11.23 BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

首先明確的一點就是電氣化是汽車發展的趨勢,也是方向。

電能是目前人類所能利用的最為靈活的能源,沒有之一。電能來源廣泛,火電、風電、光伏、生物等等方式都可以發電;電能輸送靈活,僅用電線就可以實現長距離大功率的能量傳輸,甚至還可以實現能量的無線傳輸;電能轉換應用方便,可以方便的轉化為光能、機械能、熱能等等。就驅動來講,電能可以在一個裝置(電動機)裡轉化為機械能,同時此裝置還可以再把機械能轉化回電能,來回轉換的過程都能保持很高的效率,對於汽車來講,這種靈活的能源供給和回收方式是十分適用的。這也是為什麼增程式電動汽車可以存在:寧願用燃油發動機發電也要用電來驅動車輛。

BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

就汽車的電氣化來講,主要有這幾種技術路線:BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV等等。

BEV(Battery Electric vehicle),也就是所謂的純電動車,使用電池存儲電能,是目前的主流方向。雖然電動機天生就是汽車的好基友,但是電池卻是汽車天生的豬隊友:目前應用較多的主流鋰離子電池的能量密度僅能達到200-300Wh/kg,而主流BEV的百公里電耗都在15-20kWh,這就意味著如果續航達到400-600km,就需要60-80kWh的電池組,而僅僅這些電池的重量就達到了300-400kg,這還不包括電池管理系統及其他電池包結構部件。而對於消費者不友好的方面就是鋰離子電池低溫衰減、車內暖風空調巨大的耗電量和高速續航衰減,在一些常見的場景狀態(例如冬天開空調、上高速)下都會讓BEV的百公里電耗翻倍,導致續航嚴重打折甚至減半,產生續航焦慮;同時BEV的充電速度也嚴重限制了消費者使用需求,目前的主流快充技術也只能是在30-50分鐘左右充滿80%的電量,與加註燃油的3-5分鐘加滿相比依然十分不友好。所以BEV目前依然具有續航里程焦慮和充電速度慢的問題,雖然是主流發展方向,幾乎所有的主流汽車廠商都推出了自己的BEV產品,但是對消費者來講依然不能說是最優解。

BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

HEV(MHEV)(hybrid electric Vehicle),也就是混合動力汽車。HEV雖然實現了一定的電氣化,但是本身依然是使用燃油作為全部動力來源,所以可以認為是電氣化程度比較低的產品,是一個過渡的產品。當然,現階段以本田和豐田為代表的HEV產品,因為深厚的技術積累和較高的技術成熟度,在市場上獲得了不少好評,但是總體來看,HEV在汽車工業中的比重是在不斷下降的,逐漸被PHEV等取代:包括豐田在內的老牌HEV廠家也推出了同一車型的PHEV版本。

BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

PHEV(Plug in hybrid electric Vehicle),也就是插電混合動力汽車,具備了燃油發動機和電動機,電池組明顯要比BEV更小,一般是BEV電池包容量的20%-30%,純電續航一般在50km-100km。PHEV在短距離的時候可以純電行駛,長距離又可以工作在HEV模式,沒有里程焦慮,充電或者加油都可以作為補充能量的方式,所以從消費者的角度講,PHEV是比較滿足消費者需求的。正因為如此,現在幾乎所有主流汽車廠商都推出了PHEV車型,市場上PHEV可選車型還是比較多的。當然,從技術路線上講,PHEV揹著兩套動力系統行駛,其總體驅動效率是受到影響的,同時內燃機依然以燃油作為燃料,依然有汙染物排放,對環境不友好,長遠來看,變革的可能性不小。

BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

FCV(Fuel Cell Vehicles),也就是燃料電池汽車。燃料電池汽車其實與PHEV類似,不過其燃油發動機的部分變成了燃料電池。燃料電池汽車可以說是在動力電池技術接近天花板的情況下一個比較公認的長期發展方向,因為燃料電池只需要添加氫氣(或其他燃料),沒有續航焦慮,對消費者比較友好,同時燃料電池本身無汙染無噪音,對環境友好。目前,日本等發達國家FCV發展的不錯,以氫氣為燃料,已經形成了全套的製造、運輸、儲氫的系統,但是氫氣本身為可燃性氣體,對運輸、儲存等環節的要求很高,所以目前氫氣本身的製造運輸儲存技術要求都比較高,總體成本也較高,目前其行駛成本要超過普通燃油汽車。國內FCV發展雖然落後於日本、韓國、美國等先進國家,但政策上也對FCV進行了傾斜,從2016年氫能產業就已經納入了國家能源戰略,目前正處於發展快車道。新造車勢力的愛馳汽車用甲醇重整制氫方式,替代氫氣,也就是甲醇和水在車輛行駛過程中產生氫氣,如此車輛只需要添加價格低廉的甲醇作為燃料,效率可達45%,核算下來行駛成本僅為普通燃油車的三分之一甚至更低,是個不錯的發展方向。當然,甲醇燃料目前並不像汽油柴油一樣方便買到,但是其佈局更為方便,可以依託現有的加油站系統,與充電樁的完全新建相比難度更小。如果說,要對比一下甲醇和燃油增程,那麼如上所說甲醇的優勢在於成本和基礎設施,而缺點就在於碳排放的擔憂,但其實碳的排放一定比燃油增程少很多。所以,甲醇增程的確是一個不錯的發展方向。愛馳汽車德國子公司Gumpert Aiways首款FCV——Gumpert Nathalie,以甲醇為燃料,具備1000公里續航,突破百公里2.5秒加速,最高時速可達300公里/小時以上。當然,這款車型也可以直接充電使用。

BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

傳統車企上汽集團也早就佈局了FCV項目,早在2017年就一口氣發佈了榮威950 FCV等多款車型,其中榮威950 FCV的續航里程達到430km,能在零下20度情況下啟動。

BEV、HEV(MHEV)、PHEV、FCV,到底哪種才是未來?

回到問題本身,如果從消費者的需求考慮,使用方便且沒有里程焦慮的PHEV和FCV無疑是不錯的方向;從環境的角度考慮,零排放無汙染的BEV和FCV是理想的技術方案;兩者綜合,FCV的優勢還是比較明顯的。當然,總體來看,汽車工業到了一個分叉路口,電氣化是共同的方向,但是現階段各種不同類型的汽車百花齊放,爭奇鬥豔,未來究竟如何,值得期待。


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