新能源汽車指電動與混合動力汽車-為何兩輪電動車例外?

2020-12-21 汽車科學島

#老司機聊汽車知識#

名詞解釋:

新能源指非常規(傳統)不可再生資源,比如煤炭石油天然氣;以風、光、水、地熱、潮汐甚至核能為基礎,轉化出的電能均可定義為新能源,使用這些能源的車輛被稱之為「新能源汽車」。電動汽車的定義是沒有什麼爭議的,畢竟可以轉化電能的上述能源均可無限再生;只要傳統火電逐漸減少,未來一定能實現終端和發電源頭的雙端零排放。

至於插電混動汽車的定義也可以接受,雖然仍舊以內燃機作為輔助動力元

原因在於電動汽車的動力電池製造成本曾經偏高,目前雖然已經找到可以降低整體價格結構的替代類型(LFP);不過在產銷量沒有達到合理節點之前,電池的價格還是整體偏高的。也就是說想要讓電動汽車實現長續航,車輛的價格就會高到超出主流快銷車標準,反之則續航偏短。

那麼用小容量電池組保證車輛有100公裡左右的純電續航,以滿足用戶日常代步的需求;增加內燃機作為輔助以實現長途駕駛的混合輸出,或者以內燃機發電的模式增程輸出,以此達到車輛每年平均的時間都以電驅,這樣也可以有效地降低燃油消耗。

問題是兩輪和三輪電動車是零燃油消耗,但是為什麼這種車輛卻沒有定義為「新能源車」呢?很多人認為是因為此類車型的價格低,只有高價格的汽車作為大宗消費品,以此定義才會顯得有高級感。

實際這種理解是錯誤的,電動汽車的價格基數雖然小,但是產銷量卻並不比汽車低!創造的價值也是巨大的, 如果能給予特殊的定義,也許銷量的增長速度與程度都會更理想;然而在動力電池類型沒有全面升級之前,升級定義確實不合理。

01鉛酸·動力

主流電動車目前使用的動力電池均為「鉛酸電瓶」,這電瓶的主要材料(成分)如下。

二氧化鉛硫酸溶液三種主要材料在充放電的過程中,會產生多層硫酸鉛結晶體,也就是所謂的極板硫化。在每次充放電的過程中都會產生這種物質,於是造成電解液想要與極板活性材料反映發電,首先要滲透結晶體後才能有效的反應;放電的損耗與充電的效率會隨之下降,電解液鉛含量的變化也會影響性能,最終在完整充放350次左右就要報廢——注意重點:報廢而非回收利用。

由於鉛酸電瓶沒有回收再製造的價值,所以這種電瓶的處理就成為了大問題;而處理電瓶的成本很高,因為鉛元素屬於重金屬,不合理處置是會造成嚴重土壤與水汙染的。那麼在處理成本偏高但回收價值偏低的前提下,這種電瓶就很難以正規方式解決;隨之而來的是後市場很多被隨意拆解並丟棄,只回收其鉛成分的小作坊。

冷知識:1#鉛的價格區間在每噸1.5萬左右波動,以低成本(違規)方式回收鉛確實是有利可圖;但是規模化的回收鉛怕是就要虧損了,因為要承擔處理廢舊電瓶的責任。於是就造成了較為嚴重的鉛汙染,不過因鉛酸電瓶的製造成本低,電動車使用比較合適,所以這種電瓶也無法一禁了之。

02鋰電·動力

磷酸鐵鋰電池鎳鈷錳三元鋰這兩種電池是汽車以及少數電動車使用的類型,其中鎳鈷錳(NCM)電池是曾經的主流;車輛補貼的標準是按照能量密度分級,NCM的特點正是能量密度高。不過也有製造成本很高的缺點,優質電池的標準可以達到每度電容1.5k上下;對於汽車而言需要的是50-100kwh,整組電池的價格可以在10萬左右波動,結果造成的車價偏高。

電動兩輪車需要的是1kwh左右,然而相比鉛酸電瓶還是貴了不少;所以這一階段中的電動車很少使用鋰電池,直到LFP電池普及後才有改變。

重點:磷酸鐵鋰電池的製造成本可以低至與鉛酸電瓶相當,即使高一些也高不了很多,因為成本僅相當於NCM的左右;而這種電池的能量密度雖然部分偏低,但是以特殊的性狀製造,可以有效提升電池倉(組)的空間利用率,實現體積能量密度的增長。

說白了就是續航裡程可以做到相當或更高,可是價格卻能低太多;至此會開啟電動汽車、電摩與兩輪車的動力電池升級,如果能做到絕大多數都換裝,兩輪電車則極有可能成為新能源車型的一類,因為電池環保了。

兩類主力鋰電池都沒有使用重金屬,鎳、鈷、錳、磷、鐵都只是過渡標準,其中鈷甚至還作為過啤酒的發泡劑;而電解液也已經都是環保類型,甚至有能夠以「飲用測試」的電解液,所以這兩種電池相比鉛酸電瓶可以大幅度的降低對環境的破壞。

重點是NCM&LFP都有「梯次利用」的價值,也就是在汽車或電動車淘汰之後,分揀測試出絕大多數的電池送入儲能電站使用;NCM可以使用30年左右,LFP用50年左右也沒有問題。

所謂的梯次利用是擴容新能源發電的儲能,以減少棄電並增加發電量;曾經因儲能電池的製造成本過高,所以新能源發電的增長速度總是很慢,但選擇這些梯次利用的回收電池則成本低很多,那麼清潔發電的增速也就會更快了。

總結:電動汽車之所以被稱之為新能源車,原因不僅是終端零排放,電池梯次利用加上超95%材料的二次製造,減排的過程中加速新能源發電的成長才是核心因素。所以電動車如果能升級電池類型,未來也是會非常綠色的車型。

編輯:天和Auto-汽車科學島

天和MCN授權發布

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