純電動汽車動力源探討: 鋰離子電池VS燃料電池

　　上世紀末期，西方國家展開了第一輪新能源汽車的研究和產(chǎn)業(yè)化浪潮。當時，歐美日這三大汽車生產(chǎn)集團對新能源汽車的發(fā)展方向有較大的分歧，比如美國主推“氫經(jīng)濟”(氫能和燃料電池)，日本則是把產(chǎn)業(yè)化重點放在自然吸氣技術(shù)和HEV，將燃料電池汽車作為戰(zhàn)略研究方向。

 而以德國為代表的歐洲車企則強調(diào)傳統(tǒng)內(nèi)燃機的優(yōu)化和技術(shù)革新(例如高效柴油引擎和機械渦輪增壓技術(shù))，但同時也投入相當多資源進行燃料電池汽車的研發(fā)。事實上，西方主流汽車生產(chǎn)商當時都不認為鋰電純電動汽車具有可行性。因此，在小布什總統(tǒng)當政的8年時間里，氫能和燃料電池的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化在西方尤其是美國達到了巔峰狀態(tài)。

　　歐美之所以一開始就選擇燃料電池而不是鋰離子電池，在筆者看來，主要是基于三個方面的原因。第一個原因也是最主要的原因，燃料電池在能量密度和功率密度上相對于二次電池具有絕對優(yōu)勢，就工況特性而言燃料電池比二次電池更加適合用作汽車主動力源。而當時鋰離子電池動力電池才剛剛開始研究而已，性能并不理想而遠未達到實際裝車條件。

　　另一方面，歐美發(fā)達國家一直占據(jù)全球產(chǎn)業(yè)鏈的頂端而謀取高額利潤，它們認為二次電池產(chǎn)業(yè)是一個低附加值行業(yè)是亞洲人的事情，歐美本質(zhì)上是不屑于發(fā)展這種利潤率較低的實體經(jīng)濟的。長期不重視，造成了歐洲和北美缺乏規(guī)?；匿囯娖髽I(yè)，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈也一直沒能建立起來，而歐美在燃料電池領(lǐng)域擁有絕對優(yōu)勢地位。

　　另外，從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度而言，氫能和燃料電池對相關(guān)工業(yè)整體水平的帶動和提升的確要比鋰離子電池產(chǎn)業(yè)高一個檔次。那么，歐美當初選擇發(fā)展氫能和燃料電池而不是鋰離子電池，也是合乎邏輯的。

　　歐美的燃料電池汽車研究和產(chǎn)業(yè)化都是在各大汽車公司的主導下進行的，在全球第一輪燃料電池汽車開發(fā)熱潮中，各大汽車公司的情況并不一樣。

　　通用汽車(GM)是全球第一輪“氫經(jīng)濟”浪潮的領(lǐng)頭羊，GM很早就有電動汽車研發(fā)經(jīng)驗，全球首輛燃料電池汽車Chevrolet Electrovan(AFC-EV)就是GM在1966年首先制造出來的。

　　跟國際上其它主流車企不一樣的是，GM在燃料電池汽車領(lǐng)域一直是堅持自主研發(fā)，當時并沒有選擇與其它車企或者燃料電池公司合作開發(fā)。GM在燃料電池催化劑、MEA以及電堆系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究方面都有相當?shù)姆e累，在FC-EV整車方面的實力則與Toyota不相上下。

　　Daimler-Benz、Ford、Toyota、VW和Honda則是基于加拿大Ballard公司燃料電池電堆(Mark900)開發(fā)了自己的第一代FC-EV，通過各種燃料電池汽車示范項目驗證了第一代技術(shù)。其中Daimler-Benz和Ford還參股Ballard 18% 和20%的股份。

　　韓國現(xiàn)代(Hyundai)則是選擇與美國UTC公司合作，采用UTC燃料電池技術(shù)開發(fā)出自己的第一代FC-EV。第一代FC-EV技術(shù)主要特征是燃料電池功率的密度可以滿足汽車動力要求，壽命在2000~3000小時范圍，但同時成本也非常高。

　　然而，當時EU和DOE的規(guī)劃輕視了諸多技術(shù)、產(chǎn)品和市場轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵問題，對技術(shù)進展、基礎(chǔ)設(shè)施、市場培育過程等問題估計比較樂觀，當這些問題遇到障礙時，客觀上影響到政府及產(chǎn)業(yè)界對燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的預期。

　　于是2008年奧巴馬當選美國總統(tǒng)以后，美國政府在新能源和電動汽車的戰(zhàn)略方向就從氫能和燃料電池轉(zhuǎn)向了鋰離子電池，這也就是當前的第二輪電動汽車產(chǎn)業(yè)化熱潮，只不過動力系統(tǒng)的技術(shù)路線從燃料電池轉(zhuǎn)換到了鋰離子電池。

　　伴隨著2008年鋰離子電動汽車的興起，燃料電池汽車技術(shù)進入到第二個發(fā)展階段，政府資金投入與第一階段相比明顯減小。比如DOE這幾年就削減了燃料電池技術(shù)在汽車領(lǐng)域的研發(fā)項目資助，僅保留了燃料電池在固定式發(fā)電領(lǐng)域及商用叉車項目資助。