愛馳汽車發佈了RG “純電動”跑車，續航里程達到1200公里，可以說是非常地驚人了！我曾經整理過目前主流的電動汽車續航里程情況，如下表所示：
目前工信部採用的是“綜合工況”來測試續航里程，日本採用JP08工況，美國主要採用EPA工況。例如，特斯拉官網上標示的就是EPA工況的里程，進入中國銷售後，要同時提供“綜合工況”的里程，續航里程會提高一些。
還有一種續航里程的測試方法叫“60km/h等速”，這種工況下的測試里程是很高的。當廠家宣稱“最高續航可達xxx公里”時，往往是指這個等速工況。一般來說，“綜合工況”是比較符合實際情況的，可以用來指導實踐，但是當夏天太熱開空調、冬天太冷時出行，續航里程還要大打折扣。
可以看到，無論是哪個工況、哪個車型，續航一般都在300-500公里之間(寶馬i3是個特例)，即便是裝備100kmh電池的Tesla Model S的等速續航也沒超過600公里。那麼，愛馳RG的1200公里是怎麼做到的呢？是不是互聯網造車的一次營(hu)銷(you)呢？
其實，愛馳RG是一個搭載氫燃料電池的“純電動”跑車。當鋰電池電量不足的時候，氫燃料電池可以將氫氣轉化成電能，給鋰電池充電。也就是說，愛馳RG確實是只使用了電能，但與一般的“純電動”汽車不同的是，它的電池不僅儲存在鋰電池那裡，同時還儲存在氫燃料裡面，所以續航達到1200公里，也不是不可能。
但是，當朋友們聽到愛馳RG的續航的時候，還是紛紛發來信息來問我，主要有兩個聲音：
電動汽車提高續航里程不就是堆電池嗎？你看特斯拉堆100度電是600公里，堆200度電不就是1200公里呢？ 既然如此，堆電池就能實現的事情，大家都不做就他做，是不是有問題？
另外一個聲音則截然相反，對1200公里續航的真實性表達了質疑。他們認為燃料電池畢竟也是“電池”，為啥鋰電池做不到的續航里程，燃料電池就能做到？
我們先來分析第一個問題：堆足夠多鋰電池的純電動汽車，是否能夠達到1200公里的續航？
我們拿上表中的Tesla Model S 75做一個仿真試驗：假設驅動系統的效率不變、外界的風阻係數與摩阻係數不變，不斷地給它加電池，來觀察續航里程的變化。在加電池過程中，會有以下兩個針鋒相對的效應：
電池容量增加，也就是可用的能量總量增加，這會帶來續航里程的增加。
汽車總重量增加，行程相同的距離所耗費的能量增加，這會帶來續航里程的減少。
針鋒相對的兩個效應，哪個會佔上風呢？讓我們來看看Matlab的仿真結果吧。哦不好意思，Matlab已經卸載了，那我們看看Excel的仿真結果吧。
圖中可以看到，當增加電池容量的時候，續航里程也是不斷增加的，但是增加的趨勢越來越緩(我們暫時不考慮電池成本與體積的約束)。當續航里程增加到1000公里之後(對應的電池容量是500kWh)，再增加電池容量的效果就很不明顯了，並且越來越弱；當續航里程增加到1200公里之後(對應的電池容量是1500kWh)，再增加電池容量，幾乎沒有效果了。
為什麼會這樣呢？原因在於，當電池容量很大的時候，所增加電池容量大部分都用來運輸電池本身了！打個比方，一個人徒步遠行，路上沒有補給，帶1斤的乾糧可以走20公里，帶2斤乾糧可以走40公里，但是帶100斤的乾糧就可以走2000公里嗎？肯定是不能的，因為乾糧本身的重量就把遠行者給壓垮了。
那我們再來分析一下，有多少百分比的電池容量被用來運輸電池本身。
可以看到，Tesla Model S 75電池能量的24%被用來運輸電池本身了。不會吧，號稱節能環保的特斯拉竟然把四分之一的電能用來運輸電池本身在大街上跑來跑去……事實上，幾乎所有電動汽車都把20%~30%的電能用來運輸電池。
這還不是最嚴重的，當續航達到1183公里的時候，多達80%的能量被用來運輸電池本身了，這是我們能忍受的極限了。。。這個時候，你說我開的是新能源車呢，還是鋰電池運輸大貨車呢？ 如果我們將80%定義為極限里程的話，那麼這款Tesla Model S 75改款的超大容量純電動車的極限里程是1183公里。
回到我們最初的問題，堆足夠多鋰電池的純電動汽車，能達到1200公里的續航嗎？答案是不能！這可能與很多人的直覺是相反的。
(而且這還沒有考慮電池成本、體積等各方面的約束)
在分析第二個問題之前，我們再分析一個附加問題：鋰電池技術得發展到什麼程度，才能實現1200公里的續航呢？
我們以30%的能量來運輸本身作為工程實踐中的最高值，那麼通過計算得到，若想實現1200公里的續航，需要鋰電池模組的能量密度達到420Wh/kg。也就是說，還需要3倍的提升。這在當前的鋰離子電池的技術體系下，恐怕是難以實現的目標。而且，即使能實現，成本是否能控制得住也是一個很有挑戰的問題。
接下來我們來分析第二個問題：為什麼鋰電池純電動車達不到1200公里，而燃料電池就可以呢？
其實不用說大家也應該知道了，這個問題的關鍵在於能量密度。純電動車的電池模組的能量密度一般在130-150Wh/kg之間，特斯拉是做得比較好的，高達150Wh/kg。
那麼汽油呢？
汽油的熱值約為44MJ/kg，也就是12222Wh/kg。汽油在發動機中的能量轉化效率比較低，但即使按20%算(電動車按80%算)，其“等效能量密度”也有3000Wh/kg，是電池的20倍。
燃料電池雖然也叫電池，但其實並不能充電，而是消耗氫氣來發電。如果要打個比方的話，鋰電池就是可充電電池，而燃料電池就是我們小時候用的那種不能充電的電池。從這個角度來講，燃料電池其實是與發動機相似的——一個是消耗油，一個是消耗氫氣。
燃料電池的能量密度與轉換效率我沒有細細研究，估算一下“等效能量密度”為4500wh/kg，是電池的30倍。那麼，我們來看一下燃料電池電動車運輸氫氣本身會消耗多少百分比的能量吧。(數值可能有誤差，但數量級應該是對的，大家領會主旨就好)
如上圖所示，當續航里程與鋰電池原版的Tesla Model S 75相同為416km時，運輸氫燃料所消耗的能量僅為氫氣可轉化總能量的0.99%；當續航里程達到1200km時，這個數值也僅為2.9%，遠遠低於鋰電池的24%，這樣聽起來是不是舒服多了！其實汽油也是相似的，416公里時約為1.51%。
實際上汽油車在行駛過程中，汽油會不斷地消耗而減輕質量，這會使得百分比進一步降低。為了簡化說明，暫不考慮這一效應。
如果我們將80%定義為極限里程的話，那麼氫燃料電池的極限里程為3.3萬公里。當然，這只是為了說明能量密度的差異，使得燃料電池車增加續航里程要遠比鋰電池電動汽車簡單地多，而實際上沒有人會設計這樣的車的。
回到所提出的第二個問題，為什麼鋰電池純電動車達不到1200公里，而燃料電池就可以呢？答案是氫燃料的“等效能量密度”比鋰電池高很多，所以提高續航里程的難度相對低很多，實現1200公里的續航里程是很合理的，就和傳統燃油車實現1200公里續航的原理相似。
有朋友問，為什麼燃料電池電動車這麼好，我們為什麼還要發展鋰電池呢？ 原因有很多，其中一個原因是： 燃料電池需要一種金屬Pt，學名鉑，俗稱鉑金或白金…… 買個大金項鍊子不算炫富，開個動力由鉑金打造的汽車炫不炫？ 因此，我估值愛馳這款車也應該不會大規模量產，否則可能會引起鉑金市場價格上漲。。
如果3.3萬公里的極限里程還不滿足呢？好吧，我來想想辦法。
我的第一個建議是查詢一下“燃料熱值表”！
只要找到比柴油汽車熱值更高的燃料，然後再發明一個新式發動機，不就可以啦？ 真是太機智了！
為什麼找不到比柴油更高熱值的燃料了？？？為什麼柴油與汽油在這些常用燃料中已經是熱值最高的了？？？
這搞得我好想去回答這個問題了：有哪些「本以為才開始，沒想到是巔峰」的例子？
好吧，我猜是Benz老爺子在一百多年前發明內燃機的時候已經早就試驗過了，所以才挑選了柴油和汽油這兩個熱值尖子生吧。
好吧，看來走燃燒路線是行不通了。
是你逼我的，只好使出絕招了！
那麼第二個建議是可以上核聚變發動機！
沒錯，也就是在汽車裡面裝一個小太陽，質能轉換效率約為0.7%，以能量轉換效率10%計算，那麼等效熱值也就是17 500 000 000Wh/kg，約為鋰電池的1億倍。那麼可以算得極限續航里程約為0.18光年，可以沿赤道繞地球443萬圈。
如果0.18光年的極限里程還不滿足呢？
那我的終極武器就是上反物質發動機！
質能轉換效率約為100%，以能量轉換效率5%計算，那麼等效熱值也就是500 000 000 000Wh/kg，約為鋰電池的30億倍。那麼可以算得極限續航里程約為1.29光年，可以沿赤道繞地球3億圈。
等等，為什麼反物質發動機都上了，也才能航行1.29光年，連離我們最近的4光年的三體星都到不了呢？那麼所謂的宇宙旅行豈不是全是扯淡啦？
其實並非如此，在上述計算中都考慮了汽車摩阻與風阻的損耗的(以及不停地踩油門加速與踩剎車制動的損耗)，而星際航行中，哪來的摩阻與風阻呢？
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