用于聯(lián)網(wǎng)汽車的氫燃料電池與電池

氫燃料電池與電池：哪種可再生能源最適合互聯(lián)汽車？

幾乎自現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來，工程師們就一直在開發(fā)“聯(lián)網(wǎng)汽車”。通用汽車的 OnStar 于 1995 年開始并于 1996 年推出，它提醒急救人員縮短碰撞后的響應時間。OnStar 的效用是顯而易見的，通過添加新的安全輔助功能（例如持續(xù)的車輛診斷和故障輔助），領先的競爭性原始設備制造商紛紛效仿。到 2015 年，即第一代產品問世 20 年后，OnStar 的助攻次數(shù)已達到 10 億次，量化了該技術的廣泛接受度。

隨著物聯(lián)網(wǎng)和 5G 的擴展，連接汽車的技術和應用不斷進步。這些為車輛添加的連接示例包括車對車通信 (V2V)、非乘客人員、云等。增加與周圍環(huán)境的連接點數(shù)量至關重要，尤其是在自動駕駛汽車和電動汽車開始主導市場的情況下。

連接到我們周圍環(huán)境的能力將是自動駕駛汽車成功的關鍵。雖然連接技術將與兩種發(fā)動機類型兼容，但氫燃料電池和電池驅動汽車將推動利用該技術獲得市場份額。

純電動汽車 (BEV)

電動傳動系統(tǒng)可以利用連接性作為交通系統(tǒng)中更重要的數(shù)字革命的一部分。歷史上的連接功能主要以用戶和維護為中心，例如導航和診斷指示器。然而，電池驅動的汽車將使用連接性來提高汽車本身的性能和可持續(xù)性。

使用人工智能，汽車可以持續(xù)評估電池和汽車性能，并將發(fā)動機數(shù)據(jù)發(fā)送到處理中心進行分析。然后處理器將糾正措施發(fā)送回發(fā)動機，發(fā)動機可以優(yōu)化電池的功率消耗和汽車的運行行為，從而最大限度地提高電池功率效率。此外，聯(lián)網(wǎng)車輛可以接收來自地形的數(shù)據(jù)，使其能夠調整功率以確保車輛在需要時能夠到達充電站。最好的部分是汽車的處理器在駕駛時優(yōu)化所有連接的功能。除了電池電源管理之外，電池驅動車輛的其他性能增強應用（例如改進負載管理和自主功能的能力）也展示了該技術的穩(wěn)健性。

與氫燃料電池相比的一個顯著優(yōu)勢是成本。目前，氫氣價格約為 0.21 美元/英里，而電池價格為 0.04 美元/英里。

氫燃料電池電動汽車 (FCEV)

與電池驅動的汽車一樣，氫燃料電池汽車也將采用聯(lián)網(wǎng)技術來實現(xiàn)廣泛的用途。然而，管理加油與監(jiān)控電池略有不同。此外，與覆蓋范圍更大的充電站相比，集中在人口稠密地區(qū)的加氫站數(shù)量可能會更少。

氫與電池的分界線似乎在重型應用中。由于與氫相比，它們的能量密度（每單位部件質量提供的能量）相對較低，因此為大型車輛提供動力所需的電池數(shù)量可能會令人望而卻步。大量電池會增加車輛的重量，從而減少續(xù)航里程。氫氣具有較低的能量密度，使其成為大型聯(lián)網(wǎng)汽車的明智選擇。

另一個考慮因素是氫氣的爆炸范圍很廣，在氧氣環(huán)境中為 4-94%。雖然安全性始終是可燃流體的一個關注點，但聯(lián)網(wǎng)車輛可以結合監(jiān)測當?shù)?H 2濃度的功能，從而在標準功能之上增加另一層安全性。

雖然目前氫氣價格更高，但 FCEV 相對于 BEV 的一個顯著優(yōu)勢是充電時間。汽車加滿氫氣需要不到五分鐘的時間。然而，BEV 需要大約 60 分鐘才能達到 80% 的電量。隨著互聯(lián)汽車提供越來越多的乘客功能，如氣候控制座椅、信息娛樂和不斷增強的自主性，電力需求將繼續(xù)增加。因此，雖然充電時間是制造商的一個重要重點，也是基礎設施法案資金分配的目標，但需要時間和策略來擴大電動汽車充電站的覆蓋范圍以匹配汽車市場滲透率。

雖然電池和氫都不能提供所有的答案，但這兩種可再生能源都可以釋放聯(lián)網(wǎng)汽車的更多功能，同時推動全球向電動汽車的過渡。到目前為止，消費者希望新車能夠連接互聯(lián)網(wǎng)并被動地提高效率。除此之外，原始設備制造商和消費者都希望擴大自主權以提高安全性并減少交通擁堵。因此，交通網(wǎng)絡需要連接車輛才能發(fā)揮作用。因此，電動汽車制造商如何解決和實現(xiàn)與他們首選的傳動系統(tǒng)的連接將最終決定他們能否在市場上獲勝。

Adam Kimmel 作為執(zhí)業(yè)工程師、研發(fā)經理和工程內容撰寫人擁有近 20 年的經驗。他在垂直市場（包括汽車、工業(yè)/制造、技術和電子）中創(chuàng)建白皮書、網(wǎng)站副本、案例研究和博客文章。Adam 擁有化學和機械工程學位，是工程和技術內容寫作公司 ASK Consulting Solutions, LLC 的創(chuàng)始人和負責人。

審核編輯黃宇