氢气的存储罐密封不好的话每台车都是一个定时炸弹
EV编辑部
Real Engineering 最近在youtube发布了一段15分钟的视频,是关于他们在氢能电动汽车方面的研究数据。对氢能电动车与传统电动车在效率、排放、技术方面做出数据对比。氢能汽车的本质也是一种带有小型车载电池的电动汽车。通过氢燃料电池连续供电,氢燃料电池的电力产生于储存的氢气与大气中的氧气混合反应。这个过程唯一的产物就是水。当下主要流行的车型以 丰田Mirai和本田Clarity为代表。
实际过程中氢能电动汽车的较为复杂,最关键的一步就是氢燃料站的建设。在氢能电车方面,日本是全球走在最前列的,日本本土制造商本田和丰田以非常强的力度支持氢能电车的发展,并且日本已经制定以下目标
2021年提供160个加油站,支撑40000辆氢能电车,
2030年达到900个,支持80万辆氢能电车。
日本能够去强力推广氢能电车是有原因其实很简单,氢气的能量密度远高于锂离子电车,且零排放。
1kg的氢储存的能量会比锂离子多236倍,
氢能电动车行驶过程中唯一产物是水
而且在续航能力扩增对车体重量的影响这个层面是具有较大优势的,
很明显从这一点讲氢能汽车的能量补给和蓄能都更具有优势。氢能电车会具有一个高压储存罐,储存大量的氢。
所以整个氢能电车体系就需要很大方面去考虑氢气的生产方式。
目前较为广泛采用的氢气制造方式
蒸汽重整
今天大部分的氢气都来源于蒸汽重整,蒸汽重整需要大量的热量来产生氢气。通过蒸汽重整制氢这个过程本身就会产生污染,因此即使汽车在使用的时候产生零排放,整个流程依然是产生污染的。
电解
通过对水的电解可以得到氢气和氧气,这也是很多氢生产采用的一种途径。
但是采用这种方式能量损耗率会达到30%。
质子交换膜
可以通过仅仅允许质子通过的质子交换膜提取氢气和氧气,然后过滤器分理出氢气和氧气。
该工艺的效率大概为80%。高于电解方式的效率。
研究PEM电解的科学家认为,通过这一过程,他们可以在2030年左右实现82%~86%的效率,这将有助于进一步降低生产成本。PEM的独特之处在于它可以在加油站现场生产氢气,进一步消除异地生产,运输和大容量存储相关的排放和费用。
氢的储存是很重要的一步
储存一直是氢气的一个问题,因为氢气分布非常均匀,使得他比其他气体更难压缩。我们通常把氢气压缩成液体进行储存。通过将氢气冷却到-250度,但是冷却加工氢气就需要了大量能量,这个过程会导致40%的能量损耗率。
如果采用常规的压缩方式储存,将氢压缩到790 ATM是效率与运输成本的最现实的优化,但即使压缩到这个水平仍然造成13%的能量损耗。
单纯就电解和储存这两个过程就会给氢能电动汽车能量效率上带来很大的影响。
加上其他途径的能量损耗可以达到56%。
和传统电池相比在能量效率上是完全没有优势的。
氢能电动汽车的运作效率
在电池中将氢气转化为电能的效率为60%,逆变器将存储的DC电力转换为AC用于电动机,其效率为90%。
燃料电池和电机效率
当下氢燃料电池汽车的效率损失远远超过电动汽车,并且比现有汽油汽车的成本更高。
如果没有足够的时间和专注于优化整体系统效率,就总体系统损失而言,与目前特斯拉汽车使用的BEV技术现相比,最好的FCV效率不到BEV的一半。
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