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【逆天科技】一根烟的功夫 就能充满能量 跑400多公里!

EV视界  · 公众号  · 汽车  · 2016-09-27 12:06

正文


 

-摘要:


近日,现代汽车在 2016 年 IAA 汉诺威商用车展上展出了一款 H350 燃料电池概念车型,与纯电动轻型商用车充一次电动辄几个小时相比,使用氢燃料为动力的 H350 燃料电池轻型商用车有着巨大的优势,只需要4分钟就能充满氢气,续航里程达 422 km。

目前看来,电动动力系统最有可能成为内燃机的替代者,但氢燃料电池汽车也会是一个不错的替代方案。


近日,现代汽车在 2016 年 IAA 汉诺威商用车展上展出了一款 H350 燃料电池概念车型,与纯电动轻型商用车充一次电动辄几个小时相比,使用氢燃料为动力的 H350 燃料电池轻型商用车有着巨大的优势,只需要4分钟就能充满氢气,续航里程达 422 km。同时,它也具备了和电动汽车同样的二氧化碳零排放的优势。

现代H350氢动力概念车


该车最大功率为 134 马力,最高时速 150 km/h。氢燃料电池堆产生的能量将储存在一个功率为 24 kW 的锂电池组内。一个逆变器通过将电池中的能量转换成所需驱动电动机的交流电来为车子提供动能,该动力系统最终排出的只有水蒸气。


在车座下装载有容积 175 L 的氢燃料存储罐,可存储 7.05 kg 氢气。


该车所采用的氢燃料动力系统并没有对车辆的负载容积空间产生任何影响。根据轴距的不同,H350 可以提供 10.5 至 12.9 立方的货物容积以及 14 个座位。


目前这还只是一个概念车型,氢气补给站等相关配套设施也是一个不得不面对的问题。但鉴于现代旗下的 Tucson 燃料电池 CUV 已经开始投产,正式投产应该不会是遥遥无期。


        论新能源汽车的未来之星-氢燃料电池汽车


近期,在氢燃料电池汽车(FCV)领域,有两则重大新闻,都是关于我国在该领域取得的重大突破:中国地质大学(武汉)联合东风扬子江汽车公司推出的「泰歌号」,首次使用液态氢作为能源;众宇氢能技术(荆州)则填补了我国氢燃料电池动力系统的空白。

尽管中国与以日本为代表的技术领先的国家一样,在FCV领域正不断取得技术突破,然而我们必须正视的是,目前FCV在整个汽车市场中的比重极小:没有大规模厂商参与研发,加氢站仅在全球某些特定地区存在,市面上在售的FCV仅有3款,并只在特定地区发售。公众对FCV可谓知之甚少。我们不禁要问,FCV真的会是新能源汽车的下一场革命吗?


氢燃料电池汽车全球概览


与电动汽车全球遍地开花的繁荣景象相比,FCV的存在感极低,目前仅有以日本、英国、美国、韩国等为代表的发达国家,在FCV的研发上投入资金,修建加氢站等基础设施,并出台优惠政策,鼓励消费者购买FCV。


日本不仅在氢能利用方面技术领先,并且计划构建一个以氢能为主要能源的清洁城市;同样的,日本在FCV的研发上,走在了世界前列。日本计划到2020年东京奥运会开幕,修建的加氢站将形成一张网络,覆盖以东京、大阪为代表的城市带。与此同时,日本政府正加大消费者购买FCV的补贴力度,并表示到2025年,将FCV的市场价格降至2万美元。


欧洲方面,以英国、丹麦为代表的国家,正加快推进加氢站的建设。如今,丹麦已基本实现加氢站全覆盖;英国、德国也在提高加氢站的资金投入和地域覆盖。特别是英国,在政策上大力支持FCV,并计划至2030年,生产、销售160万辆FCV。


美国加州地区是FCV的天堂。加州有许多氢能源公司,他们与丰田、本田合作,兴建加氢站。我们以壳牌(Shell)公司为例,该公司的加氢站已覆盖加州全境,FCV的用户可使用信用卡便利支付,只要在加州境内,无需担心加氢问题。


韩国是一支不可忽视的力量。尽管目前韩国加氢站数量屈指可数,FCV份额也不大,但韩国政府出台了诸多鼓励政策:不仅有占据FCV价格1/3的高额购车补贴,还计划到2030年,全国加氢站数量由目前的10多座,增加至520座,基本实现韩国主要城市全覆盖。此外,韩国著名的电池厂商LG化学和著名车企现代汽车,在氢燃料电池领域有很强的研发实力和国际竞争力。


我国FCV的发展还处于技术储备阶段,既没有推向市场的FCV产品,也没有实现商用的加氢站。在国家主推电动汽车的大环境下,有学者表示,「我国的FCV产业落后国外5-10年。」


氢燃料电池汽车与锂电池电动汽车优劣对比


一言以蔽之,FCV的最大劣势在高昂的制造成本。尽管近几年,随着技术进步,FCV的价格已经从曾经的10多万美元,降到现在的6-7万美元;但我们也应看到,特斯拉、通用已经将高性能电动汽车的价格下探至3万美元。

除开制造成本,FCV的优势相当明显,甚至有人认为,「FCV才是未来汽车的终极形态。」记者认为,FCV最大的优势有如下三点


一、补给时间短,直接加氢,一般只需3-5分钟。电动汽车最快的充电方式为特斯拉的超级快充,最少也需1小时;而直接更换电池的补给方式,并未普及。


二、无二次污染。氢燃料电池主要的成分是氢,在使用寿命结束后,并不会对环境造成污染。锂离子电池因含有重金属镍、钴、砷等有毒污染物,所以必须要进行回收处理。


三、续航里程更远。氢燃料电池储能密度高,且重量轻,所以FCV的续航里程相较电动汽车,普遍更远。市面上在售的FCV,续航里程均超过500公里,而电动汽车普遍集中在150-250公里,超过300公里的电动汽车仅有特斯拉、雪佛兰为数不多的几款产品。


此外,FCV在电池衰减、能效转化、易维修程度等多方面,也同样有着显著优势。然而,上文已经提到,制约FCV发展的最大阻碍是其高昂的成本,它主要体现在以下两个方面


第一、加氢站修建成本高。特斯拉超级充电站修建成本约30万美元,而加氢站成本往往高达100-200万美元,这是因为液态氢的特殊属性,加氢站的燃料箱需要特制,相关设备的成本极为高昂。


第二、氢燃料电池化学反应所需的催化剂成本高。氢燃料电池的催化剂一般使用铂这种稀有贵金属,铂就是大家所熟知的白金。铂不仅稀有,而且开采难度大,价格比黄金还高。


以上我们可以看出,除了成本略「贵」一点,FCV可谓全方位碾压电动汽车。


氢燃料电池汽车代表车型


事实上,最早进行FCV研发的汽车公司并不是丰田、本田,而是美国通用汽车。早在1966年,通用就发布了世界第一台FCV——雪佛兰Electrovan。此后,通用陆续投入40亿美元用于FCV的研发,但始终无法解决FCV高企的成本这一难题。

然而,对于FCV这种具有明显优势且能代表未来汽车形态的产品,车企们都不愿放弃,在市场上仍动作频频:作为FCV的鼻祖,通用出于市场策略,近年没有推出相关产品,但该公司从未停止FCV的研发,今年10月,通用将推出一款雪佛兰科罗拉多FCV概念车;奥迪汽车在2014年11月洛杉矶车展上,推出了A7h-tronquattro概念车;宝马汽车在2015年发布了基于i8和5系GT车型的FCV原型车,并宣布于2020年发布量产版;奔驰汽车此前就已推出过基于B系列的FCV,在今年6月,该公司表示将于2017年推出新款FCV版GLC;尽管福特汽车近年没有推出FCV产品,然而在今年8月,该公司获得了美国能源部提供的600万美元研发资金,用于加快FCV的研发。


目前市面上能买到的FCV仅有3款,分别是丰田Mirai、本田Clarity、现代ix35FC。这些车只在加氢站修建相对完善的区域发售,这意味着消费者在大陆无法买到其中任何一台FCV。


丰田Mirai

(丰田Mirai来源:Toyota)


Mirai在日本语的意思是「未来」,它代表了丰田在FCV领域的态度。与特斯拉发展路径截然不同的是,丰田从未推出过纯电动汽车产品,而是主推混合动力,并默默在FCV上发力。自1992年,丰田便已开始FCV的研发,20多年来,丰田在该领域已积累了多达5000项专利。


Mirai无疑是丰田FCV的集大成者。2014年11月,量产版Miran问世,不到6万美元的售价,而特斯拉ModelS和ModelX售价都在10万美元以上。Mirai续航里程高达500公里,碾压一众电动汽车。


在今年3月的纽约国际车展上,Mirai获得了2016年度「世界绿色汽车奖」。目前,Mirai已经在日本、美国、德国、英国、丹麦等地区发售,2015年年销量为700台,2016年预计年销量将达到2000台。


本田Clarity


(本田Clarity来源:Forbes)


在FCV领域,本田的名气要比日本同行丰田要小得多,然而,这并不妨碍本田在该领域所表现出的雄厚实力。


早在2008年,本田就推出了FCXClarity,获得了2008年日本「好设计奖」和2009年度「世界绿色汽车奖」。2014年7月,本田宣布停产FCXClarity,并推出新款Clarity。


新版Clarity基于老款FCXClarity打造,在续航上有了很大提升,由此前的372公里提升至482公里。此外,燃料电池体积也缩减了33%,这使得新版Clarity的车身更加紧凑。该车售价为67000美元,略高于丰田Miran。


现代ix35FC


2013年2月,现代ix35FC从韩国第二大城市釜山步下生产线,该车成为世界第一台量产版FCV。


现代汽车在FCV领域已有超过15年研发历史。早在2001年,该公司就已推出旗下第一款FCV,此后,经过不断更新、迭代,目前的ix35FC为其第四代产品。


ix35FC是一款SUV产品,根据现代旗下ix35车型而来,其体积能容纳更大氢燃料箱,使其续航里程高达594公里。该车售价57000美元起,高配版本为77000美元。


氢燃料电池汽车的未来究竟什么时候来?


丰田已向汽车同行们开放了自己手上的5000多项专利,希望更多的车企能够加入FCV阵营,而这也是特斯拉此前使用的伎俩:在成本高企的初创阶段,企业要想在某一产品上扩大影响力,必须联合阵营里其他成员,共同开发,以通过规模效应缩减成本。

(宝马i8FCV原型车来源:BMWblog)


目前来看,特斯拉无疑大获成功,它将电动汽车成功带入消费者视野。第四能源此前报道过,美国已有超过一半的年轻人,意欲购买电动汽车。并且,电动汽车从10万美元的高价,已下探至足以撬动市场格局的3万美元。


可以想见的是,一旦丰田的市场策略奏效,FCV的发展路径将与当初锂离子电动汽车的发展一样:参与的厂商不断增多,加氢站逐渐普及,FCV价格逐年大幅下降。到时,FCV必将与以特斯拉为代表的电动汽车阵营展开激烈竞争。


对于FCV的未来,存在着两种截然相对的观点。支持者认为它代表了新能源汽车的方向,将成为电动汽车的有力竞争者。德国交通部长AlexanderDobrindt在一次汽车论坛上对FCV做出了高度评价,「我们正处于人类汽车史上最伟大的变革之中,而氢燃料电池将是这场变革的关键因素。」美国知名市场调查机构InformationTrends极大看好FCV的发展。该公司近期发布了《全球FCV市场报告》,报告预测:到2020年,加氢基础设施在全球几个代表地区将逐渐完善,会有力提升FCV的市场份额;到2032年,全球FCV销量将超过2000万辆,产业规模价值将达到1.2万亿美元;到2050年,FCV将是汽车市场增长最快的板块。


而反对者则认为,FCV无法解决其成本问题,将长期处于小众地位。特斯拉CEO埃隆·马斯克曾多次面对媒体,公开表示「FCV没有胜算」,并嘲笑「燃料电池(FuelCell)是愚蠢电池(FoolCell)」,还讥讽FCV是「骗人的把戏」。汽车市场调查公司IHSAutomotive也认为,与电动汽车相比,FCV不会有大的发展。到2027年,FCV的年产量将会在7万辆,与此相对的是,纯电动汽车的产量则会保持在900万辆,两者份额悬殊。



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文章转自:威锋网