豐田將氫能定位為未來的清潔環(huán)保能源，并認(rèn)為氫燃料動力電池車是對社會貢獻(xiàn)度極高的最終環(huán)保車。于此同時，日本首相安倍晉三也親自為豐田Marai代言。

反觀國內(nèi)，很多車企把純電動汽車領(lǐng)域，也取得了不俗的成果。

那么這兩個發(fā)展新能源汽車的思路，誰將會引領(lǐng)行業(yè)潮流呢？下面我們具體分析一下。

動力系統(tǒng)的組成

從目前的發(fā)展?fàn)顩r看，兩者的動力系統(tǒng)決定了他們的續(xù)航里程，決定了車內(nèi)的乘坐空間，也決定了車企發(fā)展的方向。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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1.純電動汽車

從目前的發(fā)展情況來看，純電動汽車的動力系統(tǒng)重要是動力鋰電池+電機(jī)的組合形式。當(dāng)下流行的動力鋰電池是正極為鎳鈷錳的三元鋰離子電池，由上千個電芯經(jīng)過包裝整合組成電池pack。

如上圖所示，電池pack一般懸掛在汽車底盤下邊，為純電動汽車?yán)m(xù)航供應(yīng)能量，目前一個pack所攜帶的電量普遍小于90Kwh。

現(xiàn)在用的電機(jī)一般是交流感應(yīng)電機(jī)，這種電機(jī)比較小，但是能輸出比較大的功率。還有一種電機(jī)是輪轂電機(jī)，能耗比較小，但受限于成本，并未普及。

2.氫能汽車

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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目前的氫能汽車，它的動力系統(tǒng)重要是電動機(jī)+燃料動力電池+儲能電池+儲氫罐的組合形式。和純電動汽車相比，它的動力系統(tǒng)要復(fù)雜的多，電機(jī)基本相似，我們只討論電池和儲能裝置。

我們可以把氫能汽車上的電池分為兩種，一種是通過加氫燃料出現(xiàn)電能的，另一種是儲備電能的，前一種稱為燃料動力電池，后一種稱為儲能電池，這兩種電池必不可少。

通俗地講，燃料動力電池是一個開環(huán)系統(tǒng)，他要不斷的的補(bǔ)充燃料---氫化物，我們也可以稱為燃料動力電池反應(yīng)堆。

相比之下，儲能電池是一個閉環(huán)系統(tǒng)，它的用途就是儲能和充放電，當(dāng)然三元鋰離子電池也可以用作儲能電池。

除此之外，最重要的就是上圖中黃色的儲氫罐了，儲氫罐的用途是存儲燃料的，所以體積也比較大。

比較兩者的動力系統(tǒng)組成，我們發(fā)現(xiàn)氫能汽車比純電動汽車復(fù)雜太多了，純電動汽車的技術(shù)要更成熟一些，就動力系統(tǒng)的安全性來講，沒有燃料動力電池反應(yīng)堆的純電動汽車更安全。就動力本身來講，氫能汽車的能量供給則會更好。

兩者發(fā)展遇到的技術(shù)瓶頸

到目前為止，這兩者的發(fā)展都不同程度的遭遇瓶頸，純電動汽車的瓶頸就在于鋰離子電池技術(shù)的突破，這是一個世界性難題。

如上圖所示，影響純電動汽車最大的因素就是續(xù)航里程和充電的便利性，充電便利性屬于基礎(chǔ)設(shè)施，我們可以慢慢改進(jìn)，但是續(xù)航里程呢？反映到動力鋰電池上就是能量密度，以及鋰離子電池材料的選用。

目前氫燃料動力電池車的問題就是整套系統(tǒng)過于龐大，與燃油車和純電動汽車相比都毫無優(yōu)勢。

與此同時，氫能汽車無法儲存液氫，儲氫罐裝的通常都是金屬氫化物，其密度只有汽油的1/3，要達(dá)到汽油車的續(xù)航，儲氫罐的體積是油箱的3倍。

而且燃料動力電池、儲能電池、電動機(jī)這些動力系統(tǒng)的體積并不比發(fā)動機(jī)+變速箱的體積小多少。所以氫燃料動力電池車要解決的問題是：提高儲氫罐的能量密度、壓縮燃料動力電池的體積。

政策支持兩條腿走路

在我國，為了提倡節(jié)能減排，國家從2013年之前國家就對新能源汽車進(jìn)行補(bǔ)貼，每年都會根據(jù)市場狀況出臺新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，一直持續(xù)到現(xiàn)在。氫能汽車的補(bǔ)貼也一直都有，發(fā)展緩慢完全是因為自身還不夠成熟。

在日本，自1998年就開始實行的CEV補(bǔ)貼（即清潔能源汽車補(bǔ)貼），補(bǔ)貼規(guī)則、車型和預(yù)算由日本下一代汽車振興中心每年根據(jù)市場情況進(jìn)行調(diào)整。目前日本的氫氣站的成本約為240萬美元，日本政府為公司供應(yīng)50%的安裝費(fèi)用補(bǔ)貼。

此外，美國、德國、荷蘭、挪威等國家為了發(fā)展新能源汽車也都出臺了相應(yīng)的氫能汽車補(bǔ)貼政策。

基于此，我們可以發(fā)現(xiàn)，其實各國關(guān)于氫燃料動力電池汽車的鼓勵政策一直都有，沒有任何歧視，發(fā)展新能源既要發(fā)展純電動汽車，也要發(fā)展氫能汽車。

由此可見，其實新能源汽車誰能笑到最后，只取決于一個因素能量密度，再準(zhǔn)確一點(diǎn)就是整套動力系統(tǒng)的能量密度。從目前來看，純電動汽車技術(shù)更加成熟，氫能汽車卻昭示著未來發(fā)展方向。

首先來看多功能出行平臺，這個事實上并不能算什么新的技術(shù)，而是一種應(yīng)用創(chuàng)新，是把共享乘車、商品零售、貨物運(yùn)送等多種功能集成在一輛車上，這點(diǎn)毋庸多談。

自動駕駛技術(shù)，包括美國和我國在內(nèi)的很多公司也都在做，而且我國公司起步并不晚，技術(shù)水平可以說與國外相差不大。我個人始終認(rèn)為對自動駕駛這個概念要仔細(xì)地進(jìn)行區(qū)分，不要去搞漫無邊際的自動駕駛。要首先對技術(shù)載體進(jìn)行嚴(yán)格的限定，例如地鐵進(jìn)行自動駕駛相對就比較容易實現(xiàn)；然后是有限定條件的自動駕駛，現(xiàn)階段就想一步到位、實現(xiàn)在任意復(fù)雜城市路面上的無人駕駛，搞不好會成為又一個第五代計算機(jī)計劃（注：日本在20世紀(jì)80年代初提出，最后失敗的科技發(fā)展計劃）。

值得重視的是豐田的氫燃料動力電池車，豐田的確是這一領(lǐng)域的世界領(lǐng)先者。

業(yè)界普遍認(rèn)為氫燃料動力電池車是終級的理想汽車技術(shù)，一方面原因是它在行駛過程中排放出的只是水，另一方面是氫氣是各種氣體中密度最小的，而燃料動力電池的氧化劑則是取自空氣中的氧氣（比較之下鋰離子電池氫化劑則存在于電池本身），可以說是隨時補(bǔ)給、取之不盡。事實上，一切燃料動力電池都具有類似的從空氣中獲取氧氣作氧化劑從而減輕重量的優(yōu)點(diǎn)，例如各種金屬空氣電池等。傳統(tǒng)的燃油車能量密度較高，從而續(xù)航里程較長，事實上也是利用了這一點(diǎn)。所以，氫燃料動力電池的比能量密度在理論上是比較高的，每公斤氫氣的比能量密度可達(dá)約17千瓦時，這是現(xiàn)在鋰離子電池（以三元鋰離子電池來計算）的85倍左右。

在實際應(yīng)用中，因為儲氫罐等要占一定重量，因此實際比能量密度會大幅度降低?？傮w上說現(xiàn)在整個儲氫系統(tǒng)效率在5%，也就是整個儲氫系統(tǒng)的總重量100公斤，實際儲存的氫氣是5公斤左右。這會使儲氫系統(tǒng)的能量密度比理論上降低到20分之1。但就算這樣，一次加氫5公斤，其儲存的能量也可使氫燃料動力電池車?yán)m(xù)航里程達(dá)到600公里以上，與傳統(tǒng)燃油車大致持平。

2018款的豐田Mirai（日文未來之意）一次加滿5公斤氫氣的續(xù)航里程可以達(dá)到700公里。加氫過程在時間上與燃油車也差不多，每公里燃料使用成本大約為0.5元人民幣，比燃油車略高一些。所以，假如從使用習(xí)慣和使用成本上說，氫燃料動力電池車與現(xiàn)在的燃油車很接近，接下來想要實現(xiàn)商業(yè)化普及，最關(guān)鍵的是要大量投資新建加氫站網(wǎng)絡(luò)。

豐田Mirai

當(dāng)然，自然界并不存在廣泛可獲取的氫，而要通過消耗一定能量生產(chǎn)制取。所以對氫能這個說法是要謹(jǐn)慎理解的。在現(xiàn)實能源產(chǎn)業(yè)中，氫只是一種能量轉(zhuǎn)換的載體，而不是天然可開采的能源。生產(chǎn)氫的途徑很廣泛，且歷史很久，已經(jīng)算是一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)了。以甲烷、甲醇、乙醇等很多化工原料為基礎(chǔ)都可以制氫，通過電解法也可以直接用水來制氫。業(yè)界期待的最理想境界是直接用簡單的方法以太陽能或風(fēng)能等為能源，通過電解水逆反應(yīng)，從水中生產(chǎn)氫，這樣全流程就非常環(huán)保了。

氫燃料動力電池車的核心是氫燃料動力電池系統(tǒng)，這里面有兩個關(guān)鍵性的技術(shù)。一是氫燃料動力電池，二是氫的儲存。在這兩個方面，豐田公司的技術(shù)的確都是世界最領(lǐng)先的。

氫燃料動力電池最核心的是催化反應(yīng)部分，它將自帶的氫氣與取自空氣中的氧氣經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)電。催化反應(yīng)要用到極為昂貴的金屬鉑，這種金屬每年全球產(chǎn)量只有200噸多一點(diǎn)，比黃金還要稀少得多。要降低燃料動力電池的成本，從技術(shù)上說關(guān)鍵是要盡可能減少鉑的使用量，或者有替代鉑的方法。豐田公司能做到將一輛氫燃料動力電池車的鉑需求量進(jìn)一步減少。業(yè)界也在積極尋求不用鉑的催化技術(shù)，假如能實現(xiàn)就解決了燃料動力電池汽車制造成本上的一個最大的技術(shù)難題。

儲存氫氣也是一個很難的技術(shù)，因為氫分子實在是太小了，假如用一般的鋼瓶儲存，氫氣分子都會鉆到鋼材的縫隙中去，出現(xiàn)叫氫脆的問題，使鋼瓶的強(qiáng)度下降。因此，要將氫氣以700個大氣壓儲存在復(fù)合材料制作的特殊氫氣罐里。毫無疑問，其品質(zhì)對安全保證是很關(guān)鍵的。不過，氫氣儲存在安全性上也有它的優(yōu)點(diǎn)，即使它發(fā)生泄露，由于氫氣比空氣輕，它會迅速向上漂，而不象汽油泄露那樣流得到處都是。汽車?yán)镄孤兜钠鸵坏┲?，極大概率是會迅速把整個汽車燒毀。所以從理論上說氫燃料動力電池車至少比燃油車更為安全。豐田公司的氫氣罐可以做到用世界上最強(qiáng)武器之一美軍海軍陸戰(zhàn)隊使用的M82A3式狙擊步槍都打不穿的地步。

由此看來，氫燃料動力電池車能否大規(guī)模普及，關(guān)鍵點(diǎn)還是在催化劑上能否有大的突破。此外，氫燃料動力電池因為其較高的比能量密度，不僅在新能源車上有應(yīng)用，而且在無人機(jī)等其他領(lǐng)域也有較廣泛的應(yīng)用價值。

2、固態(tài)電池技術(shù)：日本有生產(chǎn)工藝優(yōu)勢

關(guān)于電池行業(yè)來說，固態(tài)電池并不是一個陌生概念。早在2012年蘋果公司就已經(jīng)開始了全固態(tài)電池技術(shù)的專利布局，隨后包括豐田在內(nèi)的一些知名廠商也在這個領(lǐng)域有所投入。

純電動汽車的成本重要體現(xiàn)在電池上。為了使普通讀者更容易理解，我把電動汽車鋰離子電池技術(shù)大致分成四個大的時代：

第一代是磷酸鐵鋰離子電池，能量密度在100Wh/kg（每公斤瓦時）左右。

第二代是三元鋰離子電池，200Wh/kg左右。

第三代是固體電解質(zhì)鋰離子電池，現(xiàn)在業(yè)界叫固態(tài)電池，300Wh/kg左右。

第四代是鋰硫電池等，400Wh/kg左右。

當(dāng)然，每一代的技術(shù)并非完全單一，而是會有很多不同變化。甚至就是三元鋰離子電池本身就有很多種。但以上大致的分代可以使我們對純電動汽車未來的發(fā)展趨勢有一個直觀的了解。

特斯拉一開始就采用的是第二代的三元鋰離子電池中的鎳鈷鋁技術(shù)，我國2017年純電動汽車普遍采用鎳鈷錳三元鋰離子電池。

固態(tài)電池，事實上是指第三代的固體電解質(zhì)鋰離子電池。我國在固體電解液電池上也有技術(shù)積累，而且在第四代的技術(shù)上也有很多單位在開發(fā)。只是在具體電池生產(chǎn)工藝上，日本和韓國的三星、LG等還是有長期技術(shù)優(yōu)勢的。一般來說，電池的能量密度越高，每千瓦時的存儲成本就越低。

對續(xù)航里程問題，不同汽車的用戶體驗可能會有些不同。我個人認(rèn)為純電動汽車的續(xù)航里程會經(jīng)歷這么一個變化過程：

最初因為電池太貴，因此續(xù)航里程很短，只有120公里；

隨著電池成本持續(xù)地大幅度降低，續(xù)航里程不斷上升；

由于充電設(shè)施還不是很普及，充電不是很方便，用戶對續(xù)航里程需求還會在一按時間持續(xù)上升，現(xiàn)在400公里甚至更長續(xù)航里程的純電動汽車款已經(jīng)很多了；

未來充電設(shè)施越來越普及，充電越來越方便，到處都可以充電，再加上各種電動汽車充電寶產(chǎn)品流行，用戶并不要買很長續(xù)航里程的電動汽車，購買電動汽車的成本又極大降低。

固態(tài)電池的安全性比液態(tài)鋰離子電池高很多，而且續(xù)航里程很長。固態(tài)電池普及后，純電動汽車的成本可達(dá)到與現(xiàn)在燃油車接近的程度。

不過，這項技術(shù)開發(fā)有難度，目前這方面研究最深的就是豐田汽車，但也一直沒有實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。于是，日本政府決定和公司聯(lián)起手來加快固態(tài)電池的研發(fā)。

據(jù)報道，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將向鋰離子電池材料評價研究中心（LIBTEC）出資16億日元，這家研究中心是由旭化成、東麗和Kuraray等化工公司成立的，現(xiàn)在豐田、日產(chǎn)和本田三大車企和松下、GSYUASA等電池公司也將加入其中。

除了加快技術(shù)研發(fā)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省還計劃向國際電工委員會（IEC）提出申請來推動固態(tài)電池國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，這樣就能從一開始掌握更多話語權(quán)，從而在電動汽車的電池領(lǐng)域獲得領(lǐng)先地位。

3、加一次油跑1000公里：汽車公司很快都能做到

目前新能源車重要是三個方法：最早出現(xiàn)的混合動力、純電動、氫燃料動力電池。豐田公司在混合動力和燃料動力電池兩個技術(shù)上都處于世界領(lǐng)先水平。

那么有傳言說豐田開發(fā)出加一次油可以跑1000公里的車，這是真的嗎？

其實，不僅豐田能做到，很快幾乎每家汽車公司都能做到了。

因為現(xiàn)在開發(fā)燃油車的公司也都在向混合動力方向發(fā)展。這種混合動力是用燃油發(fā)動機(jī)發(fā)電，用電機(jī)驅(qū)動。其顯著好處包括：

一是燃油發(fā)動機(jī)可以穩(wěn)定地工作，在最佳效率狀態(tài)發(fā)電；

二是不用齒輪箱了；

三是利用了電機(jī)驅(qū)動的好處，在各種轉(zhuǎn)速下扭矩大致是均衡的；

四是電驅(qū)動可以進(jìn)行能量回收。

電機(jī)驅(qū)動可以使百公里耗油顯著降低。假如只是用燃油發(fā)動機(jī)本身改進(jìn)，效率幾乎不太可能降到百公里油耗5升以下。但采用混動的方法，可以比較容易做到百公里耗油4升左右甚至更低，在城市復(fù)雜工況下做到這種省油的水平也是可以的。這樣，原來加滿油40-50升只能跑400-600公里的車，現(xiàn)在就都可以跑上千公里了。

假如是插電增程式混動，電池本身有50到100公里左右的續(xù)航里程，可以采用充電方式在城市內(nèi)跑，跑長途用燃油增程，相當(dāng)于內(nèi)置充電寶。豐田是混合動力車的先驅(qū)，2017年豐田新能源車全球銷量達(dá)到152萬輛，重要就是靠混合動力技術(shù)實現(xiàn)的，并且在混合動力技術(shù)上已經(jīng)有20年的積累，至2017年，豐田以混合動力車為主的新能源車全球累積銷量達(dá)到1147萬輛。

大多數(shù)人認(rèn)為混合動力是一個過渡方法，問題是這個過渡時間會有多長。這取決于純電動和燃料動力電池車的發(fā)展情況。前兩年混合動力車在我國新能源車銷量中的比例呈下降狀態(tài)，但2017年至今混合動力車占比又快速上升?；旌蟿恿嚭蜌淙剂蟿恿﹄姵剀囋诶m(xù)航里程上都有優(yōu)勢，混合動力車又可直接利用原來燃油車普遍存在的加油網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此對續(xù)航里程有較高要求的用戶現(xiàn)在還是會青睞前者。