中國儲能網(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)由市場和消費者來決定，國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力為主的新能源汽車在市場上遇冷，而以鉛電池為動力的低速電動汽車反而在沒有國家層面補(bǔ)貼甚至不能上牌的情況下，受到消費者和投資者的追捧。
追溯中國新能源汽車的發(fā)展路徑，一向是以提倡純電動汽車為主的，然而，通過多年的發(fā)展，國家投了大量的資金、政策予以支持,但是現(xiàn)在看來，新能源汽車發(fā)展還是比較緩慢，關(guān)鍵的技術(shù)沒有突破。目前政府主推的汽車動力是鋰電池，但在以往的實踐中鋰電池出現(xiàn)過安全性問題，且成本較高。
新能源汽車最重要的是動力問題，與鋰電池動力相比，目前市場上，以鉛電池為動力的低速電動汽車卻受到極大的歡迎。對于低速電動汽車，民營企業(yè)投資熱情高漲，現(xiàn)在我們國家有近百家企業(yè)在生產(chǎn)低速電動汽車，2013年生產(chǎn)銷售了20萬輛，2014年銷量將會在35萬輛以上。這種新能源汽車雖然政府沒給予優(yōu)惠政策，但市場上企業(yè)愿意投資、消費者喜歡購買。
中國現(xiàn)在是最大的發(fā)展中國家，在城鎮(zhèn)化推進(jìn)的過程中，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)展的初級階段，大部分人屬于中低收入人群。低速電動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。在新型城鎮(zhèn)化的過程中，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多萬的價格，低速電動汽車的價格在3萬至5萬之間，更受消費者歡迎。
任何一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一定要由市場來決定。如果政府政策支持的產(chǎn)品消費者不買賬、市場不歡迎，企業(yè)跟著政府去做，就是去拿補(bǔ)貼的，最終這個產(chǎn)品成為依賴于政策補(bǔ)貼的產(chǎn)品，形成一種對政策的依賴病，得不到持續(xù)發(fā)展。
在去年兩會上，我曾提過關(guān)于低速電動車牌照問題的建議。之后，國家發(fā)展改革委和工信部決定同意在全國一兩個城市開展低速電動車的試點，將此類汽車稱為低速短程汽車。但是，在試點過程中，相關(guān)部門仍不同意技術(shù)路線的放開，仍然規(guī)定此類汽車使用鋰電池。在企業(yè)對鋰電池動力并不熱衷的情況下，有的車企去辦理許可證的時候，說用的是鋰電池，但真正生產(chǎn)的時候卻用鉛電池，因為鉛電池動力安全性和價格優(yōu)勢更受市場歡迎。
面對民間蓬勃興起的低速電動汽車，政府“堵”不是辦法，應(yīng)該創(chuàng)新管理，對以鉛電池為動力的低速電動汽車出臺標(biāo)準(zhǔn)。
如果國家不盡早出臺以“疏”為主的管理辦法，一些生產(chǎn)企業(yè)就會各自為戰(zhàn)，以偷工減料為代價來壓低低速電動汽車的價格，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)，破壞這個產(chǎn)業(yè)，還不如在國家層面加快制定安全技術(shù)的通用標(biāo)準(zhǔn)，讓低速電動汽車光明正大地在臺面上發(fā)展。
如果低速電動汽車得到國家政策的許可，不僅能使電動汽車得到大范圍推廣，還能拉動上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加社會就業(yè)，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型。
深度解讀未來汽車動力源：燃料電池VS鋰電池
幾個月前，特斯拉CEO“給力哥”Elon˙Musk在德國接受外媒采訪時將燃料電池(Fuel Cell)稱為“傻瓜電池”(Fool Cell)，并表示：“他們非常愚蠢，就算從理論上實現(xiàn)燃料電池的最佳性能，也無法同今天的鋰離子電池抗衡。”他還指出鋰離子電池還有很大潛力沒有發(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發(fā)燃料電池協(xié)議，計劃未來數(shù)年內(nèi)推出燃料電池車投入實用。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，今年東京車展則將展出量產(chǎn)型號。豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個領(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)合開發(fā)下一代燃料電池技術(shù)，以便2020年投放到市場。韓國現(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)的燃料電池車售價大約接近寶馬5系或者特斯拉Model S，大約為5萬美元左右，一次加注燃料續(xù)航里程高達(dá)300英里(483公里)。因而性價比具有較高的競爭力。
那么到底是特斯拉的給力哥對，還是豐田以及一眾車廠對，為什么會有燃料電池和鋰離子電池之爭，未來電動車的動力之源會是什么呢?我們來做一個深度解讀。
電動車和傳統(tǒng)汽車
現(xiàn)在林林總總的電動車，其實是傳統(tǒng)汽車的一個延續(xù)，人們做的，只是把傳統(tǒng)汽車動力部分、燃油部分換成了電機(jī)和電池。
電動車的歷史其實非常非常悠久，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機(jī)，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動的車輛。內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)明時間則要推遲到四十余年之后的1885年10月，卡爾˙奔馳設(shè)計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。
電動車在歷史上經(jīng)歷過三個發(fā)展期，1885年到1915年是電動車的第一次黃金時期。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，不及電動車，因此電動車在這一時期被普遍認(rèn)可。當(dāng)時美國總統(tǒng)的座駕就是電動車，而不是內(nèi)燃機(jī)汽車。
第二個階段是60年代，中東戰(zhàn)爭引發(fā)石油危機(jī)的大背景下，美國通用汽車公司與福特汽車公司分別研發(fā)了新型電動汽車。雪鐵龍、標(biāo)致則將現(xiàn)有車型改裝成小型電動汽車。以此為契機(jī)，全球掀起了電動車熱潮。
第三個階段是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，電動車的性能有了巨大提升。最終實現(xiàn)了特斯拉、日產(chǎn)等的量產(chǎn)電動車。
從電動車的歷史可以看出，電動車和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車，實際上是平行發(fā)展，互相競爭的關(guān)系。當(dāng)電動車的性能、成本、用戶體驗高于內(nèi)燃機(jī)汽車的時候，電動車就有一個黃金發(fā)展期，而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)步，體驗超過電動車時，電動車就歸于沉寂。
電動車性能的關(guān)鍵因素：動力電池
對于電動車來說，性能、成本、用戶體驗?zāi)芊駢旱箖?nèi)燃機(jī)汽車，關(guān)鍵在于動力電池。
我們知道，汽車能跑，是因為發(fā)動機(jī)和變速箱工作，給汽車提供動力，電動車能跑是電池和電動機(jī)提供動力。電機(jī)技術(shù)經(jīng)過百年的發(fā)展，已經(jīng)非常非常成熟。
無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)動機(jī)。同等功率的電機(jī)往往比發(fā)動機(jī)便宜，壽命更長，維護(hù)保養(yǎng)也更簡單。理論上電動車應(yīng)該遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)汽車更有競爭力，而問題的關(guān)鍵就卡在電池上。
眾所周知，汽車運動是需要能量的，內(nèi)燃機(jī)汽車的能量來自于汽油或者柴油的燃燒，熱能轉(zhuǎn)化成動能。而電池通過電機(jī)，把電能轉(zhuǎn)化成動能。而現(xiàn)在電動車遇到的問題就是同樣的重量，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1噸多。
除了能量密度，電池還有一個功率密度的概念，動力電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動機(jī)功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會影響電動車的性能。
動力電池的分類
目前，電動車用的動力電池種類其實非常多，但是真正實用化的并不多。因為很多電池都有這樣或者那樣的問題。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)作動力電池的輔助使用。下面我們就來詳細(xì)說說各類電池的特點和用于汽車的優(yōu)劣。
首先我們來看被“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新東西，它的歷史可以追溯到1838年，德國化學(xué)家提出了燃料電池的理論。真正實現(xiàn)商用化則是1955年的事情，美國通用電氣的工程師造出來實用化的氫燃料電池，隨即就應(yīng)用了到美國太空探索雙子星計劃(題外話，有興趣的可以搜索一下紀(jì)錄片《從地球到月球》，看看美國人的雙子星計劃，阿波羅計劃，再看看中國的神舟計劃，嫦娥計劃)。
1991年發(fā)展出來可以應(yīng)用于汽車的氫燃料電池，這就是今天氫燃料電池的來源。
相對于其他電池，氫燃料電池最大的優(yōu)勢是能量密度極高，實驗室可以做到3千瓦時每公斤，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，提供更長時間的續(xù)航。
但是，氫燃料電池也存在問題：
一是價格，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，用在不計成本的航天可以，用在汽車上昂貴的價格讓氫燃料電池普及困難，即使到2015年，豐田也只敢說整車5萬美元，30多萬人民幣。而目前的價格是150萬到200萬人民幣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃油車和鋰電池的電動車;
二是燃料的來源和儲存，氫燃料電池需要氫氣，氫氣本身并沒有產(chǎn)業(yè)鏈支撐，制造，運輸，儲存，加注都極不方便，成本又很高，危險還很大，相比燃油車和鋰電池車成熟度太低。
從用戶體驗角度，氫燃料電池車還有很長的路要走。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)部有一個高速旋轉(zhuǎn)的飛輪，靠飛輪動能儲存能量的電池。
飛輪電池沒有化學(xué)物質(zhì)，不存在爆炸燃燒之類的安全性問題，也不怕溫度變化，環(huán)境惡劣，循環(huán)壽命非常長。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極好的汽車加速性能，在能量回收的時候，也就可以承受更大的功率。
在保時捷918的概念車上，副駕駛位置就是一個飛輪儲能系統(tǒng)飛輪電池唯一的缺點就是貴，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。
汽車用的動力鋰電池，其實也分好幾類，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)勢是，用軟件的辦法，解決了充放電過程中的安全性問題。使得本來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)解決不了穿刺問題，只能靠加強(qiáng)電池包的保護(hù)來解決，遇到極端碰撞，強(qiáng)大的沖擊力擊破電池包的保護(hù)，特斯拉依然會起火爆炸，只是高強(qiáng)度的保護(hù)給了車主逃生的時間。
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)勢是安全性相對比較好，盡管也有事故，但是相對其他鋰電池已經(jīng)是最好的了。它的功率密度比較好，可以大倍率放電，有不錯的加速性能。在循環(huán)壽命方面磷酸鐵鋰也有優(yōu)勢，長期使用成本相對較低。
磷酸鐵鋰的缺點是能量密度相對較低，同樣重量續(xù)航里程沒有優(yōu)勢。此外，低溫性能比較差，冷天電量會損失很多。
綜合看，磷酸鐵鋰還是被一致看好的動力電池。
錳酸鋰電池，日本企業(yè)用的很多，優(yōu)點是低溫性能比較好，低溫電量損失沒有磷酸鐵鋰那么嚴(yán)重，價格也便宜，安全性不如磷酸鐵鋰，但是還不錯。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產(chǎn)業(yè)鏈來支撐，這需要很長的時間和大量的投資，而且兩者都有弱點，競爭力很弱，很長一段時間不會有什么希望。
飛輪電池性能優(yōu)異，但是價格昂貴，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車的，可惜目前還沒有找到的跡象。這就決定未來很長一段時間，飛輪電池只能出現(xiàn)在一些超高價的豪華車和超跑上。
鋰電池從發(fā)明以來，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年就開發(fā)出來了性能比特斯拉Model S更優(yōu)異的Eliica，但是當(dāng)時鋰電池的高昂價格注定這個產(chǎn)品只是試驗品。
比亞迪正在開發(fā)性能不遜色于特斯拉Model S的E9，而做為電動車和燃油車過度的插電混合動力車，比亞迪秦馬上上市，寶馬混合動力的i3、i8都要上市，保時捷918也已經(jīng)預(yù)訂。這背后就是2013年鋰電池的價格已經(jīng)降低到一個可以接受的范圍。
未來幾年，隨著鋰電池價格的進(jìn)一步下降和容量的進(jìn)一步提升，電動車、插電混合動力車會越來越便宜，性能越來越好，電動車取代燃油車的進(jìn)程才剛剛開始。
