新能源汽車主要包括純電動汽車（EV）、混合動力汽車（PHEV）、燃料電池汽車（FCV）?，F(xiàn)階段，EV和PHEV都已得到大力推廣。但是，F(xiàn)CV的商業(yè)化進程仍然發(fā)展緩慢，為什么會這樣呢？一起來扒一扒FCV背后的那些事兒吧！

你真的了解燃料電池汽車嗎？

燃料電池汽車主要的部件包括燃料電池發(fā)動機、高壓儲氫罐、電機，工作原理與傳統(tǒng)汽油車有一些相似之處。高壓儲氫罐好比油箱，用于存儲氫氣。燃料電池發(fā)動機其實就是發(fā)電機，氫氣與空氣輸入其中，輸出電能，電能驅(qū)動電機，電機驅(qū)動車輪，從而使汽車行駛。

燃料電池汽車的核心部件為燃料電池發(fā)動機。里面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)原理其實很簡單，初中化學(xué)就有教過，就是氫氣與氧氣反應(yīng)生成水。但這不是個簡單的燃燒過程，而是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。簡單來說，就是反應(yīng)產(chǎn)生的能量以電能的形式存在，而不是燃燒產(chǎn)生熱能。

微觀來講，燃料電池堆內(nèi)部是由一片一片單電池組成的，每片單電池能夠輸出的電壓都不高，一般在0.6~1.0V范圍內(nèi)，所有單電池串聯(lián)在一起就組成了燃料電池堆。

單電池有兩個電極，氫氣通到一個電極上，在催化劑表面電離成氫離子與電子。氫離子通過一層薄膜流向另一極，電子則通過外部電路流向另一極。在另一極上呢，氧氣在催化劑上得到電子電離成氧離子，然后和薄膜里的氫離子反應(yīng)生成水。

這里面有兩個關(guān)鍵的東西：一個是薄膜，學(xué)名是質(zhì)子交換膜。這個膜不導(dǎo)電子、不能通過氣體，但是能通過氫離子。膜不能做太厚，太厚的話氫離子移動到另一個電極的阻力就太大了；也不能太薄，太薄的話機械強度不夠，而且容易穿孔，膜穿孔氫氣與氧氣混到一起就不好玩了。所以膜的生產(chǎn)成本很高，約占整個燃料電池堆成本的三分之一。

麥格納的氫燃料電池測試車

另一個就是催化劑，現(xiàn)在使用最廣泛的就是鉑金，沒錯，就是做首飾的鉑金，現(xiàn)在的鉑金價格大約是200元/克，催化劑的成本也是占了電堆總成本的三分之一。

為什么說燃料電池是新能源汽車的救星？

燃料電池汽車作為新能源汽車，最大的特點就是零排放，人家燒油排放二氧化碳，我就只排放水?；靹榆囆碗m說排放大大減少，但多多少少也是有尾氣排放的。

   奔馳F-CELL在加氫

和純電動汽車相比，燃料電池汽車并不存在里程焦慮的問題。你開個電動車出門，總要算著出行距離，盯著剩余里程看，跑個長途就怕半路沒電，還要擔心找不到充電樁，找到了充電樁充電時間也比較長。雖然現(xiàn)在快充技術(shù)在快速發(fā)展，但還沒有達到媲美汽油車的程度，加個油分分鐘就完事了。

豐田Mirai燃料電池車

燃料電池車，首先，面世的幾款車型續(xù)航里程已經(jīng)能夠達到汽油車水平，其次，加氫時間也和加油差不多，幾分鐘就足夠了。

燃料電池汽車的NVH特性比較好，因為內(nèi)部沒有機械移動部件，開起來不像汽油車能感受到發(fā)動機的抖動，就像開電動車，只有風噪、胎噪以及電動機的嘯叫。

如今燃料電池車是啥情況？

現(xiàn)階段，燃料電池汽車雖然是發(fā)展的熱點，但是距離大規(guī)模的商業(yè)化推廣仍然有很長的路要走。各大整車廠都已推出或者有計劃推出各自的燃料電池車。

日本的兩田分別推出了Mirai和Clarity；韓國現(xiàn)代在2017年上海車展也展出了自己的燃料電池概念車；國內(nèi)燃料電池多應(yīng)用在商用車上，比如上汽大通的FCV80燃料電池輕客，同時也有一些燃料電池公交車在做示范運行?？梢哉f國內(nèi)的燃料電池汽車發(fā)展同國外相比仍然存在很大差距。

  現(xiàn)代的燃料電池概念車

國內(nèi)的燃料電池汽車發(fā)展緩慢，主要有以下幾方面的原因。當然了，這些也不僅僅是國內(nèi)的問題，可以說全球的燃料電池車發(fā)展或多或少都有這些問題。

混合動力的普銳斯，很多技術(shù)可以移植到燃料電池車上

首先，從燃料電池堆本身來看，存在著成本高和壽命短兩大問題。雖然隨著技術(shù)進步，生產(chǎn)成本在逐步降低，但與傳統(tǒng)汽車相比，成本仍然處在高位。豐田MIRAI的售價相對其他燃料電池車型要來的低，一方面是因為技術(shù)領(lǐng)先，另一方面也是因為其采用了模塊化生產(chǎn)方式，很多零部件都是與PRIUS共用的，PRIUS生產(chǎn)了那么多，成本肯定下降了很多。

另外，壽命短也是一大問題，美國能源部認為乘用車的燃料電池堆在運行5000小時以后，如果性能衰減小于10%的話，那么就能夠滿足商業(yè)化應(yīng)用。2015年，全國36大城市平均通勤時間為39.1min，平均通勤時間最長的上海為57.6min，最短的拉薩為26.8min。

如果按照上海的平均通勤時間計算的話，一年365天，那么5000小時壽命能夠滿足14年使用，這樣看來，5000小時壽命是基本能夠滿足私人家庭使用的。國內(nèi)的燃料電池壽命水平距離這一目標還是有差距的。

其次，燃料電池汽車需要配套加氫站，但是國內(nèi)的加氫站屈指可數(shù)，目前在運行的有9個，這個數(shù)量遠遠不能夠使得燃料電池汽車走進千家萬戶。

燃料電池車需要很堅固的儲氫罐

最后是安全性問題。氫氣儲存在高壓儲氫罐中，氫氣本身就是易燃易爆氣體，在封閉空間中發(fā)生泄露極易爆炸。而且，氫氣密度小，要想在空間有限的汽車中裝載足夠多質(zhì)量的氫氣，就必須盡可能提高氫氣壓力。豐田Mirai的儲氫壓力達到了70MPa，大氣壓力為0.1MPa，也就是說儲氫罐內(nèi)的最大壓力為700倍得大氣壓。雖說許多試驗驗證它是安全的，但在大規(guī)模應(yīng)用前，它的安全性仍要打上問號。

理想斗得過現(xiàn)實嗎？

本田Clarity燃料電池車

可以用一句話來形容燃料電池車：理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。在節(jié)能減排大環(huán)境下，燃料電池車是完美的，擁有媲美傳統(tǒng)汽油車的便利性，又能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，無疑具有致命的吸引力。但是，在實現(xiàn)這個理想的路上還有很多障礙：成本高、壽命短、配套設(shè)施不完善……路長且艱啊。

點擊下面圖片閱讀▼