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混合动力已经玩够了?丰田推广燃料电池汽车

2015-08-27 16:32 作者: 已被驾校劝退

牛车网网友李飞飞 问:

丰田mirai是燃料电池车吗?燃料电池是什么东西?

牛车网网友已被驾校劝退 答:

大家都知道,由于传统的汽车需要消耗石油燃料,消耗资源也对环境有不好的影响,所以关于新能源汽车,世界上各个国家的各个厂商们都在探索。我们国家正在努力的推广纯电动汽车,宝马曾经销售过氢动力汽车,日本车企则在油电混合动力方面比较有造诣。

而油电混合动力最成熟的丰田却没有死守油电混合动力,转向了燃料电池领域。并且2014年12月15日,丰田在日本正式开始销售第一款燃料电池汽车:丰田Mirai。同时丰田计划在2015年10将这款燃料电池汽车在美国销售,目前已经接到了超过1100辆的订单。

丰田Mirai

说到这,肯定不少人都在挠头疑问:燃料电池,到底是什么?

燃料电池(Fuel Cell)是一种能将燃料的化学能与氧化剂中的化学能直接转变为电能的装置,虽然名字里有“电池”这两个字,并且在物理结构上看起来很像电池,但是燃料电池并不能储存电能,而是一种发电装置。而且与传统的发电装置不同,燃料电池是直接通过化学反应发电,而不需要燃料燃烧。

所以,燃料电池的排放物只是化学反应后产生的物质,而不是传统发电装置一样燃烧后的尾气。目前燃料电池绝大多数是氢-氧燃料电池,化学反应的产物是水,也就是说从燃料电池使用的角度来说,这是零排放的。

燃料电池

而将燃料电池技术应用到汽车上的话,相比于目前的同样被称为环保的纯电动汽车,燃料电池汽车有哪些优势呢?

最明显的优势是补充燃料更快,与烧汽油的汽车加油时间相差无几。

目前纯电动汽车最大的不足之一,就是充电时间太慢,短则几小时长则十几小时的充电时间还不能满足长距离行驶的需求,而氢燃料电池加氢气很快。以丰田Mirai为例,这款续航距离超过500公里的汽车,加氢加满大约需要3分钟,这个时间和汽油汽车加油的时间差不多,完全能满足使用中的各种需求。

丰田Mirai

然后是氢气生产过程比热力发电污染更小。

纯电动汽车的另一个问题就是虽然电动汽车是环保的,但是发电却不是环保的,传统热力发电的热效率并不高,而且燃油汽车一样,同样避免不了燃料燃烧排放废气。而氢气的制造过程要相对环保,目前主流的大规模工业化制造氢气的方法是甲烷转化,虽然也会排放废气,但是废气中的物质要相对简单很多,更容易处理。

但是燃料电池汽车也并不是没有缺点的:

首先是加氢站的建设

电动汽车有电的地方就能充电,而传统燃油汽车的加油站更是随处可见,但是燃料电池汽车的加氢站可是少之又少,这大大限制了燃料电池汽车的发展,即便是在丰田的老家日本,Mirai最初的日本区域销售也主要围绕着几个设置好加氢站的都市圈,比如首都圈、大阪府,还有爱知县附近;在美国的销售也是从已经拥有22个加氢站的加州开始的。所以加氢站的建设速度就限制着燃料电池汽车的发展速度。

加氢站

然后是燃料电池的成本。

目前的技术下,氢燃料电池中使用的电解质膜和催化剂原材料都非常昂贵,电解质膜的价格我们不得而知,但是我们知道催化剂的价格。氢燃料电池使用的催化剂是铂,铂是白金的一种,要为汽车用的燃料电池提供100千瓦的电力,至少需要100克铂,而各位朋友中有女友的人应该都知道铂金是什么价钱。反应到车价上,丰田Mirai在美国售价58325美元(约合37万元人民币),同时丰田也提供租赁业务,每月租金499美元。而,作为对比,在美国最低配的汉兰达售价为29215美元,差不多是Mirai的一半。

最后,制造氢气也并不是零污染。

这是燃料电池汽车和纯电动汽车都需要面对的尴尬。目前的技术手段虽然可以实现零污染的制造氢气,但是并不是适合大规模工业化生产,大规模生产主要还是靠上面说的甲烷转化,虽然比发电的污染要小,但也并不是零污染。

丰田Mirai WRC赛车

丰田已经成为混合动力领域的老大了,为什么还要去从头开始推广燃料电池汽车?

油电混合动力目前已经成了各个汽车厂商相互进行“军备竞赛”的领域了,虽然目前丰田是这个领域的老大,但是领先者的压力更大,同时在今年,丰田很多关于混合动力方面的专利将会到期,混合动力领域的下一轮竞赛也即将开始。而更重要的是,混合动力只是降低了油耗,并做不到零油耗零排放,但是燃料电池汽车能。

丰田目前在努力的推广着燃料电池汽车,除了积极探索市场,甚至让Mirai赛车去参加了WRC世界拉力锦标赛的德国站比赛。这还不算完,作为2020年日本东京奥运会的制定用车,丰田还打算推出燃料电池版的皇冠雷克萨斯LS,以此来向世界各国展示自己在清洁能源领域的水平。

雷克萨斯LS

至于说纯电动汽车和燃料电池汽车谁才是未来的主流?我只能说我不能预测未来的科技发展水平,但我敢说至少20年内,燃油汽车还依旧是主流。谁是从未来穿越回来的?来给我讲讲未来汽车到底用什么燃料吧。

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