純電不香了？
最近微博有一個話題：“電車續(xù)航達到多少能取代燃油車？”
這是老生常談的問題，但其實本質上不是在討論電車續(xù)航的長短，而是續(xù)航焦慮。
現(xiàn)在多數(shù)電車已經(jīng)可以達到 500km + 的續(xù)航，卻在充電速度和充電便利性上，依然和傳統(tǒng)燃油車有巨大區(qū)別。
但如果新能源車的續(xù)航直接拉滿到 2000km，而且補能時間和加油一樣快，續(xù)航焦慮還會存在嗎？
最近大眾在德國公布了一項專利申請，稱目前正與德國 Kraftwerk Tubes 公司合作開發(fā)一種新型的氫燃料電池，未來可以用于大眾的一款量產(chǎn)車型上，這個新型電池能讓汽車續(xù)航達到 2000km。
要知道油車一箱油的續(xù)航也就 500-800 公里，而大眾的氫燃料電池車型，續(xù)航直接達到 2000 公里。兩三個月才補能一次，而且氫能的補給，顯然比充電更快。
眾所周知，日本在汽車轉型方面是舉國押注氫能源，認為氫燃料電池汽車才是新能源汽車的最佳選擇，這也是為什么日系車在純電領域慢了半拍。
可如今，德系車也開始做氫燃料汽車，一口氣還能跑 2000 公里，難道大眾要截胡了？
01、成本低，性能強
介紹大眾氫燃料電池專利前，先了解一下氫燃料電池的工作原理。
其實原理并不復雜，簡單來說就是將氫氣和氧氣反應的化學能直接轉換成電能。
燃料電池也像正常的電池一樣有陽極和陰極，氫氣通過陽極進入，并通過電解質隔膜，電解質隔膜將氫分子分解為質子和電子，然后電解液使它們通過不同的路徑到達陰極。
當質子通過電解液到達陰極時，電子通過外部電路產(chǎn)生電流，這就是氫能汽車的動力來源。在那里，它們與直接進入陰極的氧結合，并與電子結合，產(chǎn)生水和熱。
燃料動力電池的負極材料提供一個氫氣，正極提供大量氧氣，然后在正負極相互作用間加一層隔膜。在催化劑的作用下，氫原子外層的電子會游離出來，變成獨立的電子 + 氫離子。
而這層隔膜非常特殊，只有兩個氫離子結合才可以同時通過，電子則會被阻擋在隔膜外。
大眾和德國 Kraftwerk Tubes 公司所申請的氫燃料電池專利，正是對這層隔膜進行了改進。
Kraftwerk Tubes 首席執(zhí)行官 Sascha Kühn 稱，與現(xiàn)代和豐田的燃料電池不同，他們所依賴的是陶瓷膜，而不是普通的塑料膜。
而 Kraftwerk Tubes 正是這項技術唯一的，陶瓷膜生產(chǎn)制造商。這個全新的隔膜可以快速啟動燃料電池。
最重要的是，這種陶瓷膜可以實現(xiàn)無鉑量產(chǎn)。而鉑一直以來因其較高的成本，被認為是大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池的重大阻礙之一。因為沒有鉑元素，可以讓陶瓷膜的生產(chǎn)成本要遠低于聚合物燃料電池，這也是 Kraftwerk Tubes 與大眾汽合作開發(fā)的燃料電池堆的，最大的差異化優(yōu)勢。
Kühn 還表示，陶瓷膜的另一個優(yōu)點是在操作過程中無需潤濕，從而減輕了人們對冬季結冰、高濕度環(huán)境中吸引霉菌和高溫干燥的擔憂。而 Kraftwerk Tubes 的這種技術類似于固態(tài)電池，都具有差不多相同的電解質和相似的材料結構。
不同之處在于，固態(tài)電池中只使用一種緊湊的材料來儲存能量，而在燃料電池中，由氫氣來承擔這個任務。
此外，專利中的燃料電池還可以產(chǎn)生廢熱，廢熱在 400 度左右的可用范圍內，所以通過熱交換器，無需消耗額外的電力，就可以產(chǎn)生用于汽車供暖和空調的熱量，從而提高整體能源效率。
可以說，這個氫燃料電池既減少了成本，又提升了能源效率。那么關鍵的問題來了，什么時候量產(chǎn)？
答案是 2026 年。
Kraftwerk Tubes 公司表示，正在進行的燃料電池開發(fā)專利不會僅為大眾汽車提供，Kraftwerk Tubes 首席執(zhí)行官 Sascha Kühn 稱：“不管制造商是誰，我們的目標是到 2026 年在量產(chǎn)汽車中推出我們的技術?！?/p>
而且量產(chǎn)車一旦使用新的氫燃料電池堆，可以提供長達 2000 公里的超長續(xù)航。
02、大眾氫燃料車由來已久
作為全球頭部車企，大眾任何一點風吹草動都被認為是行業(yè)風向標。而這次入局氫燃料電池也被看作是大眾全面轉型新能源時代的一次豪賭。
不過，這并不是大眾第一次接觸氫能源。早在 2014 年，大眾就推出了高爾夫 Variant HyMotion，并在 2015 年的上海車展上正式發(fā)布，全新高爾夫 Variant HyMotion 搭載了一套氫燃料電池動力系統(tǒng)。
外觀方面，全新高爾夫 Variant HyMotion 與普通版的高爾夫造型基本一致，只不過配備了全新樣式的輪圈，尾燈采用熏黑設計。
高爾夫 Variant HyMotion 當時搭載的氫燃料電池動力系統(tǒng)，最大功率為 134 馬力，零百加速時間 10 秒。
加滿氫氣后，續(xù)航可達 500km。而當氫氣用盡時，僅需 3 分鐘便可補滿。
除了高爾夫 Variant HyMotion，大眾還在 2015 年發(fā)布了奧迪 A7 h-tron。同樣使用氫燃料電池動力系統(tǒng)，最大功率為 230 馬力，最大扭矩為 540N?m。零百加速時間僅為 7.9 秒，最高時速可達 180km。
奧迪 A7 Sportback h-tron quattro 的四個氫氣罐位于中央通道、后備箱底部下方以及后軸前方，由碳纖維增強聚合物（CFRP）制成的外殼包裹了鋁內殼。
這些儲罐在 700 bar 的壓力下可以存儲大約 5 千克的氫氣，足夠驅動車輛行駛 500 多公里。按照 NEDC 工況，每 100 公里的燃料消耗量約為 1 千克，相當于 3.7 升汽油。
A7 h-tron 大約三分鐘就可以完全加滿氫氣，這與傳統(tǒng)燃油車加一次油的時間差不多。
遺憾的是，因為當時的客觀條件并不成熟，補能、安全以及成本問題等問題，導致 A7 和高爾夫的氫燃料電池汽車都被迫停產(chǎn)。
奧迪也曾在 2019 年嘗試重啟 A7 h-tron 車型的生產(chǎn)計劃，并開啟了全面的路測，為大規(guī)模量產(chǎn)做準備。
還計劃與中國能源巨頭中國石化合作，在中國建設更多的加氫燃料站，為即將推出的氫燃料車型提供能源補充，但最后都無疾而終。
直到現(xiàn)在，大眾方面再把氫燃料電池項目提上日程，牽手德國 Kraftwerk Tubes 公司一起合作，雙方在去年七月提交了氫燃料電池專利的申請。
而 Kraftwerk Tubes 是德國一家直接為各種應用的動力總成提供燃料電池的公司。旗下產(chǎn)品固體氧化物燃料電池（aSOFCs）在德國薩克森德累斯頓生產(chǎn)，可以將氫氣或所有常見電子燃料的化學能直接轉化為電能。
值得一提的是，大眾雖然和 Kraftwerk 合作研發(fā)，但 Kraftwerk 并不會只把該技術放在大眾一家汽車制造商身上。
按照 Kraftwerk 首席執(zhí)行官 Sascha Kühn 的說法，無論制造商是誰，他們的目標都是在 2026 年進行量產(chǎn)，目前計劃的是大約在 10000 輛汽車使用新技術，并且這些車輛將分布在幾家汽車制造商中。
除去大眾，日產(chǎn)旗下的高端品牌英菲尼迪已經(jīng)公開宣布與 Kraftwerk 合作，Kühn 稱目前雙方正在初始階段洽談。
03 、2000 公里什么水平？
大眾再次入局氫能源汽車，說明并不想放棄氫能這條路，而這和前任 CEO 赫伯特?迪斯 (Herbert Diess) 在大眾時，對汽車在氫燃料方面一貫立場并不一致。
迪斯曾在去年 5 月發(fā)布的一條推特中，否認了氫作為電動汽車動力來源的潛力。他表示：“事實證明，氫燃料汽車并不能解決氣候問題。在交通領域，電氣化已經(jīng)占據(jù)了主導地位。虛假的辯論是浪費時間，請聽從科學?！?/p>
不過和迪斯不同，現(xiàn)任 CEO 奧穆博除了會帶領大眾完成從燃油車向電氣化轉型的同時，他也是另一種低排放方法 ——e-Fuel 的主要支持者。
e-Fuel 是合成燃料的一種，它利用可再生能源如太陽能、風能等來發(fā)電，由氫氣和二氧化碳通過化學反應合成液體燃料。所需的氫氣是從電解水中提取的，二氧化碳則通過直接空氣捕集技術從空氣中獲取。
這也是為什么，大眾開始對氫燃料電池汽車蠢蠢欲動。
不過大眾想要做氫燃料電池汽車這一賽道，競爭者不在少數(shù)，畢竟一直以來日韓系車企都在大力發(fā)展氫燃料電池車。
除去商用車，豐田 Mirai 算是目前業(yè)內氫能源乘用車的領頭羊，Mirai 目前已經(jīng)出到第二代車型，基于豐田的 TNGA 架構生產(chǎn)，以雷克薩斯的標準選擇材料和組裝。
第二代 MIRAI 在 2020 年上市銷售，到目前為止，MIRAI 的銷量已超過 20000 輛，累計行駛距離超過 5.33 億公里。新一代 Mirai 的 WLTC 續(xù)航里程達到 850 公里，比上一代增加 30%，售價 4.95 萬美元起。
據(jù)悉，豐田第二代 Mira 還將在今年年底，以進口車的方式，進入廣汽豐田的銷售矩陣。首批將限量引進 50 臺“嘗鮮”，官方售價 74.8 萬-75.4 萬元。
此外，現(xiàn)代旗下的氫能源汽車 NEXO 的實力也非常強勁。NEXO 誕生于 2018 年，在海外市場 NEXO 的表現(xiàn)比起 Mirai 絲毫不輸。2019 年 NEXO 在全球賣出了近 5000 輛，截至今年 6 月，NEXO 的全球累計銷量已達 2.7 萬輛。
NEXO 可以說是全球最暢銷的氫燃料電池車，且在 EPA 續(xù)航測試標準下，NEXO 取得了 569.7–611.6km 的優(yōu)秀成績，這個數(shù)據(jù)不僅超越了第一代 Mirai 的 502km（EPA），也超越了本田的氫燃料電池汽車 Clarity Fuel Cell 的 589km 的 EPA 成績。
目前 Nexo 中國版，已經(jīng)正式獲得北京新能源汽車的牌照，可以合法上路行駛，中國版 NEXO 的標準下的續(xù)航為 550km，比海外版的 800KM 續(xù)航低了不少。
來源：HYUNDAI
續(xù)航減少的主要原因在于中國乘用車的儲氫罐壓力限定在 350Bar，而國際版的儲氫罐最高支持 700Bar 的壓力。不過，加氫只需要 5 分鐘。
可以看出，不論是現(xiàn)代還是豐田的氫燃料電池車，他們的續(xù)航都沒有超過 1000km，而大眾和 Kraftwerk Tubes 公司合作的新的氫燃料電池堆，可以提供長達 2000 公里的續(xù)航。
2000km 是什么概念呢？要知道現(xiàn)在的新能源汽車，哪怕是使用增程技術的新車，最大續(xù)航也就是 1000km 多。
如果一切順利，大眾和 Kraftwerk Tubes 公司合作的專利氫燃料電池，可以在 2026 年或者更早之前量產(chǎn)。到那個時候，純電動車還會是香餑餑嗎？
本文來自微信公眾號：超電實驗室 （ID：SuperEV-Lab），作者：楚門，編輯：在洲
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