2019年上海車展已經(jīng)過去了，我們發(fā)現(xiàn)各車企展臺(tái)上關(guān)注新能源車型的人越來越多。不過我們也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象，除了越來越多純電動(dòng)車型的出現(xiàn)，同時(shí)還處于趨勢(shì)狀態(tài)的氫能源車型，在本屆上海車展上也越來越多的嶄露頭角。其中像格羅夫、東風(fēng)風(fēng)神、眾泰、上汽大通等車企均帶來了自己的氫能源車型。
■ 鋰離子電池初遇瓶頸，氫能源將是下一個(gè)風(fēng)口
雖然現(xiàn)在氫能源車型僅僅是普及在商用車上，且市場(chǎng)占有率也不是很高。但不得不說，鋰離子電池的物理化學(xué)瓶頸已經(jīng)顯現(xiàn)，氫能源是目前眾多車企認(rèn)為的下一代能源趨勢(shì)。
對(duì)于氫能源車型政府也在不斷加強(qiáng)氫能源的發(fā)展趨勢(shì)，此前在今年兩會(huì)期間，氫燃料電池就已經(jīng)成為了車企代表們不斷熱議的話題，而且“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”還被寫入了《政府工作報(bào)告》。
說到氫燃料電池汽車并不是什么新鮮玩意，日韓車企早已將乘用車級(jí)別的量產(chǎn)車型推向市場(chǎng)。但對(duì)國內(nèi)來說氫燃料電池汽車更多的應(yīng)用在商用車上，例如貨車，客車等。而在今年的上海車展上我們看到的更多的是乘用車級(jí)別的氫燃料電池車型。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表示，2018年我國氫燃料電池汽車銷量1527輛，其中1418輛為客車，而109輛為貨車，并沒有任何乘用車身影出現(xiàn)。
■ 什么吸引了車企發(fā)展氫燃料電池車
電動(dòng)車無論從綜合續(xù)航、電池密度、充電技術(shù)等方面都已經(jīng)相對(duì)成熟且呈現(xiàn)技術(shù)上升態(tài)勢(shì)，但是從鋰離子電池的物理化學(xué)方面來看，電池密度的瓶頸已經(jīng)有些顯現(xiàn)，尤其像磷酸鐵鋰電池對(duì)于電池密度問題已經(jīng)遇到了瓶頸。
而在用車習(xí)慣上來看，并沒有跟電動(dòng)車不斷成熟的技術(shù)成正比，依然還是有不少消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車充電時(shí)長(zhǎng)、冬季續(xù)航縮短等方面產(chǎn)生疑慮。
為什么說眾車企都相中了氫燃料電池車這塊肥肉了呢？主要原因在于其在續(xù)航、加氫、便捷性方面都與燃油車相似，所以相比純電動(dòng)車型來說氫燃料電池車的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
1.補(bǔ)能時(shí)間
純電動(dòng)車目前對(duì)于快充技術(shù)已經(jīng)可以做到半個(gè)小時(shí)從30%電量充至80%，但價(jià)格較貴且充滿時(shí)間要在1.5個(gè)小時(shí)左右。而慢充雖然價(jià)格便宜，但充電時(shí)間多則20-30個(gè)小時(shí)，少則8-9個(gè)小時(shí)。
此時(shí)，氫燃料電池車在補(bǔ)能方面的優(yōu)勢(shì)就尤為凸顯了，前往加氫站加注氫氣也只需要3-5分鐘即可完成，和燃油車加油沒太多區(qū)別。不過目前國內(nèi)也有可插電可加氫車型，此類車型充電時(shí)間與純電動(dòng)車型的充電時(shí)間相同。
2.續(xù)航里程
電動(dòng)車躲不開的話題就是綜合續(xù)航里程，進(jìn)入2019年電動(dòng)車的綜合續(xù)航已經(jīng)邁入500公里的門檻，但受限于鋰離子電池的物理特性，進(jìn)入冬季續(xù)航將會(huì)有比較明顯的縮減。
而氫燃料電池車在技術(shù)層面與純電動(dòng)車有所不同，所以并不會(huì)受到氣溫的影響，其續(xù)航更接近于燃油車的表現(xiàn)。目前國內(nèi)的氫燃料電池車的綜合續(xù)航里程一般在 500-600 公里左右，較為適合用作長(zhǎng)途行駛，這就不難看出現(xiàn)在的氫燃料電池車中大客車的占比居多，但長(zhǎng)途行駛的前提是要有充足加氫站。
3.能量密度
氫氣是目前地球上已知能量密度最高的元素之一，且在地球上的儲(chǔ)能巨大，所以氫燃料電池在能量密度上存在先天的優(yōu)勢(shì)。它的熱值高達(dá)142千焦/克，而汽油的熱值是44.3千焦/克，二者相差3倍之多。另外，氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率可在50%-60%以上，未來通過不斷的技術(shù)迭代，理論上轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)化效率在90%以上。
4.補(bǔ)貼政策
2019年純電動(dòng)車和插電式混合動(dòng)力車型在補(bǔ)貼方面已經(jīng)開始走下坡路，不僅降低了國家補(bǔ)貼同時(shí)還將完全取消地方補(bǔ)貼的優(yōu)勢(shì)，這就讓一些車型打著便宜的旗號(hào)而生，卻在青壯年時(shí)期價(jià)格不再親民。
相比之下，氫燃料電池車的補(bǔ)貼政策，我們了解到的資料顯示氫燃料電池車目前并沒有補(bǔ)貼退坡跡象。反而在補(bǔ)貼方面氫燃料電池還不限制地方補(bǔ)貼比例上限，國家將持續(xù)支持燃料電池汽車的發(fā)展。
■ 日韓技術(shù)領(lǐng)先，分為兩個(gè)流派
目前日韓車企的氫燃料電池技術(shù)較為領(lǐng)先，此前像寶馬、奧迪等車企也曾研發(fā)過氫燃料電池車型，但最終均以停止研發(fā)告終。而日韓的氫燃料電池技術(shù)也分為兩個(gè)流派豐田Mirai以及現(xiàn)代ix35 FCV，下面來看看日本和韓國車企在氫燃料電池技術(shù)上有何區(qū)別。
1.現(xiàn)代ix35 FCV
提到日韓的氫燃料電池車，肯定首先會(huì)想到豐田Mirai，但如果仔細(xì)翻閱資料會(huì)發(fā)現(xiàn)，氫燃料電池乘用車最早是由韓國現(xiàn)代在2013年推出的ix35 FCV，其使用ix35燃油版進(jìn)行改裝，當(dāng)時(shí)該車售價(jià)高達(dá)85.5萬元人民幣，分別在韓國和美國進(jìn)行銷售，而且在美國加州還以租賃的形式出現(xiàn)。
車身結(jié)構(gòu)方面，ix35 FCV在車身前部放置了燃料電池堆棧以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，中部為動(dòng)力電池以及逆變器，兩個(gè)儲(chǔ)氫罐分別為一大一小放置在車輛尾部，儲(chǔ)氫罐由凱夫拉和鋁材制成，由于體積過大所以對(duì)于后備箱的空間侵占較大。ix35 FCV的儲(chǔ)氫罐最高可以承受70Mpa的壓力，兩個(gè)儲(chǔ)氫罐可存儲(chǔ)5.64公斤液態(tài)氫氣。
這輛車的運(yùn)作方式簡(jiǎn)單來說，將氫氣輸送到燃料電池堆棧與氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，所產(chǎn)生的電能輸送給動(dòng)力電池，其搭載了一塊24千瓦時(shí)的電池組，之后動(dòng)力電池輸出高壓電給驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
2.豐田Mirai
豐田Mirai氫燃料電池車于2015年推出，相比現(xiàn)在ix35 FCV晚了2年但卻采用了更為先進(jìn)的技術(shù)。其外觀有些卡羅拉的影子，該車享受日本補(bǔ)貼后售價(jià)500萬日元（折合人民幣26.5萬元），但該車并不會(huì)進(jìn)口到中國銷售。
豐田Mirai的技術(shù)與現(xiàn)代ix35 FCV完全不同，它是在燃料電池堆棧中產(chǎn)生電能后，直接將電能傳送給車輛前部一臺(tái)最大功率113千瓦，最大扭矩335牛·米的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，后備箱布置的儲(chǔ)能電池用來收集燃料電池中多余的電能，與目前的混動(dòng)車型有些類似。該車儲(chǔ)氫罐采用的是碳纖維材料+凱夫拉制造而成，最大可承受70Mpa的壓力。
通過詢問某車企氫燃料電池車工程師表示，現(xiàn)代的這套運(yùn)作方式是最簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的，也是將來很有可能在國內(nèi)量產(chǎn)的一種方案。由于目前純電動(dòng)車的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，只需要將該套方案中氫能源部分在純電動(dòng)車型上疊加即可。當(dāng)然該工程師的說法很簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來可能還需要很多年的時(shí)間。
而相比現(xiàn)代ix35 FCV的這套氫燃料電池方案，豐田Mirai的驅(qū)動(dòng)方案按目前國內(nèi)的技術(shù)力量較難實(shí)現(xiàn)，但這套方案才是氫燃料電池車應(yīng)該使用的正確驅(qū)動(dòng)方案，只能說這是未來需要突破的技術(shù)核心。
■ 政策鼓勵(lì)擁抱氫燃料電池，但現(xiàn)實(shí)卻困難重重
我們說了這么多關(guān)于氫燃料電池車的技術(shù)，以及本次上海車展也來了這么多的氫燃料電池車型，但如果說想擁抱氫燃料電池車型的話，還是理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。
1.基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)暫時(shí)無法規(guī)模化
就像電動(dòng)車一樣想要擁有便捷的出行體驗(yàn)，首先要做好周邊基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。雖然氫燃料電池車3-5分鐘便可完成加注氫氣，但加氫站的建設(shè)不完整也制約了氫燃料電池車型的向前發(fā)展。畢竟氫燃料電池車型與燃油車相同，如果加油站的覆蓋面不夠，那長(zhǎng)續(xù)航的燃油車也寸步難行。據(jù)了解，大規(guī)模加氫能力的加氫站建設(shè)成本超過1000萬以上，高昂的建設(shè)費(fèi)用也同樣制約了加氫站的普及。
除了加氫站的問題，還需要面臨儲(chǔ)氫以及運(yùn)氫這些問題。目前國內(nèi)對(duì)于高壓力的儲(chǔ)氫罐制造能力還有限，可以滿足國際壓力范圍較低，畢竟能夠承受更高壓力的儲(chǔ)氫罐才能儲(chǔ)存更多的氫氣。其次，氫氣的運(yùn)輸也是目前較難解決的問題，氫氣的運(yùn)輸可以分為氣態(tài)，固態(tài)，液態(tài)三種方式，但這三種方式均成本較高，甚至超高。所以說想要實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車的發(fā)展，不解決源頭問題是不行的。
2.多數(shù)關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口
據(jù)國內(nèi)某車企工程師介紹，現(xiàn)在國內(nèi)所生產(chǎn)的氫燃料電池車型，依然有一些關(guān)鍵零部件像儲(chǔ)氫罐、空壓機(jī)、電池堆、質(zhì)子交換隔膜等依賴于進(jìn)口。另外，氫氣通過電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能并不簡(jiǎn)單，這其中氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)需要使用催化劑，而這個(gè)催化劑使用的是金屬鉑，這就要面臨高昂的購買成本。
▲ 氫燃料電池車型的儲(chǔ)氫罐
有了催化劑之后也不是就不花錢了，因?yàn)檫@個(gè)催化劑是介于氧氣和氫氣之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。而氫燃料電池車所需要的氧氣則直接來源于空氣中，由于各種污染物的存在會(huì)使得這個(gè)催化劑變得非常容易損壞，且這個(gè)損壞是不可逆的。
3.安全的錯(cuò)誤認(rèn)知
最近的一周猶如過年一樣紅火，某品牌和某某品牌的純電動(dòng)車接連起火，而起火的矛頭全部指向了動(dòng)力電池，當(dāng)動(dòng)力電池發(fā)生熱失控且處理不妥當(dāng)時(shí)，會(huì)迅速起火可反應(yīng)的時(shí)間非常短。
而氫氣這玩意由于在軍事層面應(yīng)用的更多例如氫彈，消費(fèi)者因此而有了錯(cuò)誤的認(rèn)知，認(rèn)為氫燃料電池車型在發(fā)生碰撞時(shí)，如果氫氣罐被撞擊則會(huì)有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
▲ 氫能源車新發(fā)生火災(zāi)與燃油車發(fā)生火災(zāi)對(duì)比（左為氫能源車，右為燃油車）
其實(shí)我們可以看到，現(xiàn)在車上的儲(chǔ)氫罐全部采用凱夫拉這種材料進(jìn)行制造，這種制作避彈衣的材料，可以抵擋輕型槍械射擊，是完全可以讓儲(chǔ)氫罐通過碰撞這種風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)氫罐還裝有止逆閥式的易熔塞泄壓閥，
另外，即便儲(chǔ)氫罐發(fā)生泄漏的話，由于氫氣是一種非常輕的氣體，所有氫氣會(huì)迅速向上進(jìn)行泄漏。可能有人會(huì)說如果起火呢，由于車輛需要的氫氣為非常純凈的氫氣，純凈的氫氣是如果發(fā)生起火現(xiàn)象，會(huì)呈現(xiàn)出較為安靜的燃燒并不會(huì)發(fā)生爆炸。氫氣爆炸是因?yàn)槠渲袚诫s有一些像甲烷等易燃物質(zhì)。儲(chǔ)氫罐還裝有止逆閥式的易熔塞泄壓閥，在車輛著火的情況下會(huì)易熔塞受熱熔化排出氫氣。
■ 邦點(diǎn)評(píng)
雖然說氫燃料電池車型是未來一個(gè)必行的發(fā)展趨勢(shì)，但是從車載儲(chǔ)氫技術(shù)、安全性、成本、加氫站、制氫以及運(yùn)輸?shù)确矫娑紵o法在短期內(nèi)得到很好的解決。雖然不少車企已經(jīng)在本屆上海車展上，亮相了自家的氫能源車型，但從多方面衡量，氫能源車發(fā)展的路上依然“理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感”。
