什么汽車的未來將屬于燃料電池？

       什么汽車的未來將屬于燃料電池？

       簡單的回答：行駛范圍，適應(yīng)性（溫度）和加注時(shí)間將使氫燃料電池領(lǐng)先于競爭（電動車）

       加注：用氫氣加注燃料電池車輛很像加油傳統(tǒng)車輛：它可以在幾分鐘內(nèi)在適當(dāng)?shù)谋猛�。在能夠分配氫氣的站點(diǎn)，如華沙這樣的站點(diǎn)，在歐洲，北美和亞洲的數(shù)量正在增加。

       你必須完全不感興趣的汽車或任何其他類型的交通，不能意識到汽車正在經(jīng)歷一個(gè)重大轉(zhuǎn)型。它們不再僅僅基于石油燃料通過內(nèi)燃機(jī)燃燒。如今，消費(fèi)者通常購買部分或完全依靠電力運(yùn)行的車輛。

       這種巨大變化背后有不同的力量。例如，電動車輛減少了污染物的排放，降低了當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量和二氧化碳的排放，這對改變氣候有重大作用。

       有利于電動車輛的另一個(gè)原因涉及國家安全。充足的石油供應(yīng)僅在世界上某些地區(qū)發(fā)生。因此，缺乏這些自然資源的國家如果繼續(xù)利用燃燒汽油或柴油燃料的車輛，將仍然處于政治和經(jīng)濟(jì)劣勢。這就是我們談到的國家能源戰(zhàn)略保持在卡車上：尼古拉汽車公司最近發(fā)布了燃料電池動力的尼古拉一號，它能夠在一次加注行駛超過1200公里。

       最后的原因，化石燃料-石油的資源正在慢慢耗盡和消失。一旦社會達(dá)到供不應(yīng)求情況，價(jià)格就會上漲。物以稀為貴！ 所以，難怪真的美國正在加速轉(zhuǎn)向電動汽車。

       電動車可分為三組。當(dāng)今最常見的是混合動力，它們結(jié)合了電池，電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。雖然這些車輛具有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是高效率，但除了插電式混合動力車以外，所有的動力都還是來自石油基燃料。

       第二組是電池電動車輛，或BEV，如Nissan LEAF和Tesla Model S，它們現(xiàn)在是相當(dāng)常見的。雖然用于為電池充電的電力主要來自化石燃料，但BEV是有利的，因?yàn)樗鼈儽染哂袃?nèi)燃機(jī)的汽車更有效地使用了該能量。電網(wǎng)也在轉(zhuǎn)向更多的可再生能源，進(jìn)一步減少與BEV相關(guān)的碳標(biāo)志。

       第三個(gè)新興類別包括剛剛出現(xiàn)的燃料電池電動汽車或FCEV，但正如我在下面所論述的，代表大多數(shù)人最終選擇作為其主要汽車的電動車輛。前瞻性汽車制造商現(xiàn)在生產(chǎn)BEV和FCEV，但沒有大量的爭議和形成競爭態(tài)勢，這只會使情況更混亂。所以在這里，我想澄清不同技術(shù)的相對優(yōu)勢，并與你分享如何看待電動個(gè)人交通發(fā)展。

內(nèi)部工作：豐田的燃料電池動力Mirai的許多關(guān)鍵部件位于客艙的下面或后面，雖然電動馬達(dá)位于前面，在引擎蓋下。

       此外，燃料電池電動車輛具有非常高的效率，是目前的平均汽油動力汽車的三倍以上。其范圍和加油時(shí)間與常規(guī)汽車相當(dāng)，其燃料可以以各種直接的方式生產(chǎn)，并且其傳動系實(shí)際上不產(chǎn)生振動。

聽起來很吸引人，不是嗎？你可能想知道如何開始駕駛。如果你在正確的位置（地理位置），你現(xiàn)在就可以試駕。現(xiàn)代圖森SUV的燃料電池版本自2014年6月起在加州出售。自2015年10月起，豐田FCEV開始銷售和出租，豐田的四

轎車FCEV名為“Mirai”。本田在本月已經(jīng)開始了其FCEV清晰在加利福尼亞銷售和出租。

       當(dāng)然，你需要的不僅僅是得到車 - 你還需要一個(gè)地方可以加燃料。在美國，加州能源委員會正在開發(fā)必要的加氫基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)計(jì)到2016年年底將有27個(gè)氫氣加氣站在這里運(yùn)行，到2017年年底將超過44個(gè)，到2020年將達(dá)74個(gè)在美國其他地方需要?dú)淙剂匣�礎(chǔ)設(shè)施正在由美國能源部支持的H2USA解決。

混合動力：豐田普銳斯的銷售，全球領(lǐng)銜的混合動力傳動系統(tǒng)，大約十年來真正起飛。豐田的混合動力系統(tǒng)使燃料電池驅(qū)動的汽車成為可能。

       在歐洲，目前有幾十個(gè)氫氣加注站正在運(yùn)行，一個(gè)名為Hrogenrogen Mobility Europe的計(jì)劃正在努力推動加氫站建設(shè)，增加這一數(shù)量。截至2016年中期，日本有80個(gè)氫氣站，政府希望在2020年東京夏季奧運(yùn)會之前大幅提高這類設(shè)施的數(shù)量。

       現(xiàn)代，豐田和本田的燃料電池車可能是走了條新路，但他們攜帶的大部分技術(shù)不是全新的，因?yàn)檫@些車與現(xiàn)有的電池電動車有很大的共同點(diǎn)。 FCEV和BEV都有電動傳動系統(tǒng)和電池組。并且都采用再生制動，這是電動汽車的關(guān)鍵節(jié)能屬性。但它們在根本上不同在于電池電動車，在充電或加注所需的時(shí)間上，在行駛里程上，以及擴(kuò)大車輛尺寸的能力方面都表現(xiàn)出競爭力。

       首先考慮電力的來源。 BEV僅由其他地方產(chǎn)生的電力供電，然后存儲在電池組中，而FCEV由氫氣提供動力，氫氣是由車輛的燃料電池發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)換為電力。雖然氫燃料電池產(chǎn)生電力，但是FCEV還需要電池組來向驅(qū)動電動機(jī)提供能量浪涌并且吸收由再生制動產(chǎn)生的電。與BEV所需的電池?cái)?shù)量截然不同，F(xiàn)CEV電池只需要具有適度的數(shù)量，如今天在混合動力汽車中的數(shù)量。

       大多數(shù)BEV的范圍在65和320公里（40和200英里）之間，具體取決于型號，影響行駛距離的因素很多，如溫度，冷的或熱的負(fù)載，車輛行駛的速度，以及前大燈和其他電氣附件的使用量。富裕的電動汽車愛好者可以購買特斯拉Model S或Model X，據(jù)報(bào)道它們的范圍接近480公里。這接近了FCEV和常規(guī)車輛的范圍，通常在一罐氫可以從480公里行駛到640公里。

       自2014年以來，加州人已經(jīng)能夠從現(xiàn)代租賃一輛燃料電池動力的圖森SUV。

       當(dāng)高壓電源可用時(shí)，BEV需要1小時(shí)到超過4小時(shí)充電，使用標(biāo)準(zhǔn)的120伏家用插座需要超過6小時(shí)。汽車裝備接受直流“快速”充電大約30分鐘。 而FCEV在不到5分鐘內(nèi)完全充滿氫氣。

BEV非常適合輕型車輛，并正在出現(xiàn)用于在適度范圍的路線上的貨車和公共汽車。如果需要更大，更長距離的車輛供電就可能有問題，必須增加更多的電池容量。電池重量增加了，這又要求車輛配備更大的電機(jī)，更強(qiáng)的懸架和更好的制動器以保持相同的性能 - 所有這些都又增加了更多的重量，這意味著需要更大的電池。這是一個(gè)惡性循環(huán)，最終變得不可支持和不可救藥，當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)大型車輛的長距離行駛范圍。相比之下，燃料電池可用于為幾乎任何尺寸的車輛提供動力，從小型車到SUV，到貨車，到長途拖拉機(jī) - 拖車機(jī)頭。

       在尼古拉汽車公司所發(fā)生的一切充分說明了這種能力的差異，它曾經(jīng)打算生產(chǎn)一輛BEV牽引車拖車。在試圖設(shè)計(jì)這種車輛的現(xiàn)實(shí)變得明顯之后，卡車的設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)而使用氫燃料電池來獲得動力。剛剛這個(gè)月，該公司推出了燃料電池動力拖拉機(jī)拖車，稱為尼古拉一號。

       雖然燃料電池汽車剛剛在今天的市場上占有一席之地，但我相信在未來25年內(nèi)，大多數(shù)進(jìn)入展廳的汽車買家將選擇FCEV作為主要的交通工具，并且由于行駛范圍和加注時(shí)間，他們將考慮BEV只作為他們的第二輛車的選擇。

       在2015年有一次，馬斯克提出了他的立場的三個(gè)具體原因：對氫的安全性，氫氣缺乏燃料基礎(chǔ)設(shè)施和其不可再生的性質(zhì)的擔(dān)憂。我懷疑馬斯克的立場是因?yàn)樗�希望促進(jìn)特斯拉新興的BEVs系列，這種偏好是對公眾和環(huán)境的一種偏見。

       因此，讓我解釋為什么我認(rèn)為馬斯克的言論是有預(yù)設(shè)條件。首先，他關(guān)于氫氣危險(xiǎn)的陳述是被嚴(yán)重夸大了。所有車輛能源 - 無論是氫氣，汽油，柴油燃料，天然氣，包括還是電池中儲存的電 - 都有與其相關(guān)的安全問題。每個(gè)都必須遵守適當(dāng)?shù)闹?jǐn)慎，規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

       氫在這方面與其他燃料沒有不同，除了某些特征，在某些方面，使氫比我們在過去幾十年熟悉和適應(yīng)的汽油燃料更安全。特別地，氫比空氣輕，并迅速向上和向外消散。這與汽油非常不同，汽油在汽車中會積聚在汽車中，如果被點(diǎn)燃，汽油會在火焰中吞噬整個(gè)汽車。

       馬斯克對于氫氣缺乏加油站的批評同樣夸張。 BEV和FCEV都需要對我們的交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面的改變。對于FCEV，現(xiàn)有的汽油加注站必須能夠分配氫氣，這需要昂貴的設(shè)備。但并不是所有的加油站都需要具備這種能力（正如并非所有加油站都配備柴油燃料）。 2013年為加州能源委員會進(jìn)行的一項(xiàng)研究[PDF]發(fā)現(xiàn)，該州只需要68個(gè)氫氣站供人們大量購買FCEV。在加利福尼亞州南部，只需要38個(gè)這樣的設(shè)施。在完全建成時(shí)，只有15％的在該州運(yùn)行的現(xiàn)有汽油加油站需要轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃狻�從這樣的基礎(chǔ)上，加氫基礎(chǔ)設(shè)施無疑將隨著FCEV數(shù)量的增加而增加額外的便利和容量。

       與氫燃料不同，BEV充電不具有作為部署的天然家庭的加油站。原因很清楚，是因?yàn)槌潆姇r(shí)間太長。然而，充電站安裝在主要目的地，如購物中心和辦公大樓。家庭收費(fèi)也是可能的，但是對于居住在公寓和公寓中的車主數(shù)量的增加是一個(gè)挑戰(zhàn)。并且在公共充電站對車輛充電所需的長時(shí)間段是有問題的，當(dāng)一個(gè)車輛被拒絕進(jìn)入充電端口時(shí)，通常會產(chǎn)生“充電暴漲”的情況，因?yàn)樗�被另一輛要花費(fèi)數(shù)小時(shí)充電的車輛占用，是充滿電但等待其車主從購物返回或完成一天的工作。

       馬斯克最后的批評是，用于FCEVs的氫不是從可再生能源生產(chǎn)的。他又不正確了。今天，根據(jù)法律，加利福尼亞州分配的氫氣中有33％是由可再生能源生產(chǎn)的。展望未來，可再生氫分配的百分比將增加，并且最可能在不太遙遠(yuǎn)的未來的某個(gè)時(shí)候，投入車輛的所有氫氣將屬于這一類別。

        這就是為什么這是有道理的：已經(jīng)有多個(gè)可再生氫源，包括從可再生燃料運(yùn)行的固定燃料電池產(chǎn)生氫，熱和功率（稱為三聯(lián)產(chǎn)）。另一個(gè)來源，電解，已經(jīng)很好地建立，并且隨著其擴(kuò)展，將能夠捕獲和存儲太陽能和風(fēng)能，否則當(dāng)所產(chǎn)生的功率超過電網(wǎng)的需求時(shí)，太陽能和風(fēng)能將被削減，棄光棄風(fēng)。

       實(shí)際加油站：在不久的將來，有一天可能有充足的加氫站，每個(gè)加油站看起來類似于今天的加油站。

       所存儲的能量然后將可用于FCEV或用于固定燃料電池以滿足電網(wǎng)對功率的需求。電池也將起作用，但是它們沒有能量密度來吸收大量的可用能量，而氫則具有。

也就是說，我不想建議BEV將完全被FCEV取代，因?yàn)榭捎玫男吞柡蜌淙剂匣�礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展。有些人不需要大型汽車或車輛，不需要長途旅行，沒有冗長的充電站。對于許多房主來說，在夜間在車庫里充電很容易，BEV將為市場的這一部分提供很好的服務(wù)。

       所以這不是一種類型的電動車占優(yōu)勢的另一個(gè)問題�；�于目前的車隊(duì)和不斷變化的市場趨勢，我預(yù)計(jì)FCEVs最終將比BEV更常見普及，但這將可能需要幾十年，毫無疑問。即使這種情況發(fā)生，BEV的數(shù)量，許多代表第二輛車，毫無疑問是巨大的。

       由于現(xiàn)代，豐田，本田和其他制造商的努力，Elon Musk不必感受到剛剛進(jìn)入主流汽車市場的FCEV的許多有吸引力的特征。是的，這需要很長時(shí)間，但氫燃料電池電動車的時(shí)代已經(jīng)開始。