用于联网汽车的氢燃料电池与电池

氢燃料电池与电池：哪种可再生能源最适合互联汽车？

 

几乎自现代互联网出现以来，工程师们就一直在开发“联网汽车”。通用汽车的 OnStar 于 1995 年开始并于 1996 年推出，它提醒急救人员缩短碰撞后的响应时间。OnStar 的效用是显而易见的，通过添加新的安全辅助功能（例如持续的车辆诊断和故障辅助），领先的竞争性原始设备制造商纷纷效仿。到 2015 年，即第一代产品问世 20 年后，OnStar 的助攻次数已达到 10 亿次，量化了该技术的广泛接受度。

随着物联网和 5G 的扩展，连接汽车的技术和应用不断进步。这些为车辆添加的连接示例包括车对车通信 (V2V)、非乘客人员、云等。增加与周围环境的连接点数量至关重要，尤其是在自动驾驶汽车和电动汽车开始主导市场的情况下。

连接到我们周围环境的能力将是自动驾驶汽车成功的关键。虽然连接技术将与两种发动机类型兼容，但氢燃料电池和电池驱动汽车将推动利用该技术获得市场份额。

纯电动汽车 (BEV)

电动传动系统可以利用连接性作为交通系统中更重要的数字革命的一部分。历史上的连接功能主要以用户和维护为中心，例如导航和诊断指示器。然而，电池驱动的汽车将使用连接性来提高汽车本身的性能和可持续性。

使用人工智能，汽车可以持续评估电池和汽车性能，并将发动机数据发送到处理中心进行分析。然后处理器将纠正措施发送回发动机，发动机可以优化电池的功率消耗和汽车的运行行为，从而最大限度地提高电池功率效率。此外，联网车辆可以接收来自地形的数据，使其能够调整功率以确保车辆在需要时能够到达充电站。最好的部分是汽车的处理器在驾驶时优化所有连接的功能。除了电池电源管理之外，电池驱动车辆的其他性能增强应用（例如改进负载管理和自主功能的能力）也展示了该技术的稳健性。

与氢燃料电池相比的一个显着优势是成本。目前，氢气价格约为 0.21 美元/英里，而电池价格为 0.04 美元/英里。

氢燃料电池电动汽车 (FCEV)

与电池驱动的汽车一样，氢燃料电池汽车也将采用联网技术来实现广泛的用途。然而，管理加油与监控电池略有不同。此外，与覆盖范围更大的充电站相比，集中在人口稠密地区的加氢站数量可能会更少。

氢与电池的分界线似乎在重型应用中。由于与氢相比，它们的能量密度（每单位部件质量提供的能量）相对较低，因此为大型车辆提供动力所需的电池数量可能会令人望而却步。大量电池会增加车辆的重量，从而减少续航里程。氢气具有较低的能量密度，使其成为大型联网汽车的明智选择。

另一个考虑因素是氢气的爆炸范围很广，在氧气环境中为 4-94%。虽然安全性始终是可燃流体的一个关注点，但联网车辆可以结合监测当地 H 2浓度的功能，从而在标准功能之上增加另一层安全性。

虽然目前氢气价格更高，但 FCEV 相对于 BEV 的一个显着优势是充电时间。汽车加满氢气需要不到五分钟的时间。然而，BEV 需要大约 60 分钟才能达到 80% 的电量。随着互联汽车提供越来越多的乘客功能，如气候控制座椅、信息娱乐和不断增强的自主性，电力需求将继续增加。因此，虽然充电时间是制造商的一个重要重点，也是基础设施法案资金分配的目标，但需要时间和策略来扩大电动汽车充电站的覆盖范围以匹配汽车市场渗透率。

虽然电池和氢都不能提供所有的答案，但这两种可再生能源都可以释放联网汽车的更多功能，同时推动全球向电动汽车的过渡。到目前为止，消费者希望新车能够连接互联网并被动地提高效率。除此之外，原始设备制造商和消费者都希望扩大自主权以提高安全性并减少交通拥堵。因此，交通网络需要连接车辆才能发挥作用。因此，电动汽车制造商如何解决和实现与他们首选的传动系统的连接将最终决定他们能否在市场上获胜。

Adam Kimmel 作为执业工程师、研发经理和工程内容撰写人拥有近 20 年的经验。他在垂直市场（包括汽车、工业/制造、技术和电子）中创建白皮书、网站副本、案例研究和博客文章。Adam 拥有化学和机械工程学位，是工程和技术内容写作公司 ASK Consulting Solutions, LLC 的创始人和负责人。

审核编辑 黄宇