首先，三元鋰離子電池能量密度高，循環(huán)性能好，從而延長了續(xù)航。隨著科技的高速發(fā)展，國內(nèi)外各大車企都設(shè)計(jì)了一套自己的電池管理系統(tǒng)，使得電動(dòng)汽車的安全性有了保障。

燃料動(dòng)力電池汽車顧名思義是以燃料動(dòng)力電池為核心，這種技術(shù)在國內(nèi)目前還尚未成熟。但是在一些美國、日本、韓國等發(fā)達(dá)國家應(yīng)用廣泛。特別是在日本，最大的汽車制造商已經(jīng)在氫動(dòng)力方面下了苦工。豐田在一年多以前就已經(jīng)推出了采用氫燃料驅(qū)動(dòng)的新能源汽車Mirai，其早已在日本本土上市銷售。

這種燃料動(dòng)力電池差別于傳統(tǒng)的鋰離子電池，其可以在3-5分鐘快速給電池灌滿燃料，并且續(xù)航里程更遠(yuǎn)。關(guān)于傳統(tǒng)的新能源汽車充電來說，這成了一種奢望。當(dāng)然，除了充電方便外，氫燃料動(dòng)力電池還面對(duì)諸多難題。氫燃料要消耗比普通電動(dòng)汽車更多的能源，污染自然也成了個(gè)大問題。其次，燃料動(dòng)力電池汽車的售價(jià)和維護(hù)費(fèi)都要比電動(dòng)汽車貴。比起相對(duì)環(huán)保省錢的電動(dòng)汽車，氫燃料動(dòng)力電池汽車就顯得黯然失色了。

新能源汽車的高速發(fā)展也帶動(dòng)了電池行業(yè)的蓬勃生機(jī)，也代表了新能源汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

今年可以說是電動(dòng)汽車安全元年，過去無論是廠商還是購買電動(dòng)汽車的用戶，從來只關(guān)心性能和續(xù)航里程，沒人關(guān)心過電池安全，直到特斯拉曝出自燃事件后大家才開始越發(fā)關(guān)注電動(dòng)汽車的安全問題。這也讓很多過去不為人知、廠商避而不談的、三元鋰離子電池的性能缺陷逐漸浮出水面，讓人們逐漸意識(shí)到磷酸鐵鋰的好處。

假如拿三元鋰跟磷酸鐵鋰比較相信很多人很快就能了解磷酸鐵鋰正安全性方面的性能是要優(yōu)于三元鋰離子電池的，但是假如拿三元鋰與氫燃料動(dòng)力電池比較，誰更安全呢？過去人們總是談氫色變，覺得氫是一種比汽油還要危險(xiǎn)得多的能量儲(chǔ)備方式。事實(shí)果真如此嗎？氫燃料動(dòng)力電池的工作原理是怎么樣的？它的安全性是怎么設(shè)計(jì)的？與三元鋰相比誰更安全？本期來為大家解讀

■氫燃料動(dòng)力電池動(dòng)力系統(tǒng)的核心技術(shù)：儲(chǔ)氫罐+燃料動(dòng)力電池反應(yīng)堆

正如電動(dòng)汽車當(dāng)中的電池包相同，儲(chǔ)氫罐是用來存儲(chǔ)氫氣的設(shè)備，燃料動(dòng)力電池反應(yīng)堆是用來把氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化成電能和水的設(shè)備。這兩者加在一起，就構(gòu)成了相當(dāng)于電動(dòng)汽車的電池包，能夠持續(xù)為電機(jī)和整車電器設(shè)備供應(yīng)電力。

氫燃料動(dòng)力電池的好處顯而易見，電力轉(zhuǎn)換效率極高，而且過程中十分安靜，也不會(huì)要大量散熱。這就是為何豐田Mirai僅僅攜帶5kg氫氣就能續(xù)航700公里+的原因。極大的能量密度和極高的能量轉(zhuǎn)換效率，是氫燃料動(dòng)力電池最大的特點(diǎn)。燃料動(dòng)力電池反應(yīng)堆的核心技術(shù)是質(zhì)子交換膜以及催化劑，這些技術(shù)目前重要被歐美大公司所壟斷，在我國并沒有形成太大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。所以反應(yīng)堆被列為核心技術(shù)就很容易理解了，那么儲(chǔ)氣罐為何也是核心技術(shù)呢？

■密封和耐久性能的好壞，決定了儲(chǔ)氣罐的性能

就如同一個(gè)大國的裝備制造水平相同，在工業(yè)和民用領(lǐng)域，密封材料的性能也是衡量一個(gè)大國制造業(yè)水平的重要依據(jù)。歐美很多國家關(guān)于高性能密封材料的配方和制造工藝是絕對(duì)保密的。這就是為何在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域，那些優(yōu)秀性能的剎車系統(tǒng)和汽油柴油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油共軌系統(tǒng)都來自于歐美供應(yīng)商，因?yàn)樗鼈兊暮诵募夹g(shù)就是密封技術(shù)。

關(guān)于氫燃料動(dòng)力電池車也是這樣，要想提高續(xù)航里程就要多謝帶氫氣，而能夠儲(chǔ)存氫氣的壓力容器關(guān)于壓力的承受力，就是能夠攜帶氫氣多少的關(guān)鍵。正因?yàn)闅錃獾拿芏群苄?，所以必須?jīng)過壓縮甚至是低溫液化后，儲(chǔ)存在壓力容器當(dāng)中才能獲得足夠的能量密度，容器可承受的壓力越大，單位體積內(nèi)攜帶的氫氣就越多。而容器可承受壓力越大，也意味著對(duì)密封性能和抗壓性能的要求越高。豐田Mirai在氫氣儲(chǔ)存方面的性能是世界領(lǐng)先的，并且車型已經(jīng)量產(chǎn)，即便這樣，攜帶5kg的氫氣仍然要兩個(gè)很大的儲(chǔ)氣罐，因此占據(jù)了車內(nèi)后部的很多空間，使得整車在造型上有別于傳統(tǒng)電動(dòng)汽車，車尾高度相對(duì)較高。

在整個(gè)燃料動(dòng)力電池車運(yùn)作的過程中，燃料動(dòng)力電池反應(yīng)堆是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所。它只要源源不斷的供給少量氫氣就可以持續(xù)工作，假如發(fā)生氫氣泄漏或者安全事故，可以迅速切斷供應(yīng)氫氣的路徑來防止氫氣的燃燒。大家都能想到，最有可能影響燃料動(dòng)力電池車安全性的是儲(chǔ)氣罐。

所以在設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣罐時(shí)必須充分考慮安全碰撞問題：一方面儲(chǔ)氣罐的殼體材料要夠輕，另一方面要有足夠的強(qiáng)度用于耐受撞擊。因此，儲(chǔ)氫罐一般都是以成本高昂的碳纖維及其它復(fù)合材料組合而成。但是，我們了解，不管用多么堅(jiān)固的材料制造儲(chǔ)氣罐殼體，也只是在一定的速度條件下，能保障碰撞的安全性。然而實(shí)際道路行駛時(shí)的速度，肯定要遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室做安全碰撞的速度，那么一旦儲(chǔ)氫罐破裂，造成氫氣泄漏與空氣混合在一起是不是就會(huì)馬上發(fā)生爆炸呢？

事實(shí)上，在儲(chǔ)氫的設(shè)計(jì)中都考慮到了這一點(diǎn)。正因?yàn)閮?chǔ)氫罐內(nèi)部的氫氣壓力很大，所以在儲(chǔ)氣罐上設(shè)計(jì)有緊急泄壓閥，一旦發(fā)生氫氣泄漏或著火，緊急泄壓閥會(huì)自動(dòng)打開并迅速釋放儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氫氣。我們了解氫氣的密度比空氣小得多，并且必須與氧氣結(jié)合才能出現(xiàn)燃燒或者爆炸，被高壓釋放的氫氣在靠近儲(chǔ)氣罐的部分由于壓力高流速極快，沒有什么機(jī)會(huì)與氧氣接觸，而遠(yuǎn)離儲(chǔ)氣罐的氫氣由于其密度小的特點(diǎn)，又會(huì)迅速的在空氣中上升。即便這個(gè)時(shí)候空氣當(dāng)中有明火能夠滿足引燃條件，那么也僅僅只是在空氣上空形成一個(gè)火球，并不會(huì)對(duì)人員造成傷亡。這種高速釋放氫氣的技術(shù)也同樣被應(yīng)用在加氫站的大型儲(chǔ)氣罐之中。