现在,全球的新能源车市场正经历一场翻天覆地的变化,原本一直是主流的充电式电动车,现在遇到来自各种新兴技术路径的压力,形势变得挺复杂。
一些不需要充电、不用加油的新型动力车已经从实验室走向了规模生产,它们在续航能力的稳固性、环境适应性等方面显得挺有优势,特别是解决电动车冬天续航下降的关键难题。
从氢燃料引擎到空气动力推动,再到全固态电池的重大突破,这些新兴科技正改变人们对新能源出行的看法,也让“电动车会不会被取代”成了行业里热烈讨论的话题。
现在,好几个国家都已经开始着手推动这些技术的产业化,各种替代车型也陆续在实际场景中试运行,新能源汽车这条路上的竞争范围越来越宽广了。
氢燃料发动机
在各种替代技术里,氢燃料发动机车凭借“不用充电、不用加油,低温状态下还能稳稳地干活”的关键优点,成了最有可能实现大规模商业化的途径之一。
跟靠电池储能的电动车不一样,氢燃料发动机利用高压直喷技术,把氢气直接喷进燃烧室,与空气混合燃烧来产生动力,整个过程不用充电,只需要补充氢气就行,还能排出干净的水蒸气,真正实现零碳排放。
丰田氢擎卡罗拉作为这种技术路线的典范车型,已经在耐力比赛中验证了它的可靠性。它配备的氢燃料发动机采用70兆帕的高压直喷系统,喷嘴用的是专门防氢脆的材料,加上陶瓷涂层的活塞环和曲轴箱强制通风设计,有效解决了氢气泄漏以及防爆的安全隐患。
补能效率以及续航表现,简直就是氢燃料发动机车的两大看点,决定了它在市场上的竞争力。
数据显示,这类车只要3分钟就能加满氢,和传统燃油车加油差不多快,远比电动车那几个小时的充电时间亮眼得多。
在续航方面,丰田氢擎卡罗拉实地测试的续航能跑到650公里,就算在-30℃的严寒天气里,启动也挺顺利,续航的减低不到5%,完美破解了电动车冬天续航缩水的行业难题。
从用起来看,每百公里大概得消耗0.8千克氢气,按照现在的工业氢价算的话,每公里的花费大概是0.6元左右,跟燃油车差不多,还比那些高端电动车的充电花费要便宜点儿。
在全世界范围内,氢燃料汽车迈向产业化的脚步越来越快了。到2025年,中国的氢燃料电池车累计产量和销量已经突破了10万辆,其中商用车占了超过60%,重型卡车和客车成了主要的应用范例。
在基础设施建设方面,全国已建成的加氢站数量超过了300座,主要集中在京津冀、长三角和珠三角这些经济比较发达的区域。而像上海、深圳这样的城市,也都在着手规划地下储氢设施,主要是为了应对城市空间有限的难题。
在政策方面,好些国家都把氢能产业列入了重点发展的规划当中。中国也明确提出,到2030年要让氢燃料汽车实现商业化,并进行大规模推广。为此,财政补贴和税收优惠这类政策不断落实,为整个产业的发展打下了稳固的基础。
空气动能驱动
另一种备受关注的替代路线是空气动力驱动,这种汽车利用压缩空气作为能量源,通过高压气体推动活塞工作,产生动力,真正做到“不充电、不加油”的环保出行。
印度塔塔AIRPod、法国MDI AirPod 2.0等车型已经开始小批量生产,核心动力系统由先进的碳纤维气瓶、高压空气驱动设备以及能量回收系统组成。
用户可以在高压气站给气瓶加气,三分钟左右就能充满到300巴的高压空气,气瓶的价格只相当于锂电池的三分之一,大大降低了整车制造费用。
空气动力汽车的排放特点和使用费用都挺有吸引力。在运行中,高压空气释放能量后排出的气体就是普通的常温空气,不带任何污染物,夏天还能直接吹进车厢帮忙降温,省掉了不少能耗。
在经济方面,这类车型每公里的花费大概只有0.1元,家庭用户甚至能用一些简单的充气工具自己充气,省下不少出行花销。
在性能方面,它在匀速35公里小时的情况下,续航能达到200公里,最高速度可以提高到80公里小时。虽然不能满足长途旅行的需要,但在城市短途通勤和园区观光等场景中,还是挺占优的。
目前,空气动力车辆的发展还受到基础设施有限的影响。全球高压充气站总数不到百座,尚未建成大规模的网络,这在很大程度上阻碍了其应用场景的扩大。
再说,低温条件下空气密度变动会让续航直接掉一半,这个技术难题还得攻克。受到这些限制影响,业内普遍觉得空气动力汽车在短期内恐怕难以取代电动车成为市场主流,但在某些细分应用领域,它低成本、零排放的优势还是非常有用的,无法被替代。
眼下,很多公司都在试水“空气-电能”混合动力方案,想着把两种技术各自的长处结合起来,打破原有的使用范围。
全固态电池
除了非电驱的驱动方式外,电动车的技术提升也在酝酿着可能带来大变革的突破,特别是全固态电池的量产步伐在加快,有望通过“半替代”的方式,解决传统电动汽车的那些核心难题。
跟传统的锂离子电池相比,全固态电池不再用液态电解液,而是采用自己研发的固态电解质,耐高温能力大幅提高,能承受三四百度的高温,而液态电解液耐热不过200度左右,安全性也因此大大增强。
在制造流程方面,全固态电池运用了干法工艺,把原浆调配、涂层和滚压这三步合成一体,这样一来,不仅省去了不少能源,还显著提高了电池的能量存储能力。
能量密度的增加直接让续航距离蹭蹭上涨。广汽集团打造的国内首条大容量全固态电池生产线,已经实现了60安时以上的车规级电池批量制造,能量密度比起现在的锂电池几乎翻了一番。
配备这类电池的车子,续航能从目前的500公里跃升到1000公里以上,充电速度也大大提升,一些样车已经能做到“十分钟充到80%”,这几乎跟加油的效率差不多。
更得意的是,全固态电池在低温条件下表现出色,-20℃时容量保持率超过90%,冬天续航减少的问题也迎刃而解啦。
全固态电池的工业化步伐快要迎来关键时刻了。广汽集团打算在2026年开始小规模试装,接下来到2027到2030年逐步推向大规模生产。
在国际市场上,丰田、松下等公司也在加快全固态电池的研发和量产计划。业内普遍预计,到2030年前,采用全固态电池的电动车会变得相当普及,逐步实现大规模推广。
得提醒的是,全固态电池依旧属于电动化的路线,本质上算是传统电动车的升级换代,而不是彻底取代,不过,它的出现会大大增强电动车的竞争力,推迟非电驱动技术的淘汰步伐,最终让多种技术路线共存,形成一个多元化的市场格局。
结语
如今,新能源车市场的技术比拼变得五彩缤纷了,各种路线都在比拼实力,比如氢燃料发动机、空气动能、全固态电池等等,各有优势,也各有适合的场合。
充电式电动车在短时间内还是会占据大部分市场,不过,随着各种替代技术的成熟和价格变得更实惠,它们的市场份额可能会慢慢被瓜分掉一些。
行业的竞争重点已经从单纯的“电动化”转变为“多样化动力方案”的较量,技术革新和基础设施的完善将成为制胜的关键因素。
对消费者来说,多元化的技术路线带来了更加丰富的选择;而对行业而言,这场变革会推动新能源汽车朝着更高效、更环保,以及更能适应各种环境的方向发展。
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