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

反觀國(guó)內(nèi)，很多車(chē)企把純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，也取得了不俗的成果。

那么這兩個(gè)發(fā)展新能源汽車(chē)的思路，誰(shuí)將會(huì)引領(lǐng)行業(yè)潮流呢？下面我們具體分析一下。

動(dòng)力系統(tǒng)的組成

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

過(guò)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%

點(diǎn)擊詳情

1.純電動(dòng)汽車(chē)

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

如上圖所示，電池pack一般懸掛在汽車(chē)底盤(pán)下邊，為純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航供應(yīng)能量，目前一個(gè)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(chē)

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)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(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

點(diǎn)擊詳情

目前的氫能汽車(chē)，它的動(dòng)力系統(tǒng)重要是電動(dòng)機(jī)+燃料動(dòng)力電池+儲(chǔ)能電池+儲(chǔ)氫罐的組合形式。和純電動(dòng)汽車(chē)相比，它的動(dòng)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(chǔ)能裝置。

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

通俗地講，燃料動(dòng)力電池是一個(gè)開(kāi)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(chēng)為燃料動(dòng)力電池反應(yīng)堆。

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

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

比較兩者的動(dòng)力系統(tǒng)組成，我們發(fā)現(xiàn)氫能汽車(chē)比純電動(dòng)汽車(chē)復(fù)雜太多了，純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)要更成熟一些，就動(dòng)力系統(tǒng)的安全性來(lái)講，沒(méi)有燃料動(dòng)力電池反應(yīng)堆的純電動(dòng)汽車(chē)更安全。就動(dòng)力本身來(lái)講，氫能汽車(chē)的能量供給則會(huì)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(dòng)汽車(chē)的瓶頸就在于鋰離子電池技術(shù)的突破，這是一個(gè)世界性難題。

如上圖所示，影響純電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)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(dòng)力電池車(chē)的問(wèn)題就是整套系統(tǒng)過(guò)于龐大，與燃油車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)相比都毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。

與此同時(shí)，氫能汽車(chē)無(wú)法儲(chǔ)存液氫，儲(chǔ)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(chē)的續(xù)航，儲(chǔ)氫罐的體積是油箱的3倍。

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

政策支持兩條腿走路

在我國(guó)，為了提倡節(jié)能減排，國(guó)家從2013年之前國(guó)家就對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行補(bǔ)貼，每年都會(huì)根據(jù)市場(chǎng)狀況出臺(tái)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，一直持續(xù)到現(xiàn)在。氫能汽車(chē)的補(bǔ)貼也一直都有，發(fā)展緩慢完全是因?yàn)樽陨磉€不夠成熟。

在日本，自1998年就開(kāi)始實(shí)行的CEV補(bǔ)貼（即清潔能源汽車(chē)補(bǔ)貼），補(bǔ)貼規(guī)則、車(chē)型和預(yù)算由日本下一代汽車(chē)振興中心每年根據(jù)市場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。目前日本的氫氣站的成本約為240萬(wàn)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(guó)、德國(guó)、荷蘭、挪威等國(guó)家為了發(fā)展新能源汽車(chē)也都出臺(tái)了相應(yīng)的氫能汽車(chē)補(bǔ)貼政策。

基于此，我們可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)各國(guó)關(guān)于氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的鼓勵(lì)政策一直都有，沒(méi)有任何歧視，發(fā)展新能源既要發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)，也要發(fā)展氫能汽車(chē)。

由此可見(jiàn)，其實(shí)新能源汽車(chē)誰(shuí)能笑到最后，只取決于一個(gè)因素能量密度，再準(zhǔn)確一點(diǎn)就是整套動(dòng)力系統(tǒng)的能量密度。從目前來(lái)看，純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)更加成熟，氫能汽車(chē)卻昭示著未來(lái)發(fā)展方向。

首先來(lái)看多功能出行平臺(tái)，這個(gè)事實(shí)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(chē)、商品零售、貨物運(yùn)送等多種功能集成在一輛車(chē)上，這點(diǎn)毋庸多談。

自動(dòng)駕駛技術(shù)，包括美國(guó)和我國(guó)在內(nèi)的很多公司也都在做，而且我國(guó)公司起步并不晚，技術(shù)水平可以說(shuō)與國(guó)外相差不大。我個(gè)人始終認(rèn)為對(duì)自動(dòng)駕駛這個(gè)概念要仔細(xì)地進(jìn)行區(qū)分，不要去搞漫無(wú)邊際的自動(dòng)駕駛。要首先對(duì)技術(shù)載體進(jìn)行嚴(yán)格的限定，例如地鐵進(jìn)行自動(dòng)駕駛相對(duì)就比較容易實(shí)現(xiàn)；然后是有限定條件的自動(dòng)駕駛，現(xiàn)階段就想一步到位、實(shí)現(xiàn)在任意復(fù)雜城市路面上的無(wú)人駕駛，搞不好會(huì)成為又一個(gè)第五代計(jì)算機(jī)計(jì)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(jì)劃）。

值得重視的是豐田的氫燃料動(dòng)力電池車(chē)，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(dòng)力電池車(chē)是終級(jí)的理想汽車(chē)技術(shù)，一方面原因是它在行駛過(guò)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(dòng)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(shuō)是隨時(shí)補(bǔ)給、取之不盡。事實(shí)上，一切燃料動(dòng)力電池都具有類(lèi)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(chē)能量密度較高，從而續(xù)航里程較長(zhǎng)，事實(shí)上也是利用了這一點(diǎn)。所以，氫燃料動(dòng)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(shí)，這是現(xiàn)在鋰離子電池（以三元鋰離子電池來(lái)計(jì)算）的85倍左右。

在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)閮?chǔ)氫罐等要占一定重量，因此實(shí)際比能量密度會(huì)大幅度降低。總體上說(shuō)現(xiàn)在整個(gè)儲(chǔ)氫系統(tǒng)效率在5%，也就是整個(gè)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的總重量100公斤，實(shí)際儲(chǔ)存的氫氣是5公斤左右。這會(huì)使儲(chǔ)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(chǔ)存的能量也可使氫燃料動(dòng)力電池車(chē)?yán)m(xù)航里程達(dá)到600公里以上，與傳統(tǒng)燃油車(chē)大致持平。

2018款的豐田Mirai（日文未來(lái)之意）一次加滿(mǎn)5公斤氫氣的續(xù)航里程可以達(dá)到700公里。加氫過(guò)程在時(shí)間上與燃油車(chē)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(chē)略高一些。所以，假如從使用習(xí)慣和使用成本上說(shuō)，氫燃料動(dòng)力電池車(chē)與現(xiàn)在的燃油車(chē)很接近，接下來(lái)想要實(shí)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(guò)消耗一定能量生產(chǎn)制取。所以對(duì)氫能這個(gè)說(shuō)法是要謹(jǐn)慎理解的。在現(xiàn)實(shí)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(kāi)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(gè)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(guò)電解法也可以直接用水來(lái)制氫。業(yè)界期待的最理想境界是直接用簡(jiǎn)單的方法以太陽(yáng)能或風(fēng)能等為能源，通過(guò)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(dòng)力電池車(chē)的核心是氫燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)，這里面有兩個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)。一是氫燃料動(dòng)力電池，二是氫的儲(chǔ)存。在這兩個(gè)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(dòng)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(guò)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(dòng)力電池的成本，從技術(shù)上說(shuō)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(dòng)力電池車(chē)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(shí)現(xiàn)就解決了燃料動(dòng)力電池汽車(chē)制造成本上的一個(gè)最大的技術(shù)難題。

儲(chǔ)存氫氣也是一個(gè)很難的技術(shù)，因?yàn)闅浞肿訉?shí)在是太小了，假如用一般的鋼瓶?jī)?chǔ)存，氫氣分子都會(huì)鉆到鋼材的縫隙中去，出現(xiàn)叫氫脆的問(wèn)題，使鋼瓶的強(qiáng)度下降。因此，要將氫氣以700個(gè)大氣壓儲(chǔ)存在復(fù)合材料制作的特殊氫氣罐里。毫無(wú)疑問(wèn)，其品質(zhì)對(duì)安全保證是很關(guān)鍵的。不過(guò)，氫氣儲(chǔ)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(huì)迅速向上漂，而不象汽油泄露那樣流得到處都是。汽車(chē)?yán)镄孤兜钠鸵坏┲?，極大概率是會(huì)迅速把整個(gè)汽車(chē)燒毀。所以從理論上說(shuō)氫燃料動(dòng)力電池車(chē)至少比燃油車(chē)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(duì)使用的M82A3式狙擊步槍都打不穿的地步。

由此看來(lái)，氫燃料動(dòng)力電池車(chē)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(dòng)力電池因?yàn)槠漭^高的比能量密度，不僅在新能源車(chē)上有應(yīng)用，而且在無(wú)人機(jī)等其他領(lǐng)域也有較廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

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

關(guān)于電池行業(yè)來(lái)說(shuō)，固態(tài)電池并不是一個(gè)陌生概念。早在2012年蘋(píng)果公司就已經(jīng)開(kāi)始了全固態(tài)電池技術(shù)的專(zhuān)利布局，隨后包括豐田在內(nèi)的一些知名廠商也在這個(gè)領(lǐng)域有所投入。

純電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)鋰離子電池技術(shù)大致分成四個(gè)大的時(shí)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(shí)）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(huì)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(duì)純電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)有一個(gè)直觀的了解。

特斯拉一開(kāi)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(guó)2017年純電動(dòng)汽車(chē)普遍采用鎳鈷錳三元鋰離子電池。

固態(tài)電池，事實(shí)上是指第三代的固體電解質(zhì)鋰離子電池。我國(guó)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(kāi)發(fā)。只是在具體電池生產(chǎn)工藝上，日本和韓國(guó)的三星、LG等還是有長(zhǎng)期技術(shù)優(yōu)勢(shì)的。一般來(lái)說(shuō)，電池的能量密度越高，每千瓦時(shí)的存儲(chǔ)成本就越低。

對(duì)續(xù)航里程問(wèn)題，不同汽車(chē)的用戶(hù)體驗(yàn)可能會(huì)有些不同。我個(gè)人認(rèn)為純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程會(huì)經(jīng)歷這么一個(gè)變化過(guò)程：

最初因?yàn)殡姵靥F，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(hù)對(duì)續(xù)航里程需求還會(huì)在一按時(shí)間持續(xù)上升，現(xiàn)在400公里甚至更長(zhǎng)續(xù)航里程的純電動(dòng)汽車(chē)款已經(jīng)很多了；

未來(lái)充電設(shè)施越來(lái)越普及，充電越來(lái)越方便，到處都可以充電，再加上各種電動(dòng)汽車(chē)充電寶產(chǎn)品流行，用戶(hù)并不要買(mǎi)很長(zhǎng)續(xù)航里程的電動(dòng)汽車(chē)，購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)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(zhǎng)。固態(tài)電池普及后，純電動(dòng)汽車(chē)的成本可達(dá)到與現(xiàn)在燃油車(chē)接近的程度。

不過(guò)，這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)有難度，目前這方面研究最深的就是豐田汽車(chē)，但也一直沒(méi)有實(shí)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(lái)加快固態(tài)電池的研發(fā)。

據(jù)報(bào)道，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將向鋰離子電池材料評(píng)價(jià)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(chē)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(jì)劃向國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）提出申請(qǐng)來(lái)推動(dòng)固態(tài)電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，這樣就能從一開(kāi)始掌握更多話(huà)語(yǔ)權(quán)，從而在電動(dòng)汽車(chē)的電池領(lǐng)域獲得領(lǐng)先地位。

3、加一次油跑1000公里：汽車(chē)公司很快都能做到

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

那么有傳言說(shuō)豐田開(kāi)發(fā)出加一次油可以跑1000公里的車(chē)，這是真的嗎？

其實(shí)，不僅豐田能做到，很快幾乎每家汽車(chē)公司都能做到了。

因?yàn)楝F(xiàn)在開(kāi)發(fā)燃油車(chē)的公司也都在向混合動(dòng)力方向發(fā)展。這種混合動(dòng)力是用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。其顯著好處包括：

一是燃油發(fā)動(dòng)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(dòng)的好處，在各種轉(zhuǎn)速下扭矩大致是均衡的；

四是電驅(qū)動(dòng)可以進(jìn)行能量回收。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以使百公里耗油顯著降低。假如只是用燃油發(fā)動(dòng)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(dòng)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(lái)加滿(mǎn)油40-50升只能跑400-600公里的車(chē)，現(xiàn)在就都可以跑上千公里了。

假如是插電增程式混動(dòng)，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(zhǎng)途用燃油增程，相當(dāng)于內(nèi)置充電寶。豐田是混合動(dòng)力車(chē)的先驅(qū)，2017年豐田新能源車(chē)全球銷(xiāo)量達(dá)到152萬(wàn)輛，重要就是靠混合動(dòng)力技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，并且在混合動(dòng)力技術(shù)上已經(jīng)有20年的積累，至2017年，豐田以混合動(dòng)力車(chē)為主的新能源車(chē)全球累積銷(xiāo)量達(dá)到1147萬(wàn)輛。

大多數(shù)人認(rèn)為混合動(dòng)力是一個(gè)過(guò)渡方法，問(wèn)題是這個(gè)過(guò)渡時(shí)間會(huì)有多長(zhǎng)。這取決于純電動(dòng)和燃料動(dòng)力電池車(chē)的發(fā)展情況。前兩年混合動(dòng)力車(chē)在我國(guó)新能源車(chē)銷(xiāo)量中的比例呈下降狀態(tài)，但2017年至今混合動(dòng)力車(chē)占比又快速上升?；旌蟿?dòng)力車(chē)和氫燃料動(dòng)力電池車(chē)在續(xù)航里程上都有優(yōu)勢(shì)，混合動(dòng)力車(chē)又可直接利用原來(lái)燃油車(chē)普遍存在的加油網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此對(duì)續(xù)航里程有較高要求的用戶(hù)現(xiàn)在還是會(huì)青睞前者。