鉅大LARGE | 點擊量：790次 | 2021年08月26日
為什么氫燃料動力鋰電池汽車還沒有成為主流？
1838年十二月，德國物理學家克里斯蒂安弗里德里希舍本貝恩(ChristianFriedrichSchönbein)在《倫敦和愛丁堡哲學雜志》上展示了他發明的第一個燃料動力鋰電池，并討論了由溶解在水中的氫和氧出現的電流技術。同一年，威爾士物理學家和大律師威廉格羅夫爵士(SirWilliamGrove)也發表了相關著作，雖然從今朝往回看，當時的燃料動力鋰電池技術比較粗糙，但二人的文章證明了燃料動力鋰電池的可行性。
此后一百余年，燃料動力鋰電池被不斷提及，成為清潔能源的代表之一。氫能作為最易獲得的能源，在燃料動力鋰電池中獲得較高的地位。隨著對環境的重視，我們越來越強調低碳經濟與生態文明，因而世界的主旋律都在向新能源看齊。眾所周知，新能源因污染小、儲量大、分布廣，更能滿足當下的需求。
威廉格羅夫爵士1839年燃料動力鋰電池的草圖|wikipedia在新能源諸多分支里，燃料動力鋰電池卻沒有掌握絕對的話語權，在人們最常使用新能源的場景汽車上，搭載鋰離子電池的電動汽車成為了新能源的領先者，占據了新能源的半壁江山。
但是，即便是目前最主流的使用，電動汽車也存在無法戒備的劣勢，如充電時間長、續航里程短，電池維修及保養成本高等等。受技術發展限制，電動汽車能否成為人們出行的絕對唯一選擇，依然有許多不確定因素。而在鋰離子電池之外，還有著不少其他技術方式，正在等待爆發當中。
被忽視的新能源
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
1999年的東京車展上，本田就推出了FCX概念車，其中由巴拉德動力系統公司(ballardpowerSystems)制造的氫燃料動力鋰電池有78kW的功率輸出，EpA認證的續航里程為170英里(約273公里)。
1999年東京車展，本田展示了FCX概念車型|wikipedia2009年，奔馳、本田、豐田等車企紛紛入局氫燃料動力鋰電池汽車，據統計，僅一年時間，就有20余款氫燃料動力鋰電池的車型公布，并在接下來幾年中逐漸量產銷售。然而，結果總不遂人愿。2009年到今朝，氫燃料動力鋰電池汽車并未像理想當中發展火爆。
據外媒報道，截至2019年二月，在全美國已售出和租賃了超過6000輛氫燃料動力鋰電池汽車，是第二大市場日本的兩倍。而起步時間相似的鋰離子電池發展更為迅速，僅2019年上半年，美國電動汽車累計銷量達148704輛，電動汽車成為了當下一塊巨大的市場。
歐洲2016-2018年各季度新能源汽車銷量占比|euobersever(左上角圖注從左到右依次為混合動力汽車、純電動汽車、增程式電動汽車以及氫燃料動力鋰電池汽車)好像是兩兄弟幾乎同時出生，但一個體格強壯另一個發育不良，為甚么會出現這樣的情況?
究其原由，氫能源在產業化過程中并沒有獲得足夠的發展，有關能源方面的技術還不夠完善。首先，氫燃料動力鋰電池車對充能基礎設施的需求較高。倘若我們拿電動汽車來比較，電動汽車在外可以用快充樁充電，在家可以使用慢充樁，但氫燃料動力鋰電池汽車只能在加氫站充能，倘若基礎設施沒有成大規模分布，那么有關人們出行都成了難題。
依據我國氫能聯盟公布的《我國氫能源及燃料動力鋰電池產業白皮書》，截至2018年底，我國已建成加氫站共有23座，占全球加氫站的比例約為6.23%。
我國已運營的加氫站分布|《我國氫能源及燃料動力鋰電池產業白皮書》另外，氫能源用作汽車動力的一個優點在于續航里程較長，而這是由于其質量能量密度極高才能做到的。鋰離子的質量能量密度為0.36-0.88MJ/Kg，而氫氣的質量能量密度為142MJ/Kg。但氫氣的體積能量密度較低，所以在汽車上使用的話，一般的處理辦法是將將氫氣壓縮或液化以縮小儲氫罐的體積，有關儲氫技術要求非常高。因而，氫燃料動力鋰電池汽車在過去一直處于無法達到規模量產的尷尬境地。
但人們并未放棄這類清潔能源。一方面，氫燃料動力鋰電池具有無可比擬的優點，在其運行過程中，不僅沒有氮氧化物這種有毒氣體，連二氧化碳都沒有。相有關燃油汽車來說，氫燃料動力鋰電池汽車完全達到了零碳排放。
氫能源還有一大優點：可再生。氫能作為一種二次能源，可從化石能源中獲取，有助于煤炭等一次能源清潔高效利用;還可以通過電解水制取，新增電力系統靈活性，實現大規模儲能及調峰。從這個角度看，氫能源的全生命周期的能源效率要優于汽油柴油。
電解水制氫成本|《我國氫能源及燃料動力鋰電池產業白皮書》目前，世界各國都在將氫能源與燃料動力鋰電池作為重點發展對象，不斷加大研發和產業化的扶持力度。據粗略統計，近十年，以美國、日本、歐盟與我國為代表的國家已在氫能與燃料動力鋰電池當中投入近50億美元。
世界各國有關零碳排放的要求都有一個大致的時間點：2050年。事實上，僅依賴一種能源在2050年使所有經濟與運輸行業完成零排放的目標，具有相當大的難度，人們要更多選擇。
正在升級的氫動力
技術總歸要變得成熟，更緊要的是，技術的成熟度是我們肉眼可見的。過去70、80年代在航天當中使用的技術，如脫水食品、紙尿褲等等，在今日也普及到大眾當中，成為隨處可見的消費品。同理，氫燃料動力鋰電池看上去默默無聞，但也在不斷發展。
2008年，本田推出了第一款可供零售客戶使用的氫燃料動力鋰電池汽車，在隨后的幾年中不斷進行研發和升級，日前在廣州車展上，本田氫燃料動力鋰電池汽車ClarityFuelCell亮相。
就像上文提到，距離本田公布首款氫燃料動力鋰電池車輛已有20年之久，而本田自身在80年代已經開始燃料動力鋰電池車的基礎研究。2007年，本田公布了首款氫燃料動力鋰電池量產車型FCXClarity，正式投向市場。據本田方面表示，直至今日，仍有1000輛FCXClarity通過租賃的形式在美國加州道路上行駛。
比起上一代車型，ClarityFuelCell搭載了第二代FCV(FuelCellVehicles，燃料動力鋰電池汽車)動力總成技術，在動力方面有了顯著提升，比如它實現了燃料動力鋰電池堆的小型化。據悉，新一代ClarityFuelCell的單位電芯的發電性能提升1.5倍，燃料動力鋰電池單元變薄20%，電池堆的體積縮小了33%。
本田在氫燃料動力鋰電池車的動力技術上進一步提升|本田整個電堆都是由本田獨立開發完成的，通過生成氣體流路的改進和冷卻方式的改進，最終可實現單位電池的輸出電池功率得到大幅提高。ClarityFuelCell動力總成開發助理負責人安藤章二解析，與其他車企的氫燃料動力鋰電池技術相比，本田最大的優點在于燃料動力鋰電池堆的小型化和車內空間的提升。原本只能乘坐4人的駕乘空間，也因此升級到5人可寬廣乘坐。
在ClarityFuelCell上，本田將集成了驅動電機、電池堆、混合氣體單元、供壓機、電控系統五部分的整套動力總成系統放置在發動機罩內，與其他車型形成了分明差異化。緊湊的尺寸使得車輛動力總成與一般V6發動機相仿，同時也大幅提高車體設計的自由度。
本田稱發動機艙內搭載燃料動力鋰電池動力總成為全球首創|本田本田方面表示，ClarityFuelCell的性能與燃油車已別無二致。該車型可實現最大130kW的輸出功率和300Nm的峰值扭矩，每次加滿氫只需3分鐘，最長續航里程高達750km。
至此，氫燃料動力鋰電池車也許可以證明自己的實用性。安藤章二表示，該車型已經在日本、美國小批量售賣。與現有燃油或電動汽車輛的配置基本一致，也說明這套系統在未來具有大批量加工的可能。
比較客觀的情況是，大環境的成熟不能只靠一家公司來支撐。盡管氫燃料動力鋰電池車已成為車企們重點推廣普及的車型，但他們也承認，距離真正的大規模普及還要幾年時間。氫燃料還不是車企或者消費者的主流選擇，這項技術卻并沒有沉寂。相反，以本田為代表的車企們正在為后電動化時代做前瞻性的準備。
更值得說明的是，有關技術的探索，本田具有很強的開放性。本田也在積極探討燃料動力鋰電池技術在我國使用的可能性。雖然只是積極探討，但在每一項技術背后，我們都能看到本田這個極客一直在繼續的探索技術。
ClarityFuelCell|本田不僅僅是燃油車、純電動汽車，甚至是本田的小型商務噴氣機HondaJet，在一場以能源與技術為主題的變革當中，不以能源作為自己的定位，而是將出行作為主體來考慮，才是正確的道路。幸運的是，本田正在將其付諸踐行。
在這樣一個技術變革的時代，面對種種壓力和焦慮，本田最美的地方在于保留了更多可能性，以及時刻保持著自身有關技術的探索感。
而在更廣泛的出行范疇變革之中，本田也在不斷的積極與科技公司合作成長，早期與Waymo、Deepmap建立深度合作;在投資東南亞共享服務Grab、投資通用自動駕駛部門Cruise7.5億美元;甚至在我國，Honda作為首家日企加入了百度Apollo平臺，與商湯科技聯合研發自動駕駛AI技術等等本田與這些年輕科技公司建立了更強關聯的合作。
上一篇：氫燃料動力鋰電池車技術前景怎樣
