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    氢燃料车是未来还是笑话?

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    車誌2023-08-25

    相较于目前国内大热的BEV车型(纯电车型),我们車誌认为汽车能源形式的未来更可能会是氢能源的天下。听到这个观点,有读者可能会立马反驳了:“丰田Mirai(图片|配置|询价)推出都快十年了,到今时今日都卖不开,你们凭什么看好它?”、“你们难道不知道齐柏林飞艇的故事嘛?氢一点就炸,放到车上用,非蠢即坏”......

    丰田Mirai自2014年推出,现在已经发展到第二代车型,它的全球年销量大概是一两千台。

    确实,氢燃料车因为种种原因,时至今日仍然推广不开,其中售价贵、实用空间小、加氢不方便等方面的劣势会是阻碍它发展的最客观因素。但要谈未来,就能不只看现在,眼光要放远;接下来,就以丰田Mirai为例,和大家一起探讨一下,为何氢燃料技术有重重障碍,我们依然看好它!

    氢燃料车价贵,它真的贵吗?

    诚然,花70几万买一台E-Segment轿车确实不便宜;但真正开过Mirai之后,会发现这台车根本不是按照正常造车思路策划出来的产物,换句话说,丰田造这台车根本没打算铺开销量!首先,它选了一个并不便宜的平台——TNGA-L来造这台车,该平台下有哪些车型呢?第十五代皇冠(S220)、凌志LC、凌志LS,都不是“省油的灯”。即使再不懂车,单看丰田选的这个贵价平台,就知道他们就不怎么寄望这台能卖、更别说卖得好这么抽象了。而作为地球人都知道,说卖车能力,相信丰田敢称第二就没有哪家敢跳出来说自己是第一了吧,所以,一正一负加起来思考,便可得出丰田就没想着如何好好卖Mirai这台车。

    开玩笑地说,买台凌志LS都要八十多万了,花七十多万买台同平台的Mirai很贵吗?当然,这样对比是不科学的,同平台并不代表两台车是同样的东西,只能说它们有很多零件和技术会通用。但事实上,Mirai能给到的行驶体验与豪华配置确实不会输很多。

    虽然同平台并不能等同于车架一样,但Mirai必定有相当一部份零件与上述车型是通用的。按照实际驾驶感受来说,Mirai也确实能给出远超E-segment该有的行驶品质。

    LS(上)与Mirai(下)的前悬挂对比,可能用料会有些区别,Mirai的下摆臂均为钢质;但从结构上,两者用肉眼确实难以看出不同,除了都是双摇臂悬挂形式之外,上下摆臂的拆分、避震机与防倾杆的安装位置、甚至摆臂的造型都貌似一样。

    后悬挂也是如此,因此,Mirai的行驶品质高并非空穴来风,其悬挂上花的成本确实起到作用。

    若几时丰田认为氢燃料技术真正成熟,需要降低售价时,他们可以压缩的成本空间将巨大。将平台换成与“还没睡”(凯美瑞)一样的TNGA-K进行国产,再把那些不必要的配置砍一砍,便宜个二十来万还不是分分钟的事情?而且丰田压缩成本的功夫是出了名的狠,Mirai换代时氢燃料反应堆的成本就被丰田砍了四分之三,早段时间丰田公布固态电池技术进展时也有提到成本腰斩。所以丰田能不能把这台车做成一台二十几万售价的车?现在肯定不能,但这个目标对于丰田来说并非天荒夜谈!当然了,砍成本这个事情在商业运作中可不是说说话那么简单的,它归根到底还是要看数量和单位成本,但这种活儿,比寄望什么电动车充电5分钟就能跑1000公里的愿望容易实现得多。

    什么电动记忆座椅、电调方向盘、L2辅助驾驶、360影像等功能,在Mirai上根本算不上高配置。丰田居然在一台E-Segment上堆前后排通风加热、电吸后门,甚至连尾箱门都带电吸,简直丧心病狂;可以说,只要能装上这台车的配置,丰田都“无脑堆”了。

    加氢不便?时候未到而已!

    氢燃料车的一大优势就是补能速度快,毕竟它和汽油车一样,只要把燃料灌注进车就能实现补能;区别只在于汽油常温下是液态,而氢则多了一道加压工序罢了,对用户的实际体验影响不大。有人可能会对氢的制备、运输、存储成本以及难度提出质疑,其实这些问题大家都不用担心;氢对于传统石化企业来说都是石化燃料提炼时的副产品,这些企业要转型专攻制氢简直易如反掌,而且他们有现成的服务网络(加油站等),只要稍加改造加以设备投入,就能迅速改造出加氢站。

    况且现在我国通过洁净能源方式制氢的量与比率也在逐年上涨,所以氢的来源大家并不需要担心。这么说吧,加氢站的建设比新建充电站要简单得多,毕竟全国有十数万座加油站,他们或多或少都要跟三大石油公司拿货,包括那些所谓的外资油站,因为他们卖的油品、基础油都是三大石油公司的,他们只是加自己的添加剂而已。所以,只要时机到了,他们升级为加氢站很简单,看看欧洲目前的加氢站建设速度就可以类推了,就是比新建个充电站快得多。

    按现今的加氢技术,加满一台Mirai也就几分钟的事情;日后要推广,只要在每个加油站设立几台加注设备、几个储氢罐,就能满足广大车主的加氢需求;反观现在的电车充电站,对土地资源的占用比加氢站高出数倍,更别提电力资源的压力了。关键是不安全,起码从安全性对比,氢的安全性比什么三元锂高出一大截。

    说个现实点的数据,以广州为例,此时此刻加氢站对外的氢价是60元/公斤,Mirai加一公斤氢大概能跑100公里多一点,这样算下来Mirai每公里的燃料开销不到6毛,可以说与现今主流较节能的纯燃油车无异;而且,如今广州只有两座加氢站,如果未来加氢网络铺开,氢气能大量制备,用户的用氢成本也会下降。

    实用空间小?机械部分是否有压缩的可能?

    要说Mirai售价贵,那可能不是它的缺点,而是我这种穷人的缺点,现在中国不缺有钱又爱尝鲜的老板。要说Mirai最硬的硬伤还得是它的空间表现,Mirai是一台妥妥的E-segment轿车,其长宽高为4975/1885/1470mm,与丰田亚洲龙不相伯仲;但有了解过Mirai的朋友都清楚,它的内部空间之小,可能比C-segment的丰田卡罗拉还逊色,是什么造成了这个局面?

    相比起Mirai的车身尺寸,这后排空间确实很难让人接受,而且中间的地板突起直接给中间座位“判了死刑”;这个突起不但高,还很宽,比常见的后驱燃油车的传动轴槽要宽多了。

    先看看这套氢燃料系统的结构,车头满布电线的就是氢氧反应堆,它主要负责将氢氧结合成水放出电能;中间以及车尾三个黄色的圆柱就是储氢罐;后轴上的是负责驱动车辆的电动机,电机上的四方盒子就是动力电池。

    把这套系统放回车中,大家就会知道Mirai的空间都去哪了。首先,氢反应堆以及周边配件侵占了车头发动机舱的空间。其次,最大的氢罐纵向摆在了燃油车变速箱的位置,但由于长度过长,这个罐直接怼到后排,这就是后排中间突起的原因。后轴上布置了电机与电池,强行把后排座椅挤到前面,这就是后排空间小的原因。后排座椅底下的空间自然不能浪费,于是被放进了第二个氢罐。最后,尾箱底部也被放置了第三个氢罐。于是,这个轴距2920mm的底盘空间被榨得一滴不剩。

    但Mirai的空间问题是不是就无解呢?但然不是!现在Mirai的实际续航里程大约在700公里左右,若日后像上文提到的一样,加氢站得以普及,用户加氢能像如今加油一样方便,Mirai根本不需要做那么大、那么多的储氢罐。若加氢方便,Mirai完全可以将储氢量减少至现今的三分之二,接近五百公里的续航里程对于一般用户来说已经完全够用了。而续航里程的减少,就意味着储氢罐体积的压缩,实用空间就能归还给用户。不过氢罐大小就会跟液态氢本身的属性和安全性相关,其压力必须低于氢能爆燃的压力值之下,与体积达到一种稳定性的平衡。

    这样的基础学科,丰田早已完成,并可以向它的合作伙伴输出。那些一天天在网络上嚷着“氢气会爆不安全”的脑残们,或者先去学学物理呢?再说句会招人骂,但又是客观事实的话:某国内电池车企声称自己的电池安全,但凭它?除了一天天用爱国这种下三滥的道德绑架卖车外,它们真会造车?那我宁愿相信丰田技术团队研发出来的氢罐更安全了。

    补充一下这套氢燃料电池的工作逻辑。Mirai仅由后轴电机驱动,电机的最直接能量来源是上方的动力电池(丰田未来的固态电池同样会用在这里);当电池电量不足时,系统会将氢气从氢罐中泵入氢反应堆,反应堆工作后将氢的化学能转化为电能,再通过线缆将电流传输到电池上充电,周而复始。


    其实通过透视图不难发现,Mirai的空间硬伤,除了储氢罐,也同样是电池模块造成的。这块电池容量是0.81kWh,但体积却不小,几乎占用了后悬挂上方的一半空间。从实际使用中可以发现,Mirai的用电策略是很保守的,电池电量接近一半时,氢反应堆就会工作发电;这种策略的好处是能长期维持电池内有充足电量,电池几乎不会出现过放现象,对延续电池寿命有好处。但我们担心的是,氢反应堆频繁地短时间启动,其发电效率会不会很低呢?又或者说,那么小的电池,会不会根本吃不完氢反应堆生产的电呢?

    要知道,“一堆三电架构”里,短板是在电池,这里请那些无知之徒别笑早了,氢氧结合放电的能量密度是39405 Wh/kg,而即便是号称最强的固态锂电池,能量密度也就500 Wh/kg左右,两者释放和接受的能量(电能)完全不在数量级上,简单点儿理解,就是电池的性能吃不完氢氧堆发出来的电能,这种跟不上导致“堆等电”,看到这里你还笑得出来?电吹脑残们该醒醒吧!

    丰田不用反应堆直驱电机,而是在中间加一块电池,足以说明氢反应堆的发电效率远超电机的使用需求,优化电池这个缓冲区也许会是氢燃料车发展的重中之重。

    但这一切的一切也并非没有解决办法,还记得丰田今年公布的固态电池技术吧?未来有这项技术的加持,我相信无论是空间问题,还是电池的效率问题,都会有所改善。

    当然,上面说了那么多也并不是说氢能源就一定是那个天选之子,毕竟这些论据都是通过目前已有的信息来推断的,并非现阶段能实现。但看一样事物的前景,最根本是要看其可发展空间,而氢燃料车无论是技术框架还是产业链配套、行业标准,也都仍在起步阶段,按此看来氢燃料车未来可期。

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