浅析燃料电池汽车发展

浅析燃料电池汽车发展

新能源汽车将会是未来汽车的发展趋势，这一点毋庸置疑。从各大车企未来车型的规划中我们也可以看到，新能源汽车占据了很重要的位置。不过由什么类型的新能源汽车“称霸”未来世界，这还不太好说。现在发展势头比较猛的有氢燃料电池车型和纯电动车型两类。孜孜不倦研究和大力推广氢燃料电池车型的正是日本车企，为什么日本车企钟爱氢燃料电池车型?氢燃料电池车型真的能pk掉纯电动车型吗?

一、日系车企都爱燃料电池车

丰田和本田两大日企巨头对于氢燃料电池汽车的研究比较早。

早在1999年的东京车展，本田就展示了旗下的燃料电池车，此后的1999年到2001年期间多次推出试验车，为量产作出准备。

2002年本田正式推出了燃料电池车型，FCX。这辆3门的燃料电池车型曾经在美国加州和日本进行过租赁，这辆车也是世界上第一部官方认证的氢燃料电池车。

到了2008年，本田升级了FCX的各项技术，正式将车命名为FCXClarity，续航里程达到372km，市场也拓展至欧洲地区。

只可惜氢燃料电池车型没能成为燃油车的替代品，反而受到了各种阻碍，最大的问题就是没有加氢站。所以它没能像纯电动汽车一样发展起来，第2代FCX Clarity在2014年停产。

本田作为一个著名的技术偏执狂，没有辜负它的头衔，一直在研究氢燃料电池技术。

不过本田并不是一个人在战斗，丰田汽车在2015年推出了续航500km的Mirai氢燃料电池车型。

丰田还公开了5000多项核心专利，包括燃料电池、高压储氢罐的专利，全球汽车企业可以无偿使用这些专利到2020年底。这也是为了带动整个产业链蓬勃发展。

而本田在2016年也上市了名为“Clarity Fuel Cell”的燃料电池车，续航达到了750km。

除了本田和丰田，铃木最近竟然推出了氢燃料电池的踏板车BURGMAN Fuel-Cell。

先来看一下燃料电池车型的工作原理。氢燃料电池车型是利用氢做燃料，通过和空气中的氢发生化学反应而产生电能，电能驱动车辆。

氢燃料电池的使命是发电，它本身不能储电，驱动车辆前进的依然是电机。

优势：零排放、长续航、加氢时间短

工作原理导致了它的优势和劣势。优势就是车辆排放的是氢和氧的结合物，水，所以它相当于零排放。只要氢燃料足够，它就能一直跑下去，所以它的续航里程会比纯电动车型要长。

氢燃料电池车型加氢的时间非常短，本田Clarity车型3min即可完成加氢，这个速度即便是特斯拉的超级充电站也比不了。

劣势：效率低、安全性问题、加氢站少

劣势也非常明显，我们刚才说的工作原理只是简化的工作原理，真正到汽车内部又会非常复杂。氢燃料要和氧气结合、反应产生电能，电能再驱动车辆，经过发电-输电-充电-驱动，这其中会有不少效能流失。

许多人认为这是在浪费资源，特斯拉的老大Elon Musk就曾经表示这种模式“extremely silly“

当然这些都不是氢燃料电池车型最关键的问题，它的问题在于氢气不稳定，本身密度很低，所以需要安全可靠的高压容器来储存。

比如本田Clarity车型的氢气来自两个体积分别为24L以及117L的高压氢气罐，内部压力为70MPa(最常见的压力容器煤气罐是10MPa)。它们分别位于后排座椅的下方和后方。

大家都知道高压氢气罐非常容易爆炸，这就相当于随身携带了两个炸弹在街上行走。

为了保证氢气罐的安全，本田采用了铝制内衬，增加了碳纤维强化塑料层，而且做足了保护措施。即便出现泄漏，氢气会通过管道释放到外部。

如果发生碰撞，车内还布置了氢气传感器，会第一时间切断氢气源。可是这样并不能减轻消费者的顾虑，电动车的安全性普及到现在也不算太成功，何况本身就会爆炸的氢气罐。

最后一个劣势，也是致命的劣势，氢气站。正如充电站稀少一直被大家所诟病一样，氢燃料电池车型也需要加氢站。建设一座氢气站的费用不菲，氢气的运输、保存就是个问题。充电站还可以利用现成的电网，而加氢站则需要从零开始。

三、日系车系为什么要大力发展?

看起来氢燃料电池车型想要普及困难重重。为什么日系要大力发展呢?原因很多，其中一个是由于产业所决定的，全球三大氢能源公司有两家在日本，发展氢燃料电池车型拥有良好的科研成果作为基础。

目前来看，日系车企未来将继续在氢燃料电池车型上走下去。在美国，通用和本田已经合作，在密歇根州建立了一座工厂，将为燃料电池汽车推出下一代推进系统。

而在日本本土，本田研究开发了一种高压水电解型制氢站，仅需使用水和太阳能电池板产生的电能，就能够制造出压力达到70MPa的氢。

这个制氢站占地面积仅有6㎡左右，但可以在24h内制造出2.5kg压力为70MPa的氢，为本田Clarity车型提供加氢服务。

前不久，本田、日产和丰田在内的11家企业已经签署了一份谅解备忘录，2020年在日本各地新增安装160座氢燃料站以帮助扩大日本的燃料电池(汽车)市场。

从目前发展的势头来看，氢燃料电池车型是比不上纯电动车型，热衷研究的车企也大多都来自日本。现在日系车企要联手高事情了，我们就看看它们能否代替燃油车，成为未来的发展方向。