而電池通過(guò)電機(jī)，把電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。而現(xiàn)在電動(dòng)車遇到的問(wèn)題就是同樣的重量，同樣的體積，電池提供的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽油和柴油，也就是能量密度低。
所以，同樣跑300公里，汽油車只需要30升的油箱，只需要20多公斤汽油，而即使采用了先進(jìn)鋰離子電池的電動(dòng)車，也要600多公斤的巨大電池包，還不算保護(hù)電路，電池包本身的保護(hù)的重量。
如果用鉛酸電池，則需要1噸到2噸的沉重電池包，而一輛家用轎車正常的重量也不過(guò)1噸多。
除了能量密度，電池還有一個(gè)功率密度的概念，動(dòng)力電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動(dòng)機(jī)功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會(huì)影響電動(dòng)車的性能。
動(dòng)力電池的分類
目前，電動(dòng)車用的動(dòng)力電池種類其實(shí)非常多，但是真正實(shí)用化的并不多。因?yàn)楹芏嚯姵囟加羞@樣或者那樣的問(wèn)題。世界上大部分廠商都選擇了鋰電池，細(xì)節(jié)材料上有使用三元鋰電池的，有使用磷酸鐵鋰的，有使用錳酸鋰的，但是它們都可以歸結(jié)到鋰電池的范疇，需要充電放電，有循環(huán)次數(shù)。
氫燃料電池和鋅空氣電池都不是充電電池，是靠消耗其他材料(氫氣，鋅)產(chǎn)生電能，需要添加其他材料才能維持運(yùn)行，更類似傳統(tǒng)燃油車加油的概念。
還有幾種比較另類的電池，一般當(dāng)作動(dòng)力電池的輔助使用。下面我們就來(lái)詳細(xì)說(shuō)說(shuō)各類電池的特點(diǎn)和用于汽車的優(yōu)劣。
首先我們來(lái)看被“給力哥”諷刺為傻瓜電池的氫燃料電池。燃料電池并不是一個(gè)新東西，它的歷史可以追溯到1838年，德國(guó)化學(xué)家提出了燃料電池的理論。真正實(shí)現(xiàn)商用化則是1955年的事情，美國(guó)通用電氣的工程師造出來(lái)實(shí)用化的氫燃料電池，隨即就應(yīng)用了到美國(guó)太空探索雙子星計(jì)劃(題外話，有興趣的可以搜索一下紀(jì)錄片《從地球到月球》，看看美國(guó)人的雙子星計(jì)劃，阿波羅計(jì)劃，再看看中國(guó)的神舟計(jì)劃，嫦娥計(jì)劃)。
1991年發(fā)展出來(lái)可以應(yīng)用于汽車的氫燃料電池，這就是今天氫燃料電池的來(lái)源。
相對(duì)于其他電池，氫燃料電池最大的優(yōu)勢(shì)是能量密度極高，實(shí)驗(yàn)室可以做到3千瓦時(shí)每公斤，比其他類型的電池都高很多。用于汽車可以以更小的體積和重量，提供更長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航。
但是，氫燃料電池也存在問(wèn)題：
一是價(jià)格，氫燃料電池的核心零件是質(zhì)子交換膜和鉑催化劑，都是非常昂貴的材料，用在不計(jì)成本的航天可以，用在汽車上昂貴的價(jià)格讓氫燃料電池普及困難，即使到2015年，豐田也只敢說(shuō)整車5萬(wàn)美元，30多萬(wàn)人民幣。而目前的價(jià)格是150萬(wàn)到200萬(wàn)人民幣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃油車和鋰電池的電動(dòng)車;
二是燃料的來(lái)源和儲(chǔ)存，氫燃料電池需要?dú)錃?，氫氣本身并沒(méi)有產(chǎn)業(yè)鏈支撐，制造，運(yùn)輸，儲(chǔ)存，加注都極不方便，成本又很高，危險(xiǎn)還很大，相比燃油車和鋰電池車成熟度太低。
從用戶體驗(yàn)角度，氫燃料電池車還有很長(zhǎng)的路要走。給力哥諷刺氫燃料電池為“傻瓜電池”，也不是完全沒(méi)有道理。
(二)鋅空氣電池
(三)飛輪電池
飛輪電池是最近幾十年才發(fā)展出來(lái)的新型電池，它不是傳統(tǒng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電池，而是內(nèi)部有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的飛輪，靠飛輪動(dòng)能儲(chǔ)存能量的電池。
飛輪電池沒(méi)有化學(xué)物質(zhì)，不存在爆炸燃燒之類的安全性問(wèn)題，也不怕溫度變化，環(huán)境惡劣，循環(huán)壽命非常長(zhǎng)。更可貴的是飛輪電池有極高的功率密度，達(dá)到5-10KW/kg，遠(yuǎn)高于其他類型的電池，盡管能量密度和鋰電池差不多，但是高功率密度可以帶來(lái)極好的汽車加速性能，在能量回收的時(shí)候，也就可以承受更大的功率。
在保時(shí)捷918的概念車上，副駕駛位置就是一個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)飛輪電池唯一的缺點(diǎn)就是貴，技術(shù)上，性能指標(biāo)上，安全性上，飛輪電池都很適合汽車使用，但是高昂的價(jià)格注定它只可能出現(xiàn)在豪華車或者超跑上，而不能進(jìn)入大眾用汽車。
(四)鋰電池
鋰電池的歷史可以追溯到70年代，是目前應(yīng)用最廣泛的電池。
汽車用的動(dòng)力鋰電池，其實(shí)也分好幾類，特斯拉最新用的松下電池已經(jīng)是三元鋰電池了，三元鋰電池的能量密度、功率密度、安全性比較均衡，是中庸之選。
特斯拉的優(yōu)勢(shì)是，用軟件的辦法，解決了充放電過(guò)程中的安全性問(wèn)題。使得本來(lái)不偏重安全的三元鋰電池可以應(yīng)用于汽車。
但是特斯拉的電源管理技術(shù)解決不了穿刺問(wèn)題，只能靠加強(qiáng)電池包的保護(hù)來(lái)解決，遇到極端碰撞，強(qiáng)大的沖擊力擊破電池包的保護(hù)，特斯拉依然會(huì)起火爆炸，只是高強(qiáng)度的保護(hù)給了車主逃生的時(shí)間。
磷酸鐵鋰(也就是比亞迪所謂的鐵電池)是應(yīng)用比較廣泛的電池，它的優(yōu)勢(shì)是安全性相對(duì)比較好，盡管也有事故，但是相對(duì)其他鋰電池已經(jīng)是最好的了。它的功率密度比較好，可以大倍率放電，有不錯(cuò)的加速性能。在循環(huán)壽命方面磷酸鐵鋰也有優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期使用成本相對(duì)較低。
磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)是能量密度相對(duì)較低，同樣重量續(xù)航里程沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。此外，低溫性能比較差，冷天電量會(huì)損失很多。
綜合看，磷酸鐵鋰還是被一致看好的動(dòng)力電池。
錳酸鋰電池，日本企業(yè)用的很多，優(yōu)點(diǎn)是低溫性能比較好，低溫電量損失沒(méi)有磷酸鐵鋰那么嚴(yán)重，價(jià)格也便宜，安全性不如磷酸鐵鋰，但是還不錯(cuò)。但是材料本身不太穩(wěn)定，容易產(chǎn)生氣體。
小結(jié)：
從目前的技術(shù)看，氫燃料電池、鋅空氣電池都需要新建一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)支撐，這需要很長(zhǎng)的時(shí)間和大量的投資，而且兩者都有弱點(diǎn)，競(jìng)爭(zhēng)力很弱，很長(zhǎng)一段時(shí)間不會(huì)有什么希望。
飛輪電池性能優(yōu)異，但是價(jià)格昂貴，如果能找到大幅度降低成本的辦法，飛輪電池是最適合電動(dòng)車的，可惜目前還沒(méi)有找到的跡象。這就決定未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間，飛輪電池只能出現(xiàn)在一些超高價(jià)的豪華車和超跑上。
鋰電池從發(fā)明以來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的擴(kuò)充，每年都有小幅度的降價(jià)和容量提升。
特斯拉在2012年以后火爆，并不是特斯拉的技術(shù)領(lǐng)先多少，日本在2005年就開(kāi)發(fā)出來(lái)了性能比特斯拉Model S更優(yōu)異的Eliica，但是當(dāng)時(shí)鋰電池的高昂價(jià)格注定這個(gè)產(chǎn)品只是試驗(yàn)品。
比亞迪正在開(kāi)發(fā)性能不遜色于特斯拉Model S的E9，而做為電動(dòng)車和燃油車過(guò)度的插電混合動(dòng)力車，比亞迪秦馬上上市，寶馬混合動(dòng)力的i3、i8都要上市，保時(shí)捷918也已經(jīng)預(yù)訂。這背后就是2013年鋰電池的價(jià)格已經(jīng)降低到一個(gè)可以接受的范圍。
未來(lái)幾年，隨著鋰電池價(jià)格的進(jìn)一步下降和容量的進(jìn)一步提升，電動(dòng)車、插電混合動(dòng)力車會(huì)越來(lái)越便宜，性能越來(lái)越好，電動(dòng)車取代燃油車的進(jìn)程才剛剛開(kāi)始。
