丰田宣布其燃料电池汽车 FCV 将于 2015 年上市,这会对纯电动汽车市场产生怎样的影响?

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the Toyota FCV is an important step forward for zero-emission vehicle technology. An electric-drive, mid-size, four-door sedan, the vehicle won’t require customers to compromise on safety, price or performance. Instead, the FCV will travel approximately 300 miles on a single fill-up of hydrogen, which takes less than five minutes.
via: ‘Car of the Future’ Is Here. Now.
FCV 的续航距离达到300英里(约500公里),储氢罐充满一次仅不足5分钟,这与目前大部分纯电动汽车相比具有很大优势(尤其是和电动汽车的充电时间相比)。FCV 会如何影响到纯电动汽车市场?

电动汽车 丰田(Toyota) 新能源汽车 燃料电池汽车

先说结论:纯电动车最大最强的对手终于要出场了!!
要弄明白这个问题还要从头说起。
我们先来讲讲电动车
电动车要说起来根本不是什么新鲜玩意儿,历史一点也不比内燃机的汽车短,1884年
Thomas Paker就捣鼓出了第一台电动车,而且直到20世纪的头几年,还能跟内燃机汽车抢市场,不过从福特T型车带来汽车生产的革命之后,电动车就衰落了。(图为第一辆电动车)
直到1996年的通用GM EV1,电动车又进入了一个复兴阶段
而现在的电动车主要有这么几个类型
第一类是最近很火,在知乎上引起了很多争论的tesla
特斯拉采用的是18650电池,解决了续航里程的问题,但是电池安全性目前还存在质疑,上市至今已有多次起火事件发生。
第二类是以比亚迪E6为代表的采用磷酸锂铁电池的电动车
相对特斯拉采用的18650电池安全性更好,但是续航里程不够,只有200公里左右。
第三类是以宝马i3增程版为代表的,增程式电动车
给原本的电动车配上个小型发动机来发电,在大多数时候具有电动车的优点,没电时候还能发电来增加续航里程,不过总是有那么点不够纯粹。
关于电池的问题,请参考Tesla Motors 为什么不使用以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池?@弗雷刘 的答案
而不管是哪一种,充电时间都远远不能做到和燃油汽车加油时间相同的水平。
可以看出,最终制约电动车发展的,还是电池和充电技术。
然后我们再来说燃料电池车
其实燃料电池车也不是什么新鲜东西,通用1966年就造出来一辆燃料电池车1966 GM Electrovan,而燃料电池车的复兴也就比电动车晚了几年,21世纪初,各大厂商都在搞燃料电池车,奔驰,宝马,大众,通用,福特,丰田,本田都有相应的产品,具体可以参阅List of fuel cell vehicles,其中最有代表性的是本田的FCX。
当时的FCX面临的问题主要是成本,和氢气的来源两方面的制约
而如今丰田发布FCV,并且高调宣布要在2015年上市,其底气就是来自于成本问题得到了解决
引用一段媒体的报道

燃料电池车(FCV)预计2015年前后开始上市销售。FCV实现普及的最大课题之一是低成本化。以前,一辆FCV的成本动辄“上亿日元”,所以必须要将其降到消费者能接受的范围,最终目标是降到与普通车差不多的水平。但这个目标似乎难以在2015年实现。不过,与以往相比,FCV的成本确实在大幅降低。丰田预定2015年上市的FCV已经有眉目将成本降到该公司2008年款FCV“FCHV-adv”的5%以下。

丰田采取了多方面措施,才把成本降到5%以下的。比如,减少填充氢燃料的高压氢燃料罐的数量;采用混合动力车用马达等低价位量产部件;简化燃料电池组和高压氢燃料罐构造;提高燃料电池组的输出密度以实现小型化和高性能化,从而削减材料费;减少燃料电池组的铂催化剂用量等等。

其中,丰田预定2015年上市的燃料电池车去掉了燃料电池系统的加湿器。因为该公司研究出了不使用加湿器也能加湿电解质的方法。主要包括以下三点:在空气极和燃料极逆转空气或氢的流动方向、减少向外部排放的空气极生成的水、减薄电解质膜(高分子膜)的厚度。

而据报道丰田FCV上市后的售价约为700万日元(折合人民币约42.9万元),已经进入到了可以与纯电动车竞争的价格区段。

制约燃料电池车的就只剩下了氢气的来源。

目前工业制氢的方法有哪些?

1) 天然气(含石脑油、重油、炼厂气和焦炉气等)蒸汽转化制氢;
2) 煤(含焦炭和石油焦等)转化制氢;
3) 甲醇或氨裂解制氢;
4) 水电解制氢。
看到这里大家就明白了,氢气要么来自石油煤炭,化工产品,要么就需要大量的电能来电解水获得,所以目前看来,燃料电池简直是完全没有意义,但是太阳能分解水制氢技术正在迅速发展,而且已经有了相应的产品问世,一旦这项技术成熟,氢氧燃料电池将成为近乎完美的汽车动力解决方案。
未来究竟是属于电动车还是燃料电池车,现在还没有到下结论的时候,真正起决定性作用的,还是电池技术和制氢技术这些基础技术的发展。
最后,我又想把这货拉出来了
通用2002年推出的autonomy概念车
一副使用燃料电池技术的万能底盘,可以套上轿车,跑车,皮卡以及你能想到的任何形式的车身,虽然是12年前的东西,但在概念上,目前还没有任何一辆车比它更超前,也许这才是未来的汽车。

我想回答这个问题,还是先说明几个概念或者问题吧。

  • FCV是一种新概念的汽车吗?
FCV概念不是现在才有,是和EV(电动汽车)、HEV(混合动力电动汽车)并行的电池车解决方案。在电池车初级阶段EV逐步成为主流的时代,FCV被边缘化,但并没有被放弃,欧美日、甚至中国车企都一直在FCV研发上努力。2002年,本田的FCX与丰田的FCH成为了日本第一款FCV,而在2013年由丰田日野汽车开发的FCHV大巴开始试运行。2008年,本田的FCX Clarity开始租赁销售。特别是在次贷危机后厂家的开发集中在了HV以及EV上。只有丰田与本田在EV成为主流的时代里一直坚持要将FCV更早的量产化。
  • 为什么要推出FCV汽车?
日产、三菱在推出EV(电动汽车)后,销量非常不好,而且现在EV遇到了瓶颈(续航里程短,充电慢),因此FCV被重新寄予了更多的期待。日本厂商认为也许FCV最终会取代电动汽车。
  • 丰田不是第一家注重FCV开发的厂商。
2013年全球汽车厂家间合作开发FCV(燃料电池汽车)的项目骤然增多。1月24日,丰田与宝马宣布合作。丰田将于2015年发布FCV,而宝马将为其提供基础技术。丰田与大众宣布共同开发2020款车型的基础系统以及电池。1月28日,日产表示将与戴姆勒、福特合作开发FCV。戴姆勒将与福特共同开发FCV的心脏燃料电池。3家公司将在2017年分别发售FCV的量产车。
  • FCV会对纯电动汽车市场产生怎样的影响?
既然是和EV、HEV并行的新型汽车解决方案,现在来说这三种方案相互之间并没有特别明显的优势。目前HEV的技术最为成熟,也是目前最为被大众接受的方案,不过该技术专利更多的被丰田所把控,对行业的发展不见得是件好事。EV的续航里程以及充电时间是个问题,但是现在新型电池的发明和更加先进的电池组管理技术都对EV发展有很大的利好。FCV应该是未来汽车的发展方向,前景是有的,但是它面临更高的技术门槛(安全性和稳定性)和经济(基站建设和催化剂)障碍,因此未来十年大规模的普及可能性不大。
最后,发展新能源汽车并不是对赌,发展FCV并不需要否定EV和HEV,FCV可能是新机会,而深耕挖掘EV和HEV也可能更快找到突破口。正如日产汽车的态度“要发挥EV与FCV各自的特点“,多种方案并行,才是新能源汽车能更快突围。
PS.给大家贴一篇文章看看吧。燃料电池PK纯电动 后HEV时代谁是主角

啊哈,我说个题外话吧。中国新能源汽车路线是这样规划的:节能(燃气/混动)——插电混动——电池电动汽车——燃料电池电动汽车

在中国路线里,电池电动汽车是在给燃料电池电动汽车铺路,主要的基础准备在“车”上。

氢气加注的设施没有电普及

储运也比较麻烦

燃料电池中贵金属太多,成本高


安全性 续航性能神马的比电动的好


加州已经有不少车厂在试运行氢气车了

丰田这个车算是正式商用第一批吧 先行者估计要悲剧


至于氢气的制取,美国是世界上氢气产量最多的国家,支持特斯拉这种数量的车没神马压力。

大规模商用的话制取氢气的方法需要更加经济和环保(目前有些制氢方法会导致碳排放),不过在这个规模上看,电池一样有技术方面和产能方面的瓶颈。

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午饭时间补充:

关于安全性,氢气这玩意比汽油安全多了。

高压气体,比空气轻,万一罐子破了,biu的一声,气都跑光了。烧起来也是往上烧,比汽油这种易燃易爆液体还带蒸发的强得海了去了。

发电厂冷却发电机线圈都用氢气,车上驼一罐有什么大不了的,反正比驼一罐汽油安全。

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晚上无聊补充:

这货就是我开过的最贵的车,通用的燃料电池suv,试制车,估计价值好几十万刀应该有。

试驾了一会儿,感觉和2.0或者2.4 na汽油机差不多。

电池电动机在前面发动机的位置,氢气罐在后备箱,罐子大小和一般改天然气的车差不多。

开起来没什么声音,边跑屁股后面会边流水。

毫无影响。
氢氧燃料电池自身充气效率高、能量密度大的优点根本无法掩盖本身组件比如隔膜昂贵无法国产化、催化剂昂贵对空气中杂质敏感寿命短等缺陷,燃料电池车就是昂贵的玩具,本世纪内普及的概率约等于0。

本田的FCX Clarity已经在德国上市很多年了,加氢设施不完善,性价比极低。自己都半死不活还想撼动电动车市场?
22:35 删除

丰田敢于开放FCV的专利,从另一个方面说明了,这货制造工艺的门槛是有多高…

主要看整燃料电池系统价格,因为除去燃料电池部分,其他部分和电动车是一致的。如果价格低于普通动力电池,会在某些程度上加快电动汽车推广速度

我认为不会有多大影响,而且一目前的技术储备来看两者在未来很长一段时间内都不会成为主流。氢动力的优势在于快速补充燃料,和加油差不多。但是加氢的难度比充电可难多了,也许你家200公里内会有一个充电站,或者你家至少有电源,加氢站么,额,算了吧。另外,氢气来源是另一个问题,电解水不可能推开,这个问题解决之前,氢动力本身再出色,好像也没有太大意义。

mark

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