虽然我们大多数人开的都是燃油汽车,但电动汽车的数量也在不断地增加,电力和燃气正逐渐成为常见的汽车燃料。趁着这波东风,丰田、现代等一些车企纷纷推出了自己的氢动力汽车,希望依靠它们来改变汽车行业,这期让我们来看看氢动力汽车到底能不能取代纯电汽车。
氢动力汽车
电动汽车对于我们来说并不陌生,有很多人也驾驶过电动汽车,所以,关于电动汽车和燃油汽车的区别大家一定十分清楚,在这里就不做过多介绍了,那么,电动汽车和氢动力汽车的区别是什么呢?顾名思义一个是用电力来驱动,另一个则是用氢气来驱动。电动汽车是将电网中的电通过充电器,储存到电池中,而氢动力汽车是要把车开进氢气站,再将氢气充入汽车的气罐中,整个过程跟加油十分相似,跟电动汽车一样,氢动力汽车里也有一块电池,它被称为燃料电池。此外,氢动力汽车几乎不会产生污染,它的生成物只有无害的水,这对环境保护来说,绝对是一个利好的消息。那么,氢动力汽车会取代纯电汽车吗?在回答这个问题之前,我们先来了解下氢动力汽车是如何工作的。
氢动力汽车
有99%的小伙伴都知道,氢动气汽车跟燃油汽车一样,把车开进氢气站加满燃料,氢气转化为电能驱动汽车前进。看上去这跟电动汽车的原理十分相似,这个说法没错,不过下面咱们从技术层面再来分析下,当氢气进入汽车后,它们会跟汽油或柴油一样被储存到燃料箱中,之后,通过管道氢气被送入燃料电池,在这里氢气会和空气中的氧气结合,并跟电池内部的化学物质发生反应,最终生成电能。
燃料电池的内部是一种液体,一侧是带正电的阳极,另一侧则是带负电的阴极,氢原子在电池内部分裂成质子和电子,质子变成废气或纯水,电子则为电动机提供动力 ,就像电池组一样,不仅如此,氢动力汽车也会额外配备几块电池,它们主要是为了储存多余的电力,以及在汽车急加速时获得更多的动力。但是,在大部分情况下,电机还是由燃料电池直接驱动的。那么,把氢气直接装进燃料箱中,会不会让汽车变得更易燃、更危险呢?曾经的兴登堡号空难就是因为一艘满载氢气的飞艇发生了爆炸,导致了多人伤亡悲剧的发生。
氢动力汽车结构示意图
不可否认氢气确实是一种可燃性很高的气体,一旦发生爆炸的确会带来灾难性的后果,但是汽油同样易燃,那为什么每天坐在油箱上的我们,并不觉得燃油汽车是危险的呢?我觉得这跟很少出现燃油汽车起火爆炸的报道有着直接关系,其实,氢动力汽车的生产厂商也十分注重安全问题,它们在这方面做足了功课。首先,储存氢气的燃料箱都是经过特殊工艺处理的,可以承受氢气带来的巨大压力,甚至比燃油汽车的油箱更加安全。其次,它们非常坚固,不太可能发生泄漏事故,即便真的发生泄漏,系统会及时检测发出警告并关闭发动机的一切运行。最后,在汽车中 氢燃料箱被安置在一块独立的区域中,即便发生了氢气泄漏也不一定会发生火灾,它们会被迅速蒸发到大气中。这些都是现代氢动力汽车不会重蹈兴登堡号空难的主要原因。
氢燃料电池除了可以为汽车提供动力外,在航空领域也发挥着重要作用。20世纪60年代,通用电气生产出了一套以氢燃料电池为基础的电力系统,被用于阿波罗太空舱和双子座计划,这套以培根型燃料电池为原理的设备,不仅可以为航天器供电,还可以为宇航员提供饮用水。除了NASA,像丰田和现代这样的私营企业,也把目标瞄向了氢能源汽车,因为氢不仅可以用来发电,还有着不污染环境的优势。
氢动力航天器示意图
那么跟电动汽车相比,氢动力汽车有哪些优势呢?为什么它们会更受大家的关注呢?氢动力汽车最大的优势就是行驶里程和充电时间,如果我们想摆脱里程焦虑,只能花更多的钱去购买长续航版本的电动汽车,以特斯拉MODEL 3为例,如果想买到长续航版本就要花费4.7万美元,而且伴随着续航里程的增加,电池容量的变大,充电时间也会变得更长。即便使用的是直流快速充电器,充电时间也不会低于30分钟,而氢动力汽车则不会出现这样的问题。以现代nexo为例,它的续航里程大概在660公里左右,而充气时间只需要几分钟,这使得氢动力汽车更加适合长途旅行。
从环境角度看,氢动力汽车则更具优势。首先,氢在自然界中含量丰富几乎不会被耗尽,而且它的制取方式也多种多样。其次,驱动电动汽车的电能虽然是无污染的,但是要生成它们还是依托于化石燃料的燃烧,氢则更加绿色环保,几乎不会产生任何污染。因为没有复杂的内燃发动机,后期的维护也十分方便。正因为有着这么多优势,很多厂商加大了这方面的投入,并想通过增加氢能源基础设施的建设,来刺激氢动力汽车业务的发展。
氢动力发动机示意图
在这一方面,我们中国、美国、韩国以及日本都处于世界领先的位置,例如我们之前提到的现代nexo,作为一款SUV它配备有95千瓦的燃料电池以及40千瓦时的电池组,电动机额定功率为161马力,可以产生394牛米的扭矩,0-100公里的加速只需要9.5秒左右。丰田也不甘示弱,它们的未来(mirai)系列并没有延用普锐斯上的动力装置,而是采用了全新雷克萨斯的动力总成,氢燃料电池可以给未来的电动机带来182马力的动力输出,0-100公里的加速只需要9.1秒左右。根据丰田的数据,在充满氢气的状态下未来的综合续航里程可以达到646公里。
那么你觉得氢动汽车会取代纯电汽车吗?
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