所以,同樣跑300公里,汽油車只需要30升的油箱,只需要20多公斤汽油,而即使采用了先進(jìn)鋰離子電池的電動(dòng)車,也要600多公斤的巨大電池包,還不算保護(hù)電路,電池包本身的保護(hù)的重量。
如果用鉛酸電池,則需要1噸到2噸的沉重電池包,而一輛家用轎車正常的重量也不過1噸多。
除了能量密度,電池還有一個(gè)功率密度的概念,動(dòng)力電池能夠釋放的最大電流是有限的,電壓是有限的。即使電動(dòng)機(jī)功率很高,電池瞬間放電能力不行,也會(huì)影響電動(dòng)車的性能。
動(dòng)力電池的分類
目前,電動(dòng)車用的動(dòng)力電池種類其實(shí)非常多,但是真正實(shí)用化的并不多。因?yàn)楹芏嚯姵囟加羞@樣或者那樣的問題。世界上大部分廠商都選擇了鋰電池,細(xì)節(jié)材料上有使用三元鋰電池的,有使用磷酸鐵鋰的,有使用錳酸鋰的,但是它們都可以歸結(jié)到鋰電池的范疇,需要充電放電,有循環(huán)次數(shù)。
氫燃料電池和鋅空氣電池都不是充電電池,是靠消耗其他材料(氫氣,鋅)產(chǎn)生電能,需要添加其他材料才能維持運(yùn)行,更類似傳統(tǒng)燃油車加油的概念。
還有幾種比較另類的電池,一般當(dāng)作動(dòng)力電池的輔助使用。下面我們就來詳細(xì)說說各類電池的特點(diǎn)和用于汽車的優(yōu)劣。
(一)氫燃料電池
首先我們來看被“給力哥”諷刺為傻瓜電池的氫燃料電池。燃料電池并不是一個(gè)新東西,它的歷史可以追溯到1838年,德國化學(xué)家提出了燃料電池的理論。真正實(shí)現(xiàn)商用化則是1955年的事情,美國通用電氣的工程師造出來實(shí)用化的氫燃料電池,隨即就應(yīng)用了到美國太空探索的雙子星計(jì)劃(題外話,有興趣的可以搜索一下紀(jì)錄片《從地球到月球》,看看美國人的雙子星計(jì)劃,阿波羅計(jì)劃,再看看中國的神舟計(jì)劃,嫦娥計(jì)劃)。
1991年發(fā)展出來可以應(yīng)用于汽車的氫燃料電池,這就是今天氫燃料電池的來源。
相對(duì)于其他電池,氫燃料電池最大的優(yōu)勢(shì)是能量密度極高,實(shí)驗(yàn)室可以做到3千瓦時(shí)每公斤,比其他類型的電池都高很多。用于汽車可以以更小的體積和重量,提供更長時(shí)間的續(xù)航。
但是,氫燃料電池也存在問題:
一是價(jià)格,氫燃料電池的核心零件是質(zhì)子交換膜和鉑催化劑,都是非常昂貴的材料,用在不計(jì)成本的航天可以,用在汽車上昂貴的價(jià)格讓氫燃料電池普及困難,即使到2015年,豐田也只敢說整車5萬美元,30多萬人民幣。而目前的價(jià)格是150萬到200萬人民幣,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃油車和鋰電池的電動(dòng)車;
二是燃料的來源和儲(chǔ)存,氫燃料電池需要?dú)錃?,氫氣本身并沒有產(chǎn)業(yè)鏈支撐,制造,運(yùn)輸,儲(chǔ)存,加注都極不方便,成本又很高,危險(xiǎn)還很大,相比燃油車和鋰電池車成熟度太低。
從用戶體驗(yàn)角度,氫燃料電池車還有很長的路要走。給力哥諷刺氫燃料電池為“傻瓜電池”,也不是完全沒有道理。
(二)鋅空氣電池
鋅空氣電池的歷史也很悠久,可以追溯到1878年。鋅空氣電池更加類似我們所實(shí)用的干電池,實(shí)際上在很多領(lǐng)域,鋅空氣電池也在替代干電池。
鋅空氣電池的能量密度較高,可以達(dá)到每公斤0.3千瓦時(shí),比鋰電池高一,并且價(jià)錢便宜,鋅材料比鋰便宜的多。
但是鋅空氣電池也有兩個(gè)問題: