偏愛燃料電池車 日系車企靠它稱霸全球?

新能源汽車將會是未來汽車的發(fā)展趨勢,這一點毋庸置疑。從各大車企未來車型的規(guī)劃中我們也可以看到,新能源汽車占據(jù)了很重要的位置。不過由什么類型的新能源汽車“稱霸”未來世界,這還不太好說。現(xiàn)在發(fā)展勢頭比較猛的有氫燃料電池車型和純電動車型兩類。孜孜不倦研究和大力推廣氫燃料電池車型的正是日本車企,為什么日本車企鐘愛氫燃料電池車型?氫燃料電池車型真的能pk掉純電動車型嗎?

一、日系車企都愛燃料電池車

豐田和本田兩大日企巨頭對于氫燃料電池汽車的研究比較早。

早在1999年的東京車展,本田就展示了旗下的燃料電池車,此后的1999年到2001年期間多次推出試驗車,為量產(chǎn)作出準(zhǔn)備。

2002年本田正式推出了燃料電池車型,FCX。這輛3門的燃料電池車型曾經(jīng)在美國加州和日本進(jìn)行過租賃,這輛車也是世界上第一部官方認(rèn)證的氫燃料電池車。

到了2008年,本田升級了FCX的各項技術(shù),正式將車命名為FCXClarity,續(xù)航里程達(dá)到372km,市場也拓展至歐洲地區(qū)。

只可惜氫燃料電池車型沒能成為燃油車的替代品,反而受到了各種阻礙,最大的問題就是沒有加氫站。所以它沒能像純電動汽車一樣發(fā)展起來,第2代FCX Clarity在2014年停產(chǎn)。

本田作為一個著名的技術(shù)偏執(zhí)狂,沒有辜負(fù)它的頭銜,一直在研究氫燃料電池技術(shù)。

不過本田并不是一個人在戰(zhàn)斗,豐田汽車在2015年推出了續(xù)航500km的Mirai氫燃料電池車型。

豐田還公開了5000多項核心專利,包括燃料電池、高壓儲氫罐的專利,全球汽車企業(yè)可以無償使用這些專利到2020年底。這也是為了帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。

而本田在2016年也上市了名為“Clarity Fuel Cell ”的燃料電池車,續(xù)航達(dá)到了750km。

二、燃料電池車型能pk掉純電動車型嗎?

先來看一下燃料電池車型的工作原理。氫燃料電池車型是利用氫做燃料,通過和空氣中的氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能,電能驅(qū)動車輛。

氫燃料電池的使命是發(fā)電,它本身不能儲電,驅(qū)動車輛前進(jìn)的依然是電機(jī)。

優(yōu)勢:零排放、長續(xù)航、加氫時間短

工作原理導(dǎo)致了它的優(yōu)勢和劣勢。優(yōu)勢就是車輛排放的是氫和氧的結(jié)合物,水,所以它相當(dāng)于零排放。只要氫燃料足夠,它就能一直跑下去,所以它的續(xù)航里程會比純電動車型要長。

氫燃料電池車型加氫的時間非常短,本田Clarity車型3min即可完成加氫,這個速度即便是特斯拉的超級充電站也比不了。

劣勢:效率低、安全性問題、加氫站少

劣勢也非常明顯,我們剛才說的工作原理只是簡化的工作原理,真正到汽車內(nèi)部又會非常復(fù)雜。氫燃料要和氧氣結(jié)合、反應(yīng)產(chǎn)生電能,電能再驅(qū)動車輛,經(jīng)過發(fā)電-輸電-充電-驅(qū)動,這其中會有不少效能流失。

許多人認(rèn)為這是在浪費(fèi)資源,特斯拉的老大Elon Musk就曾經(jīng)表示這種模式“extremely silly(非常蠢)”。

當(dāng)然這些都不是氫燃料電池車型最關(guān)鍵的問題,它的問題在于氫氣不穩(wěn)定,本身密度很低,所以需要安全可靠的高壓容器來儲存。

比如本田Clarity車型的氫氣來自兩個體積分別為24L以及117L的高壓氫氣罐,內(nèi)部壓力為70MPa(最常見的壓力容器煤氣罐是10MPa)。它們分別位于后排座椅的下方和后方。

大家都知道高壓氫氣罐非常容易爆炸,這就相當(dāng)于隨身攜帶了兩個炸彈在街上行走。

為了保證氫氣罐的安全,本田采用了鋁制內(nèi)襯,增加了碳纖維強(qiáng)化塑料層,而且做足了保護(hù)措施。即便出現(xiàn)泄漏,氫氣會通過管道釋放到外部。

如果發(fā)生碰撞,車內(nèi)還布置了氫氣傳感器,會第一時間切斷氫氣源?？墒沁@樣并不能減輕消費(fèi)者的顧慮,電動車的安全性普及到現(xiàn)在也不算太成功,何況本身就會爆炸的氫氣罐。

最后一個劣勢,也是致命的劣勢,氫氣站。正如充電站稀少一直被大家所詬病一樣,氫燃料電池車型也需要加氫站。建設(shè)一座氫氣站的費(fèi)用不菲,氫氣的運(yùn)輸、保存就是個問題。充電站還可以利用現(xiàn)成的電網(wǎng),而加氫站則需要從零開始。

三、日系車系為什么要大力發(fā)展?

看起來氫燃料電池車型想要普及困難重重。為什么日系要大力發(fā)展呢?原因很多,其中一個是由于產(chǎn)業(yè)所決定的,全球三大氫能源公司有兩家在日本,發(fā)展氫燃料電池車型擁有良好的科研成果作為基礎(chǔ)。

目前來看,日系車企未來將繼續(xù)在氫燃料電池車型上走下去。在美國,通用和本田已經(jīng)合作,在密歇根州建立了一座工廠,將為燃料電池汽車推出下一代推進(jìn)系統(tǒng)。

而在日本本土,本田研究開發(fā)了一種高壓水電解型制氫站,僅需使用水和太陽能電池板產(chǎn)生的電能,就能夠制造出壓力達(dá)到70MPa的氫。

這個制氫站占地面積僅有6㎡左右,但可以在24h內(nèi)制造出2.5kg壓力為70MPa的氫,為本田Clarity車型提供加氫服務(wù)。

前不久,本田、日產(chǎn)和豐田在內(nèi)的11家企業(yè)已經(jīng)簽署了一份諒解備忘錄,2020年在日本各地新增安裝160座氫燃料站以幫助擴(kuò)大日本的燃料電池(汽車)市場。