鉅大LARGE | 點擊量：485次 | 2021年09月28日
電動汽車和燃料動力電池車面對瓶頸
環保車競爭趨于白熱化。最近，純電動汽車（EV）和燃料動力鋰電池車（FCV）領域均有大動作。二者全面普及的關鍵均在于基礎設施建設。雖然這是一場圍繞最終環保車寶座展開的角逐，但通過相互切磋琢磨，也有望出現乘積效應。
4家公司聯手使純電動汽車充電器數量翻番
首先來看純電動汽車。豐田汽車公司、日產汽車公司、本田公司和三菱汽車公司于七月二十九日聯合宣布，將共同推進純電動汽車專用充電器等的設置。其目的在于，通過推進充電器的普及，提高用戶的便利性，力爭擴大純電動汽車及插電式混合動力車（PHV）的市場。
4家公司共同呼吁在購物中心及高速公路的服務區設置充電器，并且承擔部分設置費用和維護費用。還計劃今后構筑可利用一張通用卡隨處充電的機制等。
日本政府已在實行補貼制度，針對充電器設置費用供應最多三分之二的補貼，而且據稱今后還將對剩下的三分之一供應部分補貼。上述4家公司合作，力爭在政府補貼申請期限的2014年二月底之前，將快速充電器（30分鐘左右可充滿電）的設置數量較目前新增一倍以上，達到4000臺，將普通充電器（充滿電要8小時左右）設置數量新增到8000臺。
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%
純電動汽車市場增速放緩
上述4家公司宣布合作的背景，在于純電動汽車銷售業績低迷。2009年三菱上市了純電動汽車i-MiEV，第二年日產上市了LEAF（聆風），可謂是華麗亮相。但隨后的市場上升情況遠遠低于最初預期。
業內人士最初設想，到今年中期，三菱和日產合計銷量會達到8萬輛左右（日本汽車保有量的1％以上），但實際上截至六月，累計銷量只有預期的一半，僅4萬輛左右。
另外，2012年一月上市的豐田普銳斯PHV也沒有達到預期的銷量。純電動汽車和插電式混合動力車（PHV）合計也沒有達到5萬輛。
要促進電動汽車普及，建設充電基礎設施是當務之急，但此前各公司一直都是分頭行動，沒有取得太大成效。因此，從事純電動汽車和插電式混合動力車生產銷售業務的4家公司決定開始合作。
燃料動力鋰電池車通過降低成本也正式登場
在先行上市的純電動汽車和插電式混合動力車發展緩慢的背景下，針對作為最終環保車之爭另一有力候補的燃料動力鋰電池車，日本政府也開始努力進行推廣普及。
七月二十九日，在4家公司聯合宣布電動汽車充電器擴充計劃的同一天，為普及燃料動力鋰電池車，日本經濟產業省提出了將放寬限制的方針。由此出現了豐田、本田及日產等大型汽車廠商計劃2015年正式向市場投放燃料動力鋰電池車，政府也準備通過放寬限制促進普及的局面。
有關燃料動力鋰電池車，雖然有人稱其有望成為環保車的主角，但仍面對著車輛成本高和需完善加氫站等氫供應基礎設施方面的課題。有關車輛成本，此前1輛車要1億多日元，但廠商計劃使2015年上市的普通車型價格降至500萬日元左右。
大幅削減燃料動力鋰電池的鉑使用量也為降價做出了很大貢獻。不過，屆時作為競爭對手的純電動汽車應該會推出100萬日元左右的車型，因此，燃料動力鋰電池車的價格相對來說仍然較高。
更為重要的是加氫站等基礎設施不完善。截至2013年中期，日本全國設置的加氫站還不到20座。最大的瓶頸是設置成本高達5億～6億日元（加油站的5倍以上）。
除了建設費用之外，法律方面的限制也是阻礙加氫站普及的要素。比如，考慮到安全性，迄今為止一直禁止與加油站并設，這點也阻礙了加氫站的普及。
因此，政府此次才宣布了要放寬限制。具體而言，為了方便設置加氫站，除了放寬燃料罐所用鋼材的必要條件之外，還可在市區設置液態加氫站。并且，還計劃將目前每座要約6億日元的設置成本降低至2億日元左右。
燃料動力鋰電池車采用高壓燃料罐延長行駛距離
豐田在2011年秋季的東京車展上，展出了燃料動力鋰電池車的概念車FCV-R。這是一款4門轎車，其市售車型將成為2015年登場的豐田新一代燃料動力鋰電池車。
FCV-R配備容量為156升的高壓氫燃料罐，續航距離達到約700公里（JC08模式，豐田內部測量值）。能夠實現700公里續航距離，關鍵在于該車配備的高壓氫燃料罐，其內壓實際為700個大氣壓，是其他公司產品的2倍。
由于700個大氣壓可行駛700公里，按此計算，該燃料罐僅需裝入1個大氣壓的氫氣，就能行駛1公里。假如再將燃料罐的容量由156升增大為1立方米，那么就可以行駛6.4公里。也就是說，1個大氣壓、1立方米的氫可行駛6.4公里。
本田于2008年開始租售繼FCX之后的第二款燃料動力鋰電池車FCXClarity。并且宣布氫燃料罐（171升）加滿（350個大氣壓）時的續航行駛距離為620公里（1015模式，本田內部測量值）。燃料罐容量假如保持171升，而內壓降至1個大氣壓，那么可行駛距離則變成1.77公里，也就是說1個大氣壓、1立方米的行駛距離為10.4公里。
普通汽油車的燃料罐容量大多低于60升，因此豐田配備了相當于普通燃料罐2.5倍大型燃料罐（700個大氣壓），本田配備了近3倍的大型燃料罐（350個大氣壓）。
700個大氣壓的高壓燃料罐成為瓶頸
乍聽到700個大氣壓可能無法理解，不過為了獲得這個壓力，要將7米長的氣缸加滿氫后，壓縮至1厘米。從這個角度來看，就應該能明白其壓力有多高。
要想將700個大氣壓的燃料罐加滿氫，加氫站一側的燃料罐壓力要達到800個大氣壓左右。這就是加氫站建設成本相當高的最大原因。
力爭推進燃料動力鋰電池車普及的能源公司表示，將在2015年之前，以東京、愛知、大阪及福岡4大城市圈為中心，設置約100座加氫站等。
不過，僅靠100座左右的加氫站很難實現燃料動力鋰電池車的普及。日本全國有接近4萬座加油站。如上文所述，電動汽車充電站正在迅速新增，不久，快速充電站和普通充電站合計將超過1萬座。
而且，大家也不要忘了，氫氣假如操作失誤會引發爆炸，釀成大事故。福島第一的爆炸就是氫氣爆炸導致的。
為了實現普及，要在某種程度上放寬限制，但還是應該優先考慮安全性，不應該過度放寬。從這方面考慮，目前應該避開市區，只能在遠離民宅和商業設施等的郊外及高速公路沿線等處設置。
電動汽車普及的良策是更換電池
筆者認為有一個方法有望成為電動汽車普及的良策。那就是電池更換方式。
日本國產電動汽車的續航距離雖然標稱值為200公里左右，但與汽油車的燃效相同，實際上只能跑到標稱值的7成左右。而且，假如使用冷氣或暖氣，便會下降到80～100公里左右。因此，行駛距離超過80公里左右之后，易用性便會迅速變差。
于是，便有了快速充電器的面世，雖說是快速，但目前的產品仍需約30分鐘時間。假如先有1輛車正在進行充電，那么加上等待時間，就要花1個小時。
既然如此，與其對用盡的電池進行充電，還不如干脆拆下來、更換上已充好電的電池，這樣更快。美國新近入行的電動汽車公司特斯拉汽車公司（TeslaMotors）正在推進這種方法。
特斯拉在美日兩國均表現低迷的電動汽車市場上獨領風騷。其股價從四月底前后開始迅速上升，七月三十一日的收盤價為134美元，達到了接近年初4倍的水平。
六月二十三日，特斯拉首席執行官艾倫穆斯克在洛杉磯的設計室里親自登臺，用ModelS進行了實際演示。該公司在互聯網上廣泛公布了演示的視頻。
ModelS的電池平整地鋪滿了整個地板下方。雖然這一點與三菱i-MiEV及日產LEAF相同，但是有一個很大的不同。那就是ModelS可以從下方取下電池。
通過演示可以看到，汽油車加油要花3分鐘以上時間，而ModelS的電池更換（特斯拉稱之為電池插拔（BatterySwap））用1分30秒左右即可完成。因此，在1輛汽油車加油的這段時間內，完成了2輛ModelS的電池更換。
特斯拉稱，設置電池插拔站要花費約5000萬日元。雖然這不是一個小金額，但假如考慮到燃料動力鋰電池車的氫氣站需花費數億日元這一點，那么可以說電池插拔站的可行性相當大。
在日本，改造電動汽車領域進行著這種方式的嘗試。埼玉富士公司制作了采用電池更換方式的電動卡車（載重2噸），并于2011年六月八日通過了車檢。媒體對其改造作業的情形也進行了介紹。
假如采用更換電池方式的車普及開來，那么就將開辟出一條將電動汽車用于長途運輸的道路，因此非常值得期待。雖然存在因準備備用電池而成本新增的問題，但今后隨著電池成本迅速下降，更換電池方式的實用性有望提高。
合作和標準化勢在必行
筆者預計，從長期來看，電池的容量及充電速度將會大幅提升，充電問題將得以解決。然而，在那之前的一段時間內，筆者認為更換電池方式是純電動汽車最佳的能源補給方式。就這一點而言，身為電動汽車界希望之星的特斯拉公布更換電池方式的舉動非常令人鼓舞。
不過，要實現這種方式的全面普及，還有很多問題要克服。最大問題是電池組的標準化?，F階段，只有特斯拉一家采用了更換電池方式，即便同為電動汽車，日產的LEAF來到電池插拔站也是白費功夫，因為車輛本身不支持更換電池方式。
另外，假使將來三菱、日產、通用、福特等其他廠商也采用了更換電池方式，但假如各廠商各自為戰，效率也會非常差。要想全面普及這種方式，各家公司就必須統一電池的形狀及電壓，像干電池那樣，無論什么機型都能使用。
筆者的畢生事業是實現低碳社會、在汽車領域推進擺脫石油依賴。因此，燃料動力鋰電池車與電動汽車同樣正式在市場上亮相，從擺脫石油依賴的觀點來說是可喜可賀的。筆者也期待著兩者通過激烈競爭出現乘積效應。
話雖如此，筆者還是認為環保車的主角是純電動汽車。燃料動力鋰電池車雖然在續航距離較長這一點上勝過純電動汽車，但其要克服的問題很多，即使在2015年實現正式投放市場，但可能在一段時間內只是限于部分高檔車。
上一篇：科學家設計出新型可充電流體電池
