柴油卡车污染严重,而电动卡车续航又不够给力,燃料电池重卡可以说很好的弥补了上面两位的不足之处。因其反应副产物主要是水,以节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池技术被很多人认为是最有发展前途的技术。
燃料电池重卡中最具代表性和最为广泛使用的就是氢燃料电池重卡了,虽然氢燃料电池名字里带了“燃料”,但它其实并不会燃烧,如果真烧起来那电池可真就危险了。它是把燃料中的化学能,直接转化为电能的能量转化装置或者说是发电装置。
燃料电池将氢气送到负极,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中两个电子被分离出来,这两个电子在正极的吸引下,经外部电路产生电流。失去电子的氢离子可穿过质子交换膜,在正极与氧原子和电子重新结合为水,水成为了该反应过程中的唯一“废料”。
氢燃料电池,通过控制氢气与氧气的化学反应,不让这个过程发热,而是发电,再通过电机把电能转化为动力,其转化效率高达60-80%。而优秀的柴油机的能量转化效率约为50%左右,氢燃料电池车的能量转化效率是其1.5倍左右。
氢燃料电池所产生的电能经逆变器、控制器等装置,给电动机供电;再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶。
所以我们也可以将氢燃料电池重卡简单理解为背着“化学能发电机”的电动重卡,氢燃料电池是一种能量转化装置,它可以将氢燃料通过化学反应转化为电能,类似于电化学发电装置,因此被称为燃料电池。
燃料电池重卡的主要技术路线有增程式、混合功率模式及全功率模式。增程式大多应用于燃料电池功率与整车功率需求差距较大的情况;全功率模式对燃料电池的要求最高,燃料电池的额定功率基本上大于或者接近于整车的最大功率;混合功率模式介于两者之间,在燃料电池功率进一步提升前,混合功率模式应用最广泛。
补能用时:普遍在3-5分钟;
续航能力:以中国重汽黄河氢燃料重卡为例,单次加氢29.5kg,可获得约560km的续航能力,较电动重卡更长;
经济性:以补贴后氢气价格25-30元/kg计算的话,其每公里的费用约为1.6元左右,略低于混合动力重卡的1.9-2.3元/公里,更低于传统燃油重卡的2.4-2.6元/公里。
● 优点:
完全零排放(排除制氢过程)、续航能力较纯电动更长,可满足城际/省际运输需求。
● 劣势:
整车系统成本高、加氢站普及度不够高等。
由此我们可以总结出三种新能源重卡技术路线的大体情况:
● 编后语:
在国家的双碳战略目标下,国家对新能源卡车的支持力度是非常大的,这点从新能源卡车的强劲的增长态势上就可以看出。我国在新能源重卡产业布局方面是以纯电动、混合动力和燃料电池为“三纵”的技术路线,作为最为成熟的技术路线纯电动重卡可以说是当前新能源重卡的中流砥柱,而随着燃料电池重卡逐步走向成熟,它在未来也将会占据一席之地。
图片来源于罗兰贝格
如果以现阶段选车的角度来看,那么短途高频,运距在500km以下的场景较为适合纯电动重卡;500-1000km的运距则更适合于燃料电池重卡;而在更远的距离上,混合动力重卡或者燃油重卡则可以更好胜任。卡友们,您认为以上三种新能源重卡技术路线谁会获得最大的发展前景呢,一起在评论区里聊聊吧。(文/孔祥祺)
参考材料:
罗兰贝格商用车前瞻技术趋势白皮书
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