氢燃料PK锂电池:一场新兴车企与老牌车厂的拉力赛

  　发展至今，市场上仅存的两种电动车品类形势十分明显，除了部分德、美系车企处于观望状态，以丰田为首的众多德日系老牌车厂投入氢燃料电池，而以特斯拉为首的新兴车企则大面积站队锂电池。

　　从技术层面上看，锂电池和氢燃料电池势均力敌，各有优劣。

　　公开资料显示，锂电池造价成本低，商用化则更加成熟，这让它自然成为电动车厂的首选。然而它的能量密度低、易燃、反应产物有毒、充电慢等特征也是潜在的“隐患”，尤其在量产之后，各类问题也被自然放大。

　　而氢燃料电池可以直接加氢，补给时间短，续航能力也能够轻松达到500km以上，且排出物仅是水，完全无污染。这一优势轻松力压锂电池，也更符合环保的理念，但氢燃料使用过程中不可或缺的反应催化剂——铂稀有贵金属成本极高，且氢燃料充电站造价为特斯拉超级充电站的五、六倍，其高昂的成本成为氢燃料成为商用之路的拦路虎，事实上，也没有人愿意为环保买下这笔天价单。

　　相较于锂电池，氢燃料电池技术确实过于新颖，马斯克也一度强怼氢燃料电池。但丰田坚持认为新能源最终的赢家一定是燃料电池，因为新能源产业的正确发展历程应当是：混动-插电式混动-电动-燃料电池。

　　混动技术是氢燃料电池得以发展的基础，在混动技术上，丰田等日系车企确实已经打下了坚实的基础。数据显示，丰田混动车销量已经突破1000万辆，即便在普及度不高的中国市场，丰田的双擎车型销量也占其在华总销量的10%;而在欧美市场，卖得好的雷克萨斯大多也都是混动车。

　　有成熟的混动技术作为基石，丰田等日系车厂的氢燃料研究看来也并非空穴来风。根据日本国内的战略目标，氢燃料电池电动车的续航里程将延长至目前的1.5倍，达到1000公里，到2040年氢燃料的保有量将有目前的2000辆增加到300万至600万辆，同时车载电池的单位输出功率将增至当下的3倍。

　　现在，在日本资源紧缺的国情推动下，日系厂商转而直接去研究氢燃料电池也是合情合理。从汽车设计的理念来看，未来动力更强，车身更为轻便的氢燃料电动汽车确实有着更大的吸引力。

　　其实纵观电动车的发展史，人类在电动车各类发展方向上的探索上算得上是无所不用其极，但纷纷以失败告终，即便是上世纪八十年代的能源危机之下，汽油价格堪比“天价”之际，也极少有用户愿意为不成熟的“环保技术”买单。

　　与燃油发动机并驾齐驱 繁荣电动车产业如何落马?

　　汽车发动机的历史渊源，可以追溯到十八世界中期第一次工业革命时代背景下诞生的蒸汽机。正如书本中带有蒸汽机的火车头插画显示，那时的蒸汽就是机车的动力源。

　　瓦特改进蒸汽机成为了关键节点，人们称它为全面进入蒸汽时代的标志。

　　不得不承认，在让蒸汽机变小、动力变强的过程中，瓦特的设计起到了关键作用。他改进的蒸汽机成功的将冷凝与气缸做了分离，让动力源可以摆脱笨重蒸汽罐的限制，为其应用到更小更轻便的民用车埋下了伏笔。后来著名的风冷发动机就得益与此。

　　因为瓦特的改进，现代发动机的前身初露，但是在此之后，在气缸的数量、点火装置的发明和合适燃料的选择上，工程师们花费了数百年。期间仅在燃料的选择上，发明家们就试遍了火药、煤气、氢气等各种燃料，经历起起伏伏，最终才落在汽油技术上。

　　19世纪接近尾声，卡尔·本茨向世界宣告研制出第一辆燃油汽车，引起了不小的轰动，彼时，燃油汽车终长成。但没人意识到，量产后出现的产能不足、故障多、维修困难且行驶里程短等诸多问题才成为真正的阻碍，燃油汽车的发展因此受压制，人们甚至一度嘲笑它连马车都取代不了。

　　同一时期，确切来说要早上几年，法国工程师古斯塔夫·特鲁夫向世界展示了第一辆预量产电动三轮车，动力源采用的是铅酸电池。

　　相比之下，电动车启动优雅，安静无味，它一出场就比燃油汽车“高贵”，备受当时贵族们的喜爱，而燃油车更像是一头会吐黑烟的“怪物”存在。

　　当时，电动车的定位是高端市场，技术过于新颖，多数企业选择观望，少数企业转而拥抱这一新兴市场。由此，电动车产业被催生。

　　1899年4月，Camille Jenatzy驾驶了一辆外形如火箭般的Jamais Contente登场，并以106公里/小时刷新了当时汽车的最高时速，引众人侧目。

　　如众人所料，这一惊人之举把电动车产业推向了新的高度。尽管因为设计缺陷，Jamais Contente最终无疾而终。但即便今天，透过它看这短短十余年的电动车发展史，依然惊叹它发展的迅猛之势。

　　七个月后，奔驰创始人之一、汽车鼻祖戈特利布·戴姆勒去世，如火上浇油，本就根基不稳的燃油汽车产业岌岌可危。

　　同年，年仅二十五岁的波尔舍正式推出了第一辆真正意义上的纯电动车，即参加过当年Semmering比赛的山地赛车Lohner Porsche。他为这台车两只前轮各安装一个轮毂电机直接驱动车轮，并搭配了一套电机与车辆间的低摩擦直传系统，让电池组为电机供电。

　　第一次将电动轮轴与前轮驱动结合，波尔舍的这一设计让每个前轮电机功率达到1.9-2.6kW(2.58Ps-3.5Ps)，输出瞬时动力最大可达5.2kW(7Ps)。这让动力传输效率大大优于当时的燃油内燃机汽车，惊艳四座。

　　自此，电动车产业开始进入爆发式增长状态。

　　好的汽车设计师对技术有着独特的审美，也正是具备天才独有的“嗅觉”，波尔舍看见了汽油这一燃料的魅力。

　　喜欢改装车的汽车爱好者都知道，想要车速和整车稳定性有显著的提升，“轻量化”处理常常是车友们的首选。但在电动汽车身上，这一问题很难得到有效缓解。当时，保时捷车上74节80V的铅酸电池重量就高达1.8吨，让续航里程和车速的提升受阻。

　　自然而然，波尔舍想要借助改善设计来削减电池的数量。

　　1901年，Lohner Porsche Mixte混动版本推出。波尔舍为这台车加入了一台5.5L的四缸发动机，然后利用传统轴为发电机供能。借助这一设计，波尔舍成功把这一四驱电动车重量控制在了1.2吨以内，极大程度上减少了对电池组的依赖。

　　凭借Mixte版本，Lohner Porsche也连续刷新了多项奥地利赛车速度记录，并在全国拉力赛中连续夺得两届冠军，波尔舍也因此获得了奥地利最高汽车工程师奖项。

　　之后，Lohner Porsche不断被市场验证，收获认可，其性能以及续航表现也在持续提升。与当时内燃机汽车相比，以电力为主要传输的动力技术在续航、性能、平顺性等方面都更具优势，这也让很多欧洲地区皇室在选择专用车时彻底淘汰掉了马车。

　　这一混合动力设计成功压制了内燃机技术长达30年。1911年，纽约时报将电动汽车列为“理想化车型”，因为它更干净，更安静，同时也比汽油引擎车辆更经济。

　　数据显示，至1915年，美国的电动汽车年产量5000辆，保有量达到5万辆。20世纪20年代初，蒸汽汽车占40%，电动汽车占38%，燃油汽车只占22%。

　　短短三十年，凭借技术的优越性，电动汽车市场占有率大幅超越燃油汽车，进入了第一个黄金时代。

　　发展到后来，除德国汽车厂商，美国的Anthony Electric、Baker、Columbia、Anderson、Fritchle、Studebaker、Riker都相继生产推出过很多电动车型。用户甚至可以购买不带电池的车，然后从电力公司购买可更换的电池，后续只需缴纳电费和月服务费，就可以保证自己的车辆得到完善的定时维护以及充足的电力，这项服务从1910到1924年间变得非常流行。

　　由此看来，电动车产业上下游都发展到一种相对稳定而繁荣的状态。但此时，大洋彼岸正在发生微妙的变化。

　　随着美国经济的急速发展，公路网络逐渐完善;同时德克萨斯、俄克拉荷马和加利福尼亚等大油田也被陆续发现，汽油价格降低，燃油汽车产业获得了持续增长的动力支撑。

　　在这一时代背景下，燃油汽车获得的最大益处就是成本被大幅降低。最终，在消音器、电力启动系统、四冲程发动机技术陆续完善的状态下，至二十世纪三十年代，内燃机汽车以1/5的价格优势彻底“消灭”了电动车。

　　随后，第二次世界大战又在某种程度上促使燃油汽车进一步发展。而后几十年，电动汽车技术一直都存在各大工厂的实验室里，再未出现。

　　直到1973年，因中东战争，第一次石油危机爆发。各国政府再次大资金投入和推动新能源汽车(主要为电动汽车)的发展，为此，美国还召开了第一次国际电动汽车会议，并展出了一百多辆电动汽车。整个产业开始复苏。

　　在政策利好的大环境下，日本、巴西、美国、西班牙、德国等国家纷纷做了混合动力、 酒精、液态氢、锌氯、太阳能等新型电池的研发和尝试，但最终纷纷伴随危机解除，以“失败”告终。

　　里程数无法提高、车身重量过重、成本高等一系列“亘古”的问题始终存在，这一场因政治带动起来的新能源汽车产业第二次辉煌也终暗淡。

　　新能源汽车发展起起伏伏，最终敌不过成熟的技术、高效的能耗比和商用量产等一系列自然而然的选择。

　　目前，国际上普遍认为，在新能源领域，电动车是短期内的理想车型，而最终一定会走向氢燃料电池汽车。然一如燃油发动机技术对当时汽车行业的颠覆，技术本身的最终完善才将决定未来市场的走向。

　　如此看来，若真如丰田所料，特斯拉更注重当下，丰田则更看重未来。而透过历史发展反观当下，未来很长一段时间内，汽车市场将会百花齐放，各类动力源并存，直到恰好成熟而适用的技术出现。

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