今年夏天很多人想必都快被高溫逼瘋了！所有經(jīng)歷過(guò)今年夏天的人或許都會(huì)有這么一個(gè)感覺(jué)：感覺(jué)一年比一年熱了！

通過(guò)了解發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越熱的地區(qū)不單單只有我國(guó)，全球大部分國(guó)家地區(qū)都經(jīng)受著溫度越來(lái)越高帶來(lái)的高溫風(fēng)險(xiǎn)。

可以說(shuō)，地球越來(lái)越燙了！到底什么原因?qū)е逻@種情況？

碳排放的不斷加劇導(dǎo)致全球變暖現(xiàn)在已經(jīng)成為了無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)，根據(jù)IPCC（聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)）去年十月份在韓國(guó)仁川公布的《IPCC全球升溫1.5℃特別報(bào)告》，目前全球氣溫較工業(yè)化前水平已經(jīng)新增了1攝氏度；全球升溫1.5攝氏度最快有可能在2030年達(dá)到。

報(bào)告同時(shí)指出，假如在21世紀(jì)末大氣中二氧化碳的濃度新增1倍，大部分陸地的平均溫度將上升4～5℃，海平面將上升10至90cm甚至更高。

溫度每上升1℃，對(duì)全人類將存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。

碳排放重要源于能源的消耗，能源的消耗又包含發(fā)電、工業(yè)排放、交通排放等。

公開(kāi)資料顯示，交通運(yùn)輸行業(yè)在全球氣候變化中起到了重要的作用，而交通工具的碳排放占據(jù)了全球總額的23%左右。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)已成為全球最大的碳排放國(guó)，美國(guó)位居第二！而且我國(guó)目前是全球第一大汽車市場(chǎng)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2018年年底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車總數(shù)達(dá)到了3.27億輛，其中小汽車的保有量大約為2.4億輛，美國(guó)為2.64億輛，日本為0.74億輛。

可見(jiàn)降低交通領(lǐng)域的碳排放是降低整體碳排放的關(guān)鍵一環(huán)，那么如何降低？

燃料電池汽車是降低交通碳排放的關(guān)鍵

公眾認(rèn)為，汽車碳排放量巨大重要由于目前汽車大部分為燃油車所致。

根據(jù)一項(xiàng)最新發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的研究報(bào)告顯示，假如全世界大規(guī)模的使用新能源汽車，那么到2050年的排放量可以減少50%。

碳排放量不斷新增的現(xiàn)實(shí)下，全球各個(gè)國(guó)家均大力推廣新能源汽車產(chǎn)業(yè)，將新能源汽車的發(fā)展作為降低交通領(lǐng)域碳排放的重中之重。

傳統(tǒng)燃油車的逐步退出是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的全球性趨勢(shì)。

2017年以來(lái)，為了緩解碳排放的壓力和氣候變暖的問(wèn)題，西方歐洲國(guó)家已紛紛制定了禁售燃油車時(shí)間表。

英國(guó)和法國(guó)計(jì)劃2040年禁售燃油車，德國(guó)和印度計(jì)劃2030年退出燃油車，荷蘭和挪威的新能源汽車發(fā)展較快，計(jì)劃最早將于2025年退出燃油車。

我國(guó)目前還沒(méi)有出臺(tái)詳細(xì)的退出計(jì)劃，但是工信部已多次提到，我國(guó)已啟動(dòng)研究制定燃油車退出時(shí)間表，因此我國(guó)燃油車的退出只是時(shí)間問(wèn)題。

在我國(guó)政策的大力支持下，我國(guó)已經(jīng)成為了全球最大的新能源汽車市場(chǎng)。

根據(jù)我國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，汽車產(chǎn)銷分別完成2780.9萬(wàn)輛和2808.1萬(wàn)輛，新能源汽車的產(chǎn)銷分別完成127萬(wàn)輛和125.6萬(wàn)輛。

在所有新能源汽車中，大部分為純電動(dòng)汽車，占到了總量的78%，由于我國(guó)特殊的能源結(jié)構(gòu)，電動(dòng)汽車雖然看似使用的是電，并不排放二氧化碳，但是電池的電力大部分來(lái)自于火電。

根據(jù)國(guó)家能源局公布的《2018年全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》顯示，雖然清潔能源發(fā)電量比重逐年提高，從2012年的21.27%上升到了2018年的29.69%，但是火電發(fā)電量仍占70.92%的比例。

隨著清潔能源在我國(guó)的進(jìn)一步發(fā)展，清潔能源電力占比會(huì)逐步上升。

雖然隨著清潔能源發(fā)電比例的上升，純電動(dòng)汽車會(huì)不斷擺脫電力來(lái)源不是完全清潔的帽子，但是目前純電動(dòng)汽車發(fā)展出現(xiàn)了致命瓶頸，就是續(xù)航里程。

電動(dòng)汽車目前使用的電池已鋰離子電池為主，續(xù)航里程由能量密度決定，根據(jù)其電池的物理化學(xué)特性，能量密度很難實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步巨大提升，因此純電動(dòng)汽車比較適合城市內(nèi)短里程場(chǎng)景。

燃料電池汽車由于其電池的特性，非常適合長(zhǎng)里程場(chǎng)景，目前我國(guó)新能源汽車在長(zhǎng)里程這一場(chǎng)景下的應(yīng)用非常不足，而且更重要的是，如今大部分的長(zhǎng)里程汽車為柴油車，長(zhǎng)里程場(chǎng)景是碳排放的重要部分，燃料電池汽車是未來(lái)新能源汽車長(zhǎng)里程的解決方案，而且是真正的零排放，因此是未來(lái)降低我國(guó)交通碳排放量的關(guān)鍵。

但是2018年燃料電池汽車產(chǎn)銷總計(jì)才1527輛，占新能源汽車總量?jī)H為0.1%，整個(gè)新能源汽車占我國(guó)汽車市場(chǎng)的比例也僅為4%。

因此未來(lái)，燃料電池汽車關(guān)于降低交通領(lǐng)域碳排放的空間很大。

燃料電池汽車大規(guī)?；臄r路虎

汽車的規(guī)?；馕吨嬲耐耆虡I(yè)化。當(dāng)前燃料電池汽車商業(yè)化比較困難，人們認(rèn)為其難點(diǎn)重要為成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不夠、儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)受制約等造成。

但是有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是人們很容易忽視的，那就是低溫性能。

隨著我國(guó)人民的生活水平的提高，對(duì)生活舒適和物質(zhì)的需求也隨之升高，其中表象之一就是私家車的購(gòu)買量逐漸提高。

由于我國(guó)地域面積廣闊，因此南北溫度差異較大，在我國(guó)對(duì)汽車使用影響最大的就是低溫氣候。

在寒冷季節(jié)，我國(guó)大部分地區(qū)的最低溫度在0℃以下，特別是北方區(qū)域，溫度可以達(dá)到-20℃，甚至?xí)霈F(xiàn)-30℃、-40℃的溫度。

無(wú)論是燃油汽車、純電動(dòng)汽車還是燃料電池汽車，在低溫下其性能肯定均會(huì)受到一定影響。

燃油車經(jīng)過(guò)了上百年的發(fā)展，溫度適應(yīng)范圍非常寬，低溫性能相對(duì)較好。

純電動(dòng)汽車在低溫環(huán)境下性能大幅下降是眾所周知的一件事。

在低溫下，鋰離子電池電解液會(huì)變得粘稠甚至凝結(jié)，會(huì)導(dǎo)致充電效率大幅降低，因此會(huì)導(dǎo)致續(xù)航降低。

根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在低溫環(huán)境下，比如我國(guó)東北地區(qū)，電動(dòng)汽車行駛續(xù)航里程最多縮減44%。

假如溫度繼續(xù)降低，電池內(nèi)部的電解液就變得更加遲鈍，電動(dòng)汽車在短時(shí)間的低溫環(huán)境下雖然會(huì)有一定影響，但不是致命的。

假如長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境下使用，或者在-40℃低溫下時(shí)，鋰離子電池可能會(huì)被凍壞造成永久損害。

美國(guó)汽車協(xié)會(huì)（AAA）研究顯示，15-26℃之間是電動(dòng)汽車運(yùn)行最合適的為溫度。

燃料電池汽車中的核心燃料電池，在無(wú)特殊處理或輔助工具的情況中，在低于0℃的工作環(huán)境下，陰極側(cè)反應(yīng)生成的水易結(jié)冰導(dǎo)致催化層、擴(kuò)散層堵塞，阻礙反應(yīng)的進(jìn)行，并且水結(jié)冰產(chǎn)生的體積變化也會(huì)對(duì)膜電極組件的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，降低燃料電池性能。

雖然低溫下純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車均會(huì)受到一定影響，但是汽車作為一項(xiàng)常用出行工具，其能被廣泛使用的一個(gè)關(guān)鍵就是其便利性。

因此汽車的啟動(dòng)性能關(guān)于汽車的綜合使用體驗(yàn)是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)，假如啟動(dòng)環(huán)節(jié)就非常慢，何談便利，勢(shì)必會(huì)影響到用車體驗(yàn)。

純電動(dòng)汽車在低溫時(shí)蓄電池產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)變慢，充放電效率大幅下降，因此電池的蓄電能量受溫度的影響比較大。

溫度高的時(shí)候存電能量高，低溫的時(shí)候就變低許多，在不同的溫度下，供應(yīng)的啟動(dòng)能量差別很大。因此低溫啟動(dòng)性能就成為衡量電池可靠性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，我國(guó)燃料電池汽車低溫性能方面的重要問(wèn)題就是冷啟動(dòng)耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)。

燃料電池汽車低溫冷啟動(dòng)是指可在0℃以下的溫度中成功起動(dòng)，并可將燃料電池內(nèi)部溫度迅速提升至70~80℃以滿足正常運(yùn)行的性能。

目前我國(guó)燃料電池汽車低溫冷鋰離子電池啟動(dòng)與國(guó)外還存在比較大的差距。我們拿現(xiàn)在最成熟的豐田Mirai燃料電池汽車為例。

2014年，國(guó)外的一家測(cè)試公司對(duì)日本豐田生產(chǎn)的燃料電池汽車Mirai做過(guò)一項(xiàng)冷啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。將一臺(tái)豐田Mirai停放在室外一個(gè)晚上（17個(gè)小時(shí)）后啟動(dòng)。

結(jié)果顯示，車輛起動(dòng)35秒功率為60%，車輛起動(dòng)70秒功率達(dá)100%。

我國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)曾對(duì)宇通燃料電池客車進(jìn)行過(guò)低溫環(huán)境的冷起動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明燃料電池在-20℃環(huán)境中冷凍超過(guò)20小時(shí)后，要經(jīng)過(guò)在15分鐘后才能成功安全起動(dòng)。

目前，國(guó)外在燃料電池汽車?yán)鋯?dòng)技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。豐田Mirai、本田Clarity、現(xiàn)代NEXO均可以做到-30℃低溫快速啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)僅能在-20℃～-10℃溫度條件下才能實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。

我國(guó)北方很多地區(qū)在冬天溫度低于-20℃，因此假如燃料電池汽車未來(lái)要想在我國(guó)進(jìn)行全國(guó)性規(guī)?；陌l(fā)展，必須要進(jìn)一步提高燃料電池汽車的低溫適應(yīng)范圍，提高低溫啟動(dòng)性能，保證燃料電池汽車的使用便利性。

燃料電池冷鉅大鋰電啟動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)前，包括豐田、本田在內(nèi)的大部分類型的燃料電池汽車，提高燃料電池汽車低溫啟動(dòng)性能的方法重要有吹掃、加熱和保溫。

其中吹掃又包括駐車吹掃、真空吹掃、氫陽(yáng)催化吹掃、陽(yáng)極空氣吹掃和可變流量吹掃；加熱包括冷卻液加熱、端板加熱、陰極空氣加熱、新增濃差損失和氫氧催化加熱；保溫包括相變材料保溫、真空隔熱保溫和電熱絲加熱保溫。

以上三種提升燃料電池低溫啟動(dòng)性能方法中所包含的子鋰離子電池方法大部分屬于輔助方法，大多數(shù)燃料電池系統(tǒng)冷啟動(dòng)均是通過(guò)輔助方法來(lái)提高燃料電池汽車低溫性能。

但是輔助性冷啟動(dòng)會(huì)新增系統(tǒng)的體積和重量，同時(shí)會(huì)新增操作的復(fù)雜性和附加成本。

而且也存在一些隱性問(wèn)題，比如吹掃會(huì)涉及到吹掃過(guò)程是否安全的問(wèn)題，加熱會(huì)涉及到能量消耗的問(wèn)題，保溫方法涉及無(wú)法保證啟動(dòng)效果的問(wèn)題。

目前各國(guó)以及各公司仍然在進(jìn)行不斷的深度研究，解決當(dāng)前冷啟動(dòng)重要依靠輔助方法來(lái)提升燃料電池汽車?yán)鋯?dòng)的問(wèn)題。

燃料電池汽車的大規(guī)模發(fā)展一定要解決低溫冷啟動(dòng)的難題，逐步突破無(wú)輔助熱源冷啟動(dòng)。

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