純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)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(kāi)了第一輪新能源汽車(chē)的研究和產(chǎn)業(yè)化浪潮。當時(shí)，歐美日這三大汽車(chē)生產(chǎn)集團對新能源汽車(chē)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(diǎn)放在自然吸氣技術(shù)和HEV，將燃料電池汽車(chē)作為戰略研究方向。

 而以德國為代表的歐洲車(chē)企則強調傳統內燃機的優(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(shí)也投入相當多資源進(jìn)行燃料電池汽車(chē)的研發(fā)。事實(shí)上，西方主流汽車(chē)生產(chǎn)商當時(shí)都不認為鋰電純電動(dòng)汽車(chē)具有可行性。因此，在小布什總統當政的8年時(shí)間里，氫能和燃料電池的基礎研究和產(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(kāi)始就選擇燃料電池而不是鋰離子電池，在筆者看來(lái)，主要是基于三個(gè)方面的原因。第一個(gè)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(chē)主動(dòng)力源。而當時(shí)鋰離子電池動(dòng)力電池才剛剛開(kāi)始研究而已，性能并不理想而遠未達到實(shí)際裝車(chē)條件。

　　另一方面，歐美發(fā)達國家一直占據全球產(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(gè)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(shí)體經(jīng)濟的。長(cháng)期不重視，造成了歐洲和北美缺乏規?；匿囯娖髽I(yè)，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈也一直沒(méi)能建立起來(lái)，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(gè)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(dòng)和提升的確要比鋰離子電池產(chǎn)業(yè)高一個(gè)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(chē)研究和產(chǎn)業(yè)化都是在各大汽車(chē)公司的主導下進(jìn)行的，在全球第一輪燃料電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)熱潮中，各大汽車(chē)公司的情況并不一樣。

　　通用汽車(chē)(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(dòng)汽車(chē)研發(fā)經(jīng)驗，全球首輛燃料電池汽車(chē)Chevrolet Electrovan(AFC-EV)就是GM在1966年首先制造出來(lái)的。

　　跟國際上其它主流車(chē)企不一樣的是，GM在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域一直是堅持自主研發(fā)，當時(shí)并沒(méi)有選擇與其它車(chē)企或者燃料電池公司合作開(kāi)發(fā)。GM在燃料電池催化劑、MEA以及電堆系統的基礎研究方面都有相當的積累，在FC-EV整車(chē)方面的實(shí)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(kāi)發(fā)了自己的第一代FC-EV，通過(guò)各種燃料電池汽車(chē)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(kāi)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(mǎn)足汽車(chē)動(dòng)力要求，壽命在2000~3000小時(shí)范圍，但同時(shí)成本也非常高。

　　然而，當時(shí)EU和DOE的規劃輕視了諸多技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)轉化過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，對技術(shù)進(jìn)展、基礎設施、市場(chǎng)培育過(guò)程等問(wèn)題估計比較樂(lè )觀(guān)，當這些問(wèn)題遇到障礙時(shí)，客觀(guān)上影響到政府及產(chǎn)業(yè)界對燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的預期。

　　于是2008年奧巴馬當選美國總統以后，美國政府在新能源和電動(dòng)汽車(chē)的戰略方向就從氫能和燃料電池轉向了鋰離子電池，這也就是當前的第二輪電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化熱潮，只不過(guò)動(dòng)力系統的技術(shù)路線(xiàn)從燃料電池轉換到了鋰離子電池。

　　伴隨著(zhù)2008年鋰離子電動(dòng)汽車(chē)的興起，燃料電池汽車(chē)技術(shù)進(jìn)入到第二個(gè)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(chē)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(chē)項目資助。