充能3分钟续航750公里，排放物只有水！“终极清洁汽车”来了！拐点或在2025年？

简介：2019广州车展于11月22日正式拉开帷幕。作为华南地区最大的车展，本届广州车展迎来了多款重量级车型的首秀或上市。其中，本田氢燃料电池汽车Clarity及其电池组和动力总成系统引人注目。

2019广州车展于11月22日正式拉开帷幕。作为华南地区最大的车展，本届广州车展迎来了多款重量级车型的首秀或上市。

其中，本田在今年的广州车展上展示了其对未来出行的愿景，包括多元化电动化技术和智能网联技术在各种产品中的升级应用。然而，最引人注目的是本田氢燃料电池汽车Clarity，以及它的电池组和动力系统。

什么是氢燃料电池？

简而言之，氢气被用作燃料，与空气中的氧气反应形成电能，从而驱动车辆。与汽油、柴油和其他能源相比，氢气可以在不面临能源消耗问题的情况下生产。此外，排放物仅为水，在车辆使用过程中不会造成空气污染。因此，氢被认为是“终极能源”，氢燃料电池汽车也被称为“终极清洁汽车”。

近年来，全球环境问题日益严峻，许多国家都在积极引导汽车公司开发更节能、更环保的车型。在新能源汽车的团队中，除了氢燃料电池汽车，也在逐渐成为纯电动汽车。在中国市场，纯电动汽车展现出了巨大的辉煌，无论是技术水平还是市场规模都实现了快速增长。现在，大众、戴姆勒等车企也加大了对纯电动领域的投资。

然而，目前纯电动汽车仍然无法解决续航里程和充电便利性的问题。与通常需要充电几个小时的纯电动汽车相比，本田的Clarity只需要3分钟的加氢就可以续航750公里。从用户体验的角度来看，氢燃料电池汽车与目前的燃料汽车没有什么不同。

需要指出的是，氢燃料电池作为一种前瞻性的汽车能源解决方案，也面临着一些挑战。

首先，目前的成本太高。根据本田的估计，氢燃料电池汽车的成本要到2025年才能与燃料汽车持平；

其次，基础设施建设不完善，日本比较先进。2017年，91个加氢站建成，其中9个在建，而中国目前只有20多个。

汽车能源的终极解决方案

氢燃料电池技术具有零污染、可再生能源等优势，被誉为汽车能源的“终极形态”。氢燃料电池汽车最显著的特点是，与传统燃料汽车相比，它具有新能源汽车的节能减排属性。与纯电动汽车相比，它们加油快，续航里程充足，用户体验与燃油车相似。

在反应过程中，氢气不仅不能消除氮氧化物等有气体，而且不会产生二氧化碳。总的来说，氢燃料电池汽车是目前汽车能源的最终解决方案。

另一方面，与汽油和柴油相比，氢气具有可再生的最大优势。除了通过工业副产品生产氢气外，还可以通过煤炭、天然气和山谷电力的电解水等原材料和方法生产氢气。这对中国和日本等严重依赖外国石油的市场具有巨大吸引力。

事实上，日本等国早在上个世纪就开始了燃料电池的研发，但多年来一直没有取得实质性进展。近年来，锂电池技术进步迅速，逐渐成为新能源汽车的代表。

然而，以锂电池为核心部件的纯电动汽车在续航里程和充电效率方面已无法取得突破。目前，能量密度最高的811三元锂电池在大规模生产中仍面临挑战，随着能量密度的增加，电池的安全性和寿命也面临重大风险。

从能量财产的角度来看，氢的能量密度自然具有优势。

据资料显示，氢气的一个标准大气压密度为0.0899g/L，热值为143MJ/Kg，即约1公斤氢气完全释放时将产生39千瓦时的电力，最大转换效率为60%。相比之下，汽油的热值为44MJ/kg，而单体能量密度为300Wh/kg的三元锂电池的热值仅为1.08MJ/kg。

就换料而言，加氢与换料类似。一次只需要三到五分钟就可以达到6到700公里的续航里程，而纯电动汽车充电需要几个小时。即使是特斯拉在今年上半年发布的最新快速充电计划，也可以在15分钟内实现300公里的续航里程。

然而，氢燃料电池汽车目前面临着更大的商业化挑战，对于许多车企来说，开发未来的新能源技术不一定要在某条道路上下注。

本田认为，电气化技术是解决环境问题的一种方法。作为零碳排放汽车，氢燃料电池汽车和纯电动汽车在不同场景下各有优势。例如，在短途城市交通中，纯电动汽车可以发挥作用，但在长途交通中，氢燃料电池汽车更擅长。

商业化探索

日本目前在汽车工业的氢气利用方面处于世界领先地位。

由于能源极度匮乏，日本早在20世纪80年代就开始开发燃料电池，以实现真正的能源安全和独立。20世纪90年代，对燃料电池的研究扩展到了汽车领域。

1992年，丰田开始开发氢燃料电池汽车。经过20多年的技术积累，燃料电池概念车于2013年在东京车展上展出，并于次年年底正式推出首款量产车Mirai。

相对而言，本田起步较晚，但目前其在燃料电池汽车领域的技术实力并不输给丰田。本田自1996年以来一直在开发燃料电池汽车，并相继推出了多个车型，每一代都取得了重大进展。此次在广州车展上展出的氢燃料电池汽车Clarity是本田在2016年推出的车型，在续航里程和轻量化电池组方面已经超过丰田。

="本田,丰田,世纪,宝马,大众“src=”/eimg/jndp/ig/20230310150125133394/2.jpg“/>

Clarity是本田开发的一款氢燃料电池轿车，于2008年首次推出，在日本和美国提供租赁和销售服务。最新的Clarity燃料电池汽车的亮点在于，它的续航里程为750公里，并将燃料电池动力总成集成到发动机舱中，从而将座位空间从四人扩大到五人。

将燃料电池动力总成安装到发动机舱是世界上第一项技术。事实上，燃料电池堆的小型化一直是本田氢燃料电池研发的一个关键方向。

2005年，本田在电池组上采用了高强度金属隔板，实现了小巧轻便的设计；2009年，通过改进金属隔板、设计WAVE流道和减少冷却层，实现了进一步的小型化和轻量化；到2016年的第三代电池组，本田将每单位电池的发电性能提高了1.5倍，导致电池组体积减少了33%。

据本田燃料电池动力总成开发助理主管Akira Ando介绍，全新Clarity已在日本和美国少量销售。由于动力总成的尺寸与六缸发动机的尺寸相似，该系统将具有更大的批量生产潜力。

值得一提的是，全新Clarity在安全性能方面也有着良好的平衡性。一方面，它可以确保不发生泄漏。框架由高强度钢制成，储存氢气的部件有专门的外壳保护，可以在各种环境压力下保护氢气罐；

另一方面，汽车内部也有多个氢气泄漏监测装置。在真正发生泄漏的情况下，还有专门设计的空气管道，以确保氢气的安全排放。

转折点还是2025年？

除日本外，韩国、美国等国也在积极探索氢燃料电池汽车的开发和应用。然而，氢燃料电池汽车的大规模推广也受制于成本和基础设施建设等条件。

安藤明承认，氢燃料电池汽车的总体数量相对较少，因此还不可能通过大规模生产来降低成本。从研发人员的角度来看，他认为氢燃料电池汽车的成本至少要到2025年才能降至与传统燃料汽车相同的水平。

本田技术有限公司有限公司研发部兼D中心动力总成开发部主管Yusuke Duodo也介绍说，与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车携带更多部件，总体制造成本更高。在配套设施方面，加氢站等基础设施的建设成本也远高于充电站。

然而，他表示，由于中国目前氢能基础设施不足，氢燃料电池技术在乘用车中的应用可能需要一段时间。但他也指出，对于在一定区域内运营的商用车来说，中国已经有足够的条件应用氢能，因此本田也对此表示关注。

日本政府制定了推广氢燃料电池汽车的战略路线图，并在基础设施建设方面提供了支持。有数据显示，2017年日本已建成91座加氢站，9座仍在建设中。一个加氢站的建设成本约为3.6亿日元，运营成本为4000万日元。

为了降低成本，本田在结构、功能和制造领域进行了一系列研发，如简化结构集成功能、提高生产率、减少贵金属的使用。根据Akira Ando的说法，事实上，更小、更高性能的电池组是节省成本的方法之一。在确保性能的同时，它们减少了内部组件的使用，并有效地利用了所使用的材料。

另一方面，是与合作伙伴共同开发和推广氢燃料电池。2017年，本田和通用汽车在美国联合成立了一家公司，生产燃料电池系统。从全球来看，当前氢燃料电池研发领域也呈现出明显的“联盟化”趋势。除了本田和通用汽车，丰田和宝马、日产、戴姆勒和福特也建立了联盟。

联盟预计将通过大规模生产进一步降低成本，并在基础设施建设和标准引入方面进行合作。随着电池组和动力总成等技术的进一步突破，氢燃料电池汽车正在加速发展。

本文首发于微信公众号：21世纪经济报道。文章内容属于作者个人观点，不代表和讯网络的立场。投资者应据此操作，并承担风险。

标签：本田丰田世纪宝马大众

汽车资讯热门资讯