氫燃料電池卡車與純電動卡車的區(qū)別
目前市場上的純電動卡車,基本上都是從燃油卡車底盤上改制而來,與燃油卡車的區(qū)別主要在動力總成模塊,相比燃油卡車,純電動卡車取消了發(fā)動機、進排氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng),輕載車型直接取消變速箱、重載車型則更換電動車專用的AMT自動變速箱,取而代之的則是驅(qū)動電機、動力電池、電控系統(tǒng)。
氫燃料電池卡車的本質(zhì)則是在純電動卡車基礎(chǔ)上增加了一套發(fā)電系統(tǒng)——氫燃料電池系統(tǒng),氫燃料電池系統(tǒng)主要包含儲氫罐、電堆(燃料電池)。
其工作原理就是將儲氫罐中氫氣輸送到電堆中與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能后輸送給動力電池,再將電能傳送給驅(qū)動電機輸出動力,所以氫燃料電池卡車可以理解為“自帶氫燃料發(fā)電機的純電動卡車”。
另外,純電動卡車通過外部電能為動力電池充電,而氫燃料電池卡車則是通過燃料電池為動力電池充電,且充電過程是在車輛行駛過程中,所以氫燃料電池卡車對動力電池的電量要求不高,其電量比純電動卡車的電量少很多。
氫燃料電池卡車與純電動卡車優(yōu)劣勢分析
氫燃料電池卡車是未來新能源卡車的發(fā)展趨勢,與純電動卡車相比,氫燃料電池卡車在環(huán)保性、續(xù)航里程、抗低溫性能、車輛自重等方面具有優(yōu)勢,在加氫便利性、購車成本、裝貨效率、使用成本方面仍有劣勢。
● 優(yōu)勢:
1、更環(huán)保:氫燃料電池卡車與純電動卡車雖然在行駛過程中都能做“零排放”,但氫燃料電池的主要成分是氫,在使用壽命結(jié)束后,并不會對環(huán)境造成污染,而鋰電池內(nèi)部含有大量重金屬,需要科學(xué)規(guī)范的回收處理,否則會對環(huán)境產(chǎn)生污染,所以在使用鏈上氫燃料電池卡車會更環(huán)保。
2、續(xù)航里程長,加氫時間短:氫燃料電池的能量密度高,遠遠高于鋰電池,且氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高,所以車輛續(xù)航里程更長,另外,加氫跟加油/氣方式類似,一般加注時間在10分鐘以內(nèi),雖然略長于燃油車型的加油時間,但遠遠低于純電動卡車的充電時間,使用起來也不需改變加油習(xí)慣。
3、抗低溫性能優(yōu)異,電池不衰減:純電動卡車在使用過程中難以避免電池衰減問題,而且在低溫環(huán)境下電池衰減更厲害,這也是純電動卡車一到冬天續(xù)航里程減少的原因,而氫燃料電池則沒有這個問題,極大提高了低溫環(huán)境作業(yè)效率。
4、車輛自重更輕,能耗更低:氫燃料電池能量密度高,車輛自重更輕,舉例說明,100kW·h電量的鋰電池重量在800kg左右,而同電量的氫燃料電池重量只有1/4左右,能夠幫助提升車輛續(xù)航里程。
●劣勢:
1、加氫便利性差:目前,雖然純電動卡車充電不是很便利,但還是能夠找到充電樁的,但絕大部分城市都沒有加氫站,氫燃料電池汽車用車過程中無法補給燃料,存在“加氫焦慮”。
2、購車成本高:當(dāng)前氫燃料電池卡車價格可以說是“天價”,只有部分政府單位才能負(fù)擔(dān)的起,還不是飛入尋常百姓家的時候。氫燃料電池卡車有多貴?純電動卡車價格大概是燃油卡車價格的2倍,而氫燃料電池卡車價格至少是純電動卡車的3倍以上。
3、貨箱容積小,裝貨效率降低:氫燃料電池卡車與純電動卡車相比增加了儲氫罐,而儲氫罐一般布置在駕駛室與貨廂之間,整車長度相同的條件下,氫燃料電池卡車貨廂長度要少0.5-1m,裝貨效率降低。
4、使用成本高:純電動卡車使用成本在燃油卡車的50%左右,而當(dāng)前由于加氫生態(tài)不完善,氫燃料電池卡車使用成本是燃油卡車的2倍以上,使用成本較高。
新能源卡車未來發(fā)展趨勢分析
無論是純電動卡車,還是氫燃料電池卡車,當(dāng)前階段都屬于政策推動的產(chǎn)品,但純電動卡車補貼政策持續(xù)退坡,計劃到2022年底退出補貼,而氫燃料電池卡車支持政策只會越來越多、力度越來越大,特別是在建造供氫基礎(chǔ)設(shè)施上,未來幾年必然是氫燃料電池汽車快速發(fā)展時期。
在10月份國務(wù)院印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》通知中,也提到了“到2035年,氫燃料電池汽車實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,氫燃料供給體系建設(shè)穩(wěn)步推進“的愿景。另外,國家對純電動汽車、氫燃料電池汽車的商業(yè)化要求時間點不一樣,側(cè)面反映出氫燃料電池汽車可能是純電動汽車的后一代車型。
在氫燃料電池汽車技術(shù)上,日本掌握的專利最多、技術(shù)也最強,而且純電動汽車與氫燃料電池汽車中,堅定不移的選擇了后者,讓眾多國家不考慮氫燃料電池和純電動誰才是真正的未來。
從技術(shù)發(fā)展角度來看,純電動卡車的設(shè)計陷入了能量密度困境,車輛的續(xù)航里程突破非常困難,而氫燃料電池卡車的當(dāng)前續(xù)航里程就已超過純電動卡車,且氫燃料電池技術(shù)還有很大的進步空間,未來續(xù)航里程突破1000km可能性很大,所以在續(xù)航里程上,氫燃料電池卡車似乎更勝一籌。
從車輛成本來看,當(dāng)前氫燃料電池卡車的成本遠遠高于純電動卡車,其中成本最高的部件是燃料電池,未來降本空間極大。在日本政府2019年公布的《氫能利用進度表》中,就提到了“到2025年,使氫燃料電池汽車價格降至與混合動力汽車持平,到2030年,降低氫氣供應(yīng)成本,使其不高于傳統(tǒng)能源”的目標(biāo),說明未來氫燃料電池卡車的成本與純電動卡車接近是很有可能的,普及可行性很大。
結(jié)語
無論是純電動卡車還是氫燃料電池卡車,都有其可取之處,中美歐目前以純電動技術(shù)為主,而日本以氫燃料電池技術(shù)為主,至于誰對誰錯,短期內(nèi)無法得知。不過,我國也開始大力推動氫燃料電池技術(shù)發(fā)展,只有為未來競爭做好技術(shù)儲備,才能抓住發(fā)展機遇。