氢燃料

氢能源和纯电动汽车，谁更香？

战斗机说车 2020-10-19 22:50

1 背景

2020年9月26日-10月5日北京国际车展，丰田汽车展示它最新的氢能源车MIRAI，吸了不少媒体和关注的眼球。

图1 丰田Mirai

2020年10月9日，国务院常务会议正式召开，会议正式通过《新能源汽车产业发展规划》（下文称《规划》），“明确充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，强化企业在技术路线选择等方面的主体地位，更好发挥政府在标准法规制定、质量安全监管等方面作用。引导新能源汽车产业有序发展，推动建立全国统一市场，提高产业集中度和市场竞争力。为此，一要加大关键技术攻关，鼓励车用操作系统、动力电池等开发创新。支持新能源汽车与能源、交通、信息通信等产业深度融合，推动电动化与网联化、智能化技术互融协同发展，推进标准对接和数据共享。二要加强充换电、加氢等基础设施建设，加快形成快充为主的高速公路和城乡公共充电网络。”这标志着我国绿色能源消费领域将迎来新的增长点，也为我国新能源汽车的发展指明了方向。规划中不仅说明了纯电动的发展规划，也将氢能源纳入了规划内容，这也是氢能源汽车发展非常重要的里程碑事件。

图2 新闻联播相关报道

那问题来了，从技术角度来说，氢能源和纯电动谁会更香呢？

不急，我们先看看氢能源和纯电动车的技术原理。

2 技术原理对比

2.1 氢能源技术原理

战斗机说车在这里不会介绍深奥的原理知识，简单说氢能源就是H2和O2通过化学反应，产生电能，这个电能可以驱动电机，电机再带动汽车行驶，如果产生的电能超过电机功率需求，则电能会通过一套动力电池存储下来，动力电池在某些工况也会同步给电机供电。在战斗机说车看来，氢能源技术的核心有三大块，一是氢气存储，二是化学反应电堆，三是电控。

图3 氢能源车辆化学反应模型

氢能源汽车的能量传递（不含能量回收）图片见图4。

图4 氢能源车辆能量传递图（不含能量回收）

2.2 纯电动车技术原理

纯电动车技术原理相对来说比较简单，首先给汽车充电，动力电池蓄电后，再驱动电机，电机驱动车辆行驶。纯电动车的核心有两大块，一是动力电池，而是电控。

BEV能量传递.jpg

图5 纯电动车能量传递图（不含能量回收）

对比氢能源和纯电动汽车能量传递图来看，氢能源相对纯电动多了一套氢气和氧气产生电能的系统。从技术角度而言，相对于纯电动汽车，系统上多了一套

氢气和氧气发生化学发硬的装置，氢能源汽车本质上是将充电系统集成至汽车上，这比纯电动汽车要更为复杂。

3 氢能源比纯电动车香在哪？

相对于传统燃油车，氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发氢能已引起各国的高度重视。不过，随着电动车的普及和技术发展，氢能源相对传动车的优势正在被电动车取代，在电动车技术突破之前，氢能源可以预期的优势有以下几点。

3.1 清洁

氢能源是H2和O2化学反应产生电能，反应完以后产生的H2O，非常环保，考虑纯电动车的电能主要来自电网，而我国火力发电还是主力军，所以从源头来对比，氢能源相对纯电动更加清洁。

3.2 加氢比充电快

在2019上海车展上，上汽大通展示了氢燃料燃料电池商用车G20FC，单次5分钟的氢气加注就可以行驶550公里，这是最接近燃油车加满油时间的新能源车了。

目前纯电动车快充时间一般在30~45分钟之间，新上市的纯电动车续航里程主要分布在400~750km，充电时间慢这个问题，暂时还没有非常成熟的技术来解决。

3.3 理论上的长续航

这是氢能源在努力发展的方向，以目前的技术，续航暂时无法对纯电动车形成优势。

4 纯电动车比氢能源车香在哪？

经过这么多年的发展，纯电动车已经形成了非常成熟的产业链，上汽通用五菱五菱MINI EV、特斯拉 MODEL 3以月销过万的气势带领着中国电动车走上了良性发展的道路。纯电动车为何能取代氢能源成为国家大力发展的新能源车，战斗机说车认为有以下几点原因。

4.1 系统相对氢能源简单

这已经在技术原理对比中介绍过了。系统越简单，意味着产业链更短，开发难度会更小，风险更低，应用普及会更快。这一点是纯电动车相对于氢能源的核心优势。

4.1 纯电动车是最为纯粹的新能源车

氢能源车其实是将充电装置集成在车内，最终的驱动方式与纯电动车一直，都是通过电机驱动，其本质上与理想汽车的增程式汽车模式是一致的。战斗机说车有一个大胆的建议，如果H2和O2发电技术非常成熟，我们为何不能通过创建大型的H2和O2化学反应充电站，所发电量并入到电网中，这样我们国家就不用再去大面积推广加氢站，而是主要推广充电站就行，从而节省国家基础建设投资。

4.2 安全

氢能源汽车需要布置几百个大气压的氢气罐，如何在各种碰撞工况保证氢气罐的安全，一是没有成熟的规范，二是没有大量的市场验证。

5 结束语

总体上来说，战斗机说车认为纯电动相对氢能源会更香。根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划：2020年，电池能量密度（单个电芯级别的能量密度）达到300Wh/kg；2025年，电池能量密度达到400Wh/kg；2030年，电池能量密度达到500Wh/kg。随着电芯技术的发展，能力密度更高，成本更低，国家对充电网店的大力支持，纯电动车的发展肯定会突破集中在一线城市的发展瓶颈，并抢占更多传统车的市场份额。