新能源汽車特殊選項:氫能汽車&甲醇汽車的特點

2020-12-23 汽車科學島

#氫能源汽車#

內容概述:氫能汽車概念與缺點,甲醇汽車的缺點。【氫能汽車&甲醇汽車】被認定為新能源驅動技術的兩個發展方向,而且時常被相提並論。這裡存在一個普遍的錯誤理解:氫能車輛以燃燒氫的化學方式轉化機械能,與燃燒甲醇屬於同一概念。

這種理解是絕對錯誤的,氫能汽車本質為「化學發電·增程式電動汽車」;其液態氫不以燃燒的方式直接轉化機械能,而是以化學反應發電再利用電能驅動行駛,這種模式屬於新能源嗎?

01氫車·缺點

API增程技術是氫能汽車的原型,早期只應用於日本的潛艇。其運行原理只是利用燃料電池堆使用氫氧發電,實現靜謐的潛航以及有效的增程。然而這種技術在軍事領域似乎只有極少數無核國家會使用,因其效率與安全性遠不如常規或核動力潛艇。但作為戰敗國的日本是不能發展核武的,所以也只有利用這種方式製造潛艇動力系統。

重點1:選擇氫能增程並加速汽車領域普及,根本原因不僅僅是因為無核;重點是在化油器時代日系車企為壟斷全球市場,儲備了大量製造化油器需要的鉑金。但很尷尬的是汽車點火系統隨即全面進入電噴時代,依靠壓力噴油再也用不到這些昂貴的金屬了。

為了消耗這些金屬則需要找到其他方式,其中製造氫可以消耗、製造燃料電池堆(化學發電器)也可以消耗。所以日系汽車非常偏愛這種技術,不過即使在其本土市場也沒有普及。

(PT為鉑)

「液態氫」的製造方式有很多種,主流方式是消耗石油煤炭天然氣等常規能源,然而這與新能源節能減排背道而馳,同時也不是資源匱乏的日本能夠接受的。而剩下的主要方式只有電解水,但通過這種方式製造氫的成本很高,利用氫在電池堆中反應發電又會出現巨大的損耗,所以這種車的使用成本是相當高的。

重點:僅僅成本高還不是主要缺點,液態氫的能量密度是「T·N·T」的三十餘倍。如果車輛在使用過程中膨脹造成洩露,同時出現明火則有可能產生巨大的破壞力;一臺普通的「五公斤裝」氫燃料電動汽車,一旦達到上述標準會相當於數萬枚手雷的破壞性。

蒼龍潛艇被敲爆了倒是沒有什麼,但是這些汽車在公共道路行駛會怎樣呢?所以氫燃料汽車在日本推廣多年,最終保有量也只是幾千臺而已,這種技術在哪都無法普及。

02醇基·缺點

甲醇汽車與氫燃料電動汽車不同,因為這種車真是通過燃燒甲醇轉化機械能,本質就是「改燒甲醇的燃油動力汽車」。這種車在減排方面要比氫車更勝一籌,因為製造甲醇的基礎可以是農作物,而且直接加注燃燒也不存在過多轉化造成的損耗。

重點是甲醇充分燃燒的產物主要是水與二氧化碳,對於空氣品質的破壞是可控的;無非是會一定程度的提升造成溫室效應而已,但也沒有哪種燃料不存在這一問題。但是為什麼甲醇燃料仍然沒有普及呢?

原因1:甲醇的熱值大約為「19464千焦每公斤」,標準為汽油熱值的44.24%,相比燃料乙醇還要低接近1.7萬千焦。燃料的熱值高低直接決定了轉化形成的【扭矩】,排量不變的發動機用低熱值燃料等於低扭矩,扭矩×轉速÷9549×1.36=馬力。

簡而言之為甲醇會因熱值低,造成相同轉速標準輸出馬力等比例降低。說白了就是用甲醇會造成動力變弱一倍,想要正常駕駛就得養成高轉速行駛的習慣,而高轉速會增加耗油量;甲醇汽車的醇耗會超過同款汽油動力的一倍,但甲醇卻沒有便宜一倍哦。

原因2:甲醇在不充分燃燒狀態中會產生甲酸,這種物質對於機油的屬性會有一定程度的破壞;但使用甲醇又不得不以高轉駕駛為正常狀態,結果自然是發動機的不耐用。

而且甲醇是具備一定程度腐蝕性的,對於銅鋁及其合金金屬都有影響,工程塑料的油箱以及合成橡膠的油管也是必然出現問題的。所以甲醇汽車必須針對性製造或系統改裝,但綜合不夠低(甚至可能更高)的用車成本分析,改裝甲醇系統似乎沒有意義了。

總結:氫燃料汽車目前在國內的保有量也不過幾千臺,其中還有大量測試車,所以這種車註定是無法普及的。甲醇燃料汽車其實在十餘年前就已經在後市場小範圍普及過,但是因造成的問題過多而逐漸被市場淘汰了。

新能源技術目前只有電驅沒有突出的問題,且電能的獲取方式是真能做到幾乎零排放的,未來汽車只有可能是電驅。

編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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