全球新能源汽车市场正经历一场翻天覆地的变革,曾经的主流充电电动车,如今遭遇各种新技术路线的激烈冲击。
一些不用充电、不用加油的新型动力汽车已经从实验室走到批量生产了,它们在续航持久性和环境适应性方面表现得挺不错,特别是在解决电动车冬天续航下降这个大难题上,算是取得了突破。
从氢燃料引擎到空气能驱动,再到全固态电池的重大突破,这些新兴科技正在改变人们对新能源出行的理解,也让“电动车会不会被取代”这个话题成了业界热烈讨论的焦点。
现在,各国都在推行相关技术的产业化计划,各种替代车型的试点项目也逐渐展开,新能源汽车行业的竞争格局正变得越来越宽广。
氢燃料发动机
众多替代技术中,氢燃料发动机汽车凭借“不用充电、不用加油,低温下性能依旧杠杠的”这一硬核优势,成为最有希望实现大规模商业化的路线之一。
跟依靠电池储能的电动车不一样,氢燃料发动机采用高压直喷技术,把氢气直接送到燃烧室,与空气混合后燃烧,产生动力,全程不用充电,只需要补充氢气就行了。而且排放的尾气就只有纯水蒸气,真正达到了零碳排放的目标。
丰田氢擎卡罗拉,这款代表性车型,已经在耐力赛上检验了它的稳定性。它用的是70兆帕的高压直喷氢燃料发动机,喷嘴用的可是专门防氢脆的材料,活塞环带着陶瓷镀层,曲轴箱还设计了强制通风,干得漂亮地解决了氢气泄漏和防爆的安全难题。
补能效率和续航表现,这两个可不是闹着玩的,是氢燃料发动机汽车的根本竞争力所在。
数据显示,这些车加氢只得3分钟,跟加油传统燃油车差不多,远比电动车充电几个小时要快得多。
在续航表现方面,丰田氢擎卡罗拉实测能跑到650公里,哪怕是在-30℃的极寒天气下,冷启动依然挺靠谱,续航损失不到5%,彻底摆脱了电动车在冬天续航缩水的问题。
说到用车花费,这款车每百公里大概需要0.8千克氢气,按照目前工业氢的价格估算,行驶一公里的花费差不多是0.6元左右,和燃油车差不多,甚至还比一些高端电动车的充电费用要低。
全球范围内,氢燃料汽车的发展速度在加快。不用说,到2025年,中国氢燃料电池车的累计产量和销量都已经突破了10万辆,其中商用车占了超过60%,而重型卡车和客车成为主要的应用领域。
说到基础设施配套,国内已经建成了超过300座加氢站,这些站点主要集中在京津冀、长三角和珠三角等经济比较繁荣的地区。像上海、深圳这样的城市,也都开始规划地下储氢的设施,主要就是为了应对城市空间有限的难题。
从政策角度看,好几个国家都把氢能产业列入了重点发展的规划,中国也明确表明到2030年要让氢燃料汽车实现商业化的大规模普及。各类财政补贴和税收优惠政策不断推出,给这个产业的发展提供了坚实的支撑。
空气动能驱动
另一种备受大家关注的替代方案就是空气动能驱动,这种车辆用压缩空气作为能量来源,靠高压气体推动活塞工作来产生动力,实现了真正意义上的“不给油、不充电”,完全是绿色环保的出行方式。
印度的塔塔AIRPod和法国的MDI AirPod 2.0这些车型已经开始小批量生产了,它们的主要动力系统包括高科技的碳纤维气瓶、高压空气驱动设备和能量回收系统。
用户可以在高压气站为气瓶充气,三分钟就能装满300巴的高压空气,气瓶的价格只有锂电池的三分之一,这样一来,整个车辆的制造成本也大大降低了。
空气动能汽车的排放情况和使用花费都特别有吸引力。在它运行时,高压空气释放能量后排出来的还是普通的常温空气,没有任何污染物,夏天还可以直接引入车厢帮忙降温,省去空调的耗能。
在经济方面,这种车型每公里的花费大约只有0.1元,家庭用户甚至能用小型充气设备自己补气,不用找充气站,从而大大缩减出行花费。
在性能方面,保持35公里小时匀速状态时,续航大概能跑到200公里,最高速度能提升到80公里小时。虽然不太适合长途出行,但在城市短途通勤、园区观光这些场合,还是真挺有优势的。
目前,空气动力汽车的发展还受制于基础设施的问题。全球范围内高压充气站少得可怜,连百座都不到,根本没有形成规模的网络,这也就大大限制了它的应用场景拓展。
要知道,在低温环境里,空气的密度会变得更低,导致续航里程几乎减半,这个技术难题还得找到办法解决。受这些限制影响,行业普遍觉得空气动力汽车在短时间内很难赶上电动车,成为市场的主流。不过,瞧在一些特殊的细分场合,它低成本、零排放的优点还是有得一拼,不能说完全没用。
现在,有不少公司在试水“空气-电能”混合动力方案,打算把这两套技术的优点融合起来,想把它们的适用范围搞得更广一些。
全固态电池
除了非电驱动的路线之外,电动车的技术发展也在迎来可能带来革命性变化的突破点,全固态电池的量产速度正在加快,有望通过“半替代”方式来应对传统电动车的那些关键难题。
跟传统的锂离子电池比起来,全固态电池不用液态电解液,而是用自己研发的固态电解质,耐高温的能力猛增加,可以扛三四百摄氏度的高温,而那种液态电解液耐热也就是不到200摄氏度,安全性就大大提升了。
在制造工艺方面,全固态电池用干法流程,把原浆处理、涂布和滚压这三步合成一体,这样不仅节省了能源,还大大提高了能量密度。
能量密度的提高直接让续航里程飞涨。广汽集团搭建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,其能量密度比现有锂电池提升了差不多一倍。
配备这类电池的车子,续航能从现有的500公里左右,飙升到超过1000公里,还大大改善了充电速度,有的原型车可以在10分钟左右充到80%,差不多赶得上一辆燃油车的加油效率。
更重要的是,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%,彻底解决冬天续航减弱的难题。
全固态电池的产业化步伐已经临近关键时刻,广汽集团打算在2026年启动少量装车测试,接着从2027年到2030年逐渐推进大规模生产。
全球范围内,丰田、松下等公司也在加紧研发和量产布局全固态电池,【据业内预测】,到2030年前,用这种电池的电动车就有望实现大规模普及。
值得关注的是,全固态电池依然是电动化发展的方向,本质上只是传统电动车的升级换代,而非完全取代,但是它的出现会大大增强电动车的竞争优势,推迟非电驱动技术的取代步伐,形成多样化技术路线共存的市场局面。
结语
现在,新能源汽车市场的技术比拼已经变得丰富多彩,氢燃料发动机、空气动能、全固态电池这些技术各有长处和短处,适用的场合也各不相同。
在可预见的未来,充电式电动车仍会是市场的主要力量,不过,随着各种替代技术逐渐成熟、成本降低,它们的市场份额也会逐渐增加,占据一部分空间。
现在,行业的焦点已经从单纯的“电动化”转变成了“多样动力方案”的较量,技术进步和基础设施的完善正变得尤为重要,成为争夺市场的关键因素。
对消费者来说,多个技术路径的发展代表着更多元的选择空间,而产业方面,这场变革会促使新能源汽车朝着更高效、更绿色、更能适应各种环境的方向迈进。
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