真正打完全環(huán)保 豐田氫燃料電池

起步早，如今漸受重視

純電動(dòng)是世界性的潮流，也幾乎成為當(dāng)下汽車領(lǐng)域“新能源”的唯一代名詞。但目光長(zhǎng)遠(yuǎn)的人總不會(huì)只滿足于現(xiàn)狀，例如豐田，早在二十年前就已經(jīng)開始著手氫燃料電池的相關(guān)研發(fā)和生產(chǎn)工作，并且在日本本土，第一代氫燃料電池汽車Mirai已經(jīng)在2014年開始就在當(dāng)?shù)厥惺邸?/p>

而隨著能源轉(zhuǎn)型的潮流，全球性的新能源市場(chǎng)也在不斷地成熟，氫燃料電池也被中國(guó)汽車行業(yè)逐步重視。在今年六月份，《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》正式發(fā)布，根據(jù)內(nèi)容指出，氫能將會(huì)成為中國(guó)未來(lái)能源體系中的一大重要組成部分，預(yù)計(jì)在2050年將在總的能源體系中占有10%左右的比例;由此可見(jiàn)，在純電能之后，氫能盡管是當(dāng)下的新興產(chǎn)物，但卻在未來(lái)有獨(dú)挑大梁之勢(shì)。

幾乎完美的能源形式

續(xù)航足、補(bǔ)充時(shí)間短、零排放。這三項(xiàng)是氫燃料電池最大的優(yōu)勢(shì)，而同時(shí)，這也幾乎是現(xiàn)在純電動(dòng)汽車最大的三個(gè)痛點(diǎn)所在;畢竟目前有一個(gè)比較主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，純電動(dòng)汽車看似可以做到?jīng)]有廢氣污染，但電能的來(lái)源卻有七成以上源白火力發(fā)電，而氫能源作為一種可再生能源，可以透過(guò)工業(yè)副產(chǎn)品、電解水等方式以清潔的方式制氫，因此氫能是十分理想的一種能源形式。

而豐田第一代Mirai的加氫方式與燃油車加油方式十分相似，儲(chǔ)氫罐充滿時(shí)間僅需3～5分鐘，便可以達(dá)到400公里以上的續(xù)航，這基本上解決了當(dāng)前純電動(dòng)車型無(wú)法克服的成本問(wèn)題和里程焦慮問(wèn)題。另外在2019年的進(jìn)博會(huì)上，豐日正式發(fā)布全新一代的Mirai車型，跟第一代車型相比，續(xù)航里程增加將近30010達(dá)到644公里，新一代Mirai在中國(guó)的亮相，似乎也進(jìn)一步坐實(shí)了氫燃料電池汽車即將進(jìn)入中國(guó)汽車市場(chǎng)。

廣汽集團(tuán)董事長(zhǎng)此前曾經(jīng)透露道：“廣汽豐田將在2019年年底引入豐田最先進(jìn)的氫能源車進(jìn)行示范性運(yùn)行?！边@無(wú)疑是氫能源崛起的又一積極信號(hào)。其實(shí)，豐田早在商用車領(lǐng)域已經(jīng)與北汽福田、億華通達(dá)成了合作意向，將在2021年量產(chǎn)氫燃料電池大巴車、同時(shí)與清華大學(xué)簽約成立清華大學(xué)一豐田聯(lián)合研究院，對(duì)于氫燃料電池項(xiàng)目進(jìn)行深入的研發(fā)和推廣。結(jié)合此前發(fā)布的白皮書，可見(jiàn)氫能源對(duì)于中國(guó)汽車市場(chǎng)的吸引力相當(dāng)巨大。

氫能源與純電一樣，都是未來(lái)

氫能源的優(yōu)勢(shì)很明顯，但同樣劣勢(shì)也十分突出，由于能量密度高，氫氣的活躍性能導(dǎo)致它的安全性成為了當(dāng)下人們關(guān)注的重點(diǎn)，同時(shí)也是氫能源研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)所著重關(guān)注的問(wèn)題，短時(shí)間內(nèi)并不會(huì)成為民用級(jí)別汽車的量產(chǎn)能源形式，而是會(huì)在商用、客運(yùn)等穩(wěn)定性較高的領(lǐng)域作為試行能源投入使用。但隨著技術(shù)的深入發(fā)展和企業(yè)的不斷研究，氫能燃料電池勢(shì)必會(huì)被廣泛使用，跟純電動(dòng)一樣，在新能源領(lǐng)域，氫燃料電池，也將會(huì)是新能源汽車的未來(lái)。

讓充電跟加油一樣方便 保時(shí)捷800V超級(jí)快充

開創(chuàng)新的速度篇章

保時(shí)捷Taycan是全球第一款系統(tǒng)電壓達(dá)到800V的量產(chǎn)車型，而常見(jiàn)的電動(dòng)車系統(tǒng)電壓僅為400V，保時(shí)捷把這項(xiàng)技術(shù)稱為Porsche Turbo Charging，在使用高功率充電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直流充電時(shí)，Taycan的蓄電池僅需5分多鐘便可充滿100km續(xù)航里程所需電量。在理想充電條件下，Taycan從電量5%充至80%僅需22.5分鐘，支持高達(dá)270kW的充電功率，獲得超過(guò)300公里的行駛能力，比起TeslaSupercharger超級(jí)充電器快上超過(guò)1倍。充電效率的提升可極大緩解消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車的里程焦慮，改善電動(dòng)車的使用體驗(yàn)，

加快充電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

800V超快充系統(tǒng)不僅可以解決Taycan電耗過(guò)快的問(wèn)題，且由于充電電壓較高，可以采用更細(xì)的電纜和更高效的封裝，從而使Taycan的電動(dòng)系統(tǒng)更輕便、更緊湊。以現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)使用場(chǎng)景來(lái)看，當(dāng)采用400V直流充電的時(shí)候，車輛會(huì)通過(guò)升壓器盡量往800v電壓提高，實(shí)現(xiàn)最高lOOkW的充電功率，而當(dāng)采用800V直流充電的時(shí)候，充電樁會(huì)直接為電池充電，最高充電功率達(dá)到200kW，效率有了明顯提升。

我們相信，在未來(lái)新能源汽車發(fā)展進(jìn)程上，這將會(huì)成為快充技術(shù)一大拐點(diǎn)，其他車企將陸續(xù)建立自己的超高壓充電網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)大功率充電站的基礎(chǔ)建設(shè)工作，并對(duì)電池的比能量與比功率、關(guān)鍵零部件IGBT，充電接口與電纜、熱管理、電網(wǎng)穩(wěn)定性等等提出新的考驗(yàn)。

當(dāng)采用800V直流充電的時(shí)候，充電樁會(huì)直接為電池充電，最高充電功率達(dá)到200kW，效率有了明顯提升。我們相信，在未來(lái)新能源汽車發(fā)展進(jìn)程上，這將會(huì)成為快充技術(shù)一大拐點(diǎn)。

讓馬達(dá)悠著點(diǎn) ZF雙速減速器

馬達(dá)也有發(fā)力特性

很多人都說(shuō)，馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)在于一開始運(yùn)轉(zhuǎn)就能全扭矩輸出，不像發(fā)動(dòng)機(jī)還有一堆發(fā)力線性不線性、遲滯不遲滯的問(wèn)題，故而純電動(dòng)車大多都有比較強(qiáng)猛的加速感。并且，由于馬達(dá)的轉(zhuǎn)速還能達(dá)到一般市售發(fā)動(dòng)機(jī)極限的兩倍以上，所以它也不需要復(fù)雜的變速箱來(lái)調(diào)和轉(zhuǎn)速與扭矩的輸出。

這說(shuō)法對(duì)，也不對(duì)！試駕過(guò)不少純電動(dòng)車之后，明顯可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)電機(jī)馬達(dá)在高轉(zhuǎn)速域就扭矩衰退嚴(yán)重，是故多數(shù)純電動(dòng)車并不擅長(zhǎng)跑極速，并且車速高了耗電量也大得可怕。

在今年的“十大好車”、“五大新能源車”的獲選車輛中，編輯們都不約而同給了保時(shí)捷第一款市售純電動(dòng)車Taycan好評(píng)，理由很多，但后軸電機(jī)配備有雙速減速器正是其中之一，它能憑借16.00：1、8.05：1兩個(gè)由行星齒輪設(shè)定出來(lái)的齒比，搭配離合器與行車電腦控制，在車速大約70～90km/h切換擋位（或固定擋位），此舉確實(shí)是確保高速力道延伸以及節(jié)能省電的一石二鳥之計(jì)，符合Taycan的車格調(diào)性。

但這臺(tái)雙速減速器構(gòu)造頗復(fù)雜，重量達(dá)到約70kg，如非像Taycan這般高大上的車，一般電動(dòng)車可能很難請(qǐng)得進(jìn)車！

更有望被普及的ZF雙速減速器

相對(duì)來(lái)說(shuō)，知名變速箱品牌ZF（采埃孚）推出的雙速減速器，結(jié)構(gòu)相對(duì)更精簡(jiǎn)（雙斜紋齒輪+離合器），體型更小、重量更輕，似乎更有望被廣泛推廣。

筆者曾在今年7月間的“ZF全球科技日”活動(dòng)上，透過(guò)一臺(tái)“特制”大眾途安體驗(yàn)到這臺(tái)雙速減速器的妙用——那臺(tái)車除了采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)之外，儀表臺(tái)更改裝了一超大屏幕，其上即時(shí)顯示著電動(dòng)馬達(dá)輸出扭矩與轉(zhuǎn)速的二維效率關(guān)系變化圖，以及多項(xiàng)控制功能。但這還不是最特別之處，當(dāng)我們把車開上測(cè)試場(chǎng)地的高速環(huán)形道時(shí)，有沒(méi)二擋減速器的差別就出來(lái)了！

這臺(tái)途安雖然只是搭載140kW最大功率的電機(jī)，但加速后勁明顯比一般同級(jí)純電動(dòng)車強(qiáng)猛，80～130km/h加速過(guò)程一氣呵成，毫無(wú)疲軟，就算車上載滿4人也跑得活像一臺(tái)鋼炮勁車。而且我注意到這段時(shí)間屏幕上顯示的電機(jī)扭矩/轉(zhuǎn)速效率變化圖，扭矩發(fā)放基本一直都被控制在最高效率區(qū)，足可展現(xiàn)雙速減速器對(duì)確保動(dòng)力輸出更線性、省電效率更高所起到的作用。

更厲害的是，這款二擋減速器在車速70km/h切換擋位時(shí)，我根本感覺(jué)不到傳動(dòng)系統(tǒng)有啥動(dòng)靜，平順度一流，并且它還可以集成停車鎖止機(jī)構(gòu)在駐車、上坡起步時(shí)發(fā)揮效用。至于其它亮點(diǎn)，官方資料這么說(shuō)：

1.顯著降低電池能耗，與傳統(tǒng)單速減速器相比，續(xù)航里程增加5%。

2.能連接到車輛CAN通信，根據(jù)GPS訊號(hào)、網(wǎng)聯(lián)……資料的路線編程來(lái)智能切換擋位，對(duì)于提高電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程與動(dòng)力效率有莫大幫助！

3.日后可以透過(guò)OTA升級(jí)調(diào)整換擋邏輯。

雙速減速器這么好，不上嗎？

其實(shí)就筆者個(gè)人觀點(diǎn)來(lái)看，電動(dòng)車配備雙速減速器的優(yōu)點(diǎn)還不只ZF說(shuō)的那些，舉例來(lái)說(shuō)，如果能夠透過(guò)雙速減速器讓行車時(shí)的電機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)速維持在較低水準(zhǔn)，或是合理控制輸出扭矩，換來(lái)的就是更低的耗電量，那相對(duì)來(lái)說(shuō)，車廠或許就可以稍稍降低電池采購(gòu)成本，但依然維持車輛理想的續(xù)航里程。

另外，讓電機(jī)馬達(dá)不用太常維持在高轉(zhuǎn)，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)對(duì)于降低電機(jī)軸承、電路、電池工作負(fù)荷，延長(zhǎng)使用壽命也有一定好處。因此我們認(rèn)為，在今年的新能源車領(lǐng)域，雙速減速器是一大科技亮點(diǎn)，并且它也很有可能成為純電動(dòng)車發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)之一！