芯耀
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賈浩楠 發(fā)自 副駕寺，智能車(chē)參考 | 公眾號(hào) AI4Auto
對(duì)抗純電陣營(yíng)一統(tǒng)江湖，一位重量級(jí)玩家剛剛亮明了態(tài)度——
寶馬，純電之外押注氫能路線，并且已經(jīng)把車(chē)造了出來(lái)：氫燃料電池版iX5，儲(chǔ)氫量6kg，標(biāo)稱(chēng)續(xù)航504km，“喝”氫排水，完全0污染。
最重要的，加氫和加油一樣快，全程只要4分鐘左右，完爆現(xiàn)在任何超充快充。
氫能、純電路線之爭(zhēng)已久，但純電目前更被看好，之前也有豐田現(xiàn)代這些先驅(qū)氫能路線走的并不順利。
不過(guò)寶馬稱(chēng)堅(jiān)持認(rèn)為，氫能是新能源未來(lái)不能缺少的另一條路線，集團(tuán)300億美元的新能源投資計(jì)劃，有氫能一份，并且還計(jì)劃在2030年左右量產(chǎn)。
氫燃料電池版iX5，就是第一步，并且剛剛在中國(guó)首次上路測(cè)。
智能車(chē)參考率先體驗(yàn)了它的動(dòng)力、續(xù)航、舒適性、實(shí)用性等等特性。
寶馬氫能車(chē)，開(kāi)起來(lái)怎么樣？
寶馬第一代氫能汽車(chē)，基于新款燃油車(chē)X5開(kāi)發(fā)，并且是歐版標(biāo)軸X5。
采用氫燃料電池為主的動(dòng)力總成系統(tǒng)：
這張圖上標(biāo)了3個(gè)功率，分別是燃料電池系統(tǒng)的125kW、電機(jī)的295kW，以及動(dòng)力電池的170kW。
但真正的系統(tǒng)輸出功率是電機(jī)的295kW，零百加速成績(jī)小于6秒。
其他的兩個(gè)功率，是氫燃料電池汽車(chē)獨(dú)有的參數(shù)。燃料電池系統(tǒng)的125kW，是指電堆發(fā)電的總功率；而電池的170kW，是它的放電功率。
這里也能看出氫燃料電池車(chē)的動(dòng)力總成特性：燃料電池相當(dāng)于燃油車(chē)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，氫氣相當(dāng)于“汽油”，這和傳統(tǒng)汽車(chē)沒(méi)什么不同。只不過(guò)內(nèi)燃機(jī)直接輸出機(jī)械能，燃料電池輸出電能。
這也決定了氫燃料電池車(chē)的最佳驅(qū)動(dòng)形式就是直接電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無(wú)需再采用任何復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
不過(guò)內(nèi)燃機(jī)可以通過(guò)噴油、進(jìn)氣等手段調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、功率以匹配不同工況，但燃料電池內(nèi)部反應(yīng)一旦開(kāi)始，基本是一個(gè)恒定輸出的功率。
這就需要一組電池來(lái)充當(dāng)能量的中繼站，使得給驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的功率永遠(yuǎn)在合適的區(qū)間。而且和純電或插電混動(dòng)不同，這塊電池可以選擇容量小但充放電功率大的功率型電池，降低整體成本。
所以，氫燃料電池車(chē)開(kāi)起來(lái)的體驗(yàn)，和現(xiàn)在市面上任何純電車(chē)一模一樣，安靜、平穩(wěn)，動(dòng)力賊猛：
氫燃料電池版iX5這款車(chē)還有幾個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)。
首先它不是新能源原生平臺(tái)架構(gòu)，而是在燃油車(chē)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)——“油改氫”。
但巧的是，燃油版X5放置變速箱、傳動(dòng)軸的底盤(pán)空間沒(méi)被浪費(fèi)，剛好塞進(jìn)一個(gè)儲(chǔ)氫罐，加上后座底部的一個(gè)，總?cè)萘繛?kg，能承受高達(dá)700 Bar的壓強(qiáng)。
這6kg氫氣，官方標(biāo)稱(chēng)能達(dá)成504km續(xù)航。我們實(shí)測(cè)的能耗，是1.8kg/ 100km，也就是333公里，當(dāng)然這是頻繁“地板氫”激烈駕駛的結(jié)果。
目前國(guó)內(nèi)補(bǔ)貼后的氫氣價(jià)格，約為30元/公斤，也就是說(shuō)氫燃料電池版iX5，百公里用車(chē)成本僅36塊錢(qián)。除去補(bǔ)貼，百公里用車(chē)成本約70-80元左右，而iX5是一輛軸距2.9m的大型SUV。
所以?xún)H能耗成本，相比同級(jí)燃油車(chē)已經(jīng)有很大優(yōu)勢(shì)了。
另外，氫燃料車(chē)不同于純電車(chē)，車(chē)頭空間要留給體積龐大的燃料電池，所以沒(méi)有前備廂，前機(jī)蓋里面的布局，和傳統(tǒng)燃油車(chē)基本相同。
而掀開(kāi)它的后備箱，能看到部分的動(dòng)力電池：
最有意思的，是X5原來(lái)的燃油加注口，直接被改造成了一個(gè)加氫閥門(mén)：
想必大家看出來(lái)了，氫燃料電池版iX5其實(shí)是一款技術(shù)驗(yàn)證車(chē)型，是寶馬第一代產(chǎn)品，并不打算量產(chǎn)上市，而是造了100輛左右，在全球各種環(huán)境下測(cè)試收集數(shù)據(jù)。
當(dāng)然也順便在全球各地展示，昭告天下寶馬對(duì)新能源轉(zhuǎn)型的決心和技術(shù)儲(chǔ)備。
加氫的寶馬，怎么跑起來(lái)的
氫燃料電池車(chē)為什么難推廣，從燃料電池原理上就能看出一二。
這是氫燃料電池版iX5的燃料電池系統(tǒng)：
一些組件很熟悉，和燃油車(chē)一樣，比如空濾、冷卻、“油泵”等等，其實(shí)可以看成一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，而燃料是氫氣。
發(fā)生的反應(yīng)，則是再熟悉不過(guò)的2H2+O2=2H2O，并且釋放能量。
只不過(guò)這個(gè)反應(yīng)過(guò)程不是燃燒，而是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
在電池負(fù)極，催化劑使氫原子外層的電子游離出來(lái)，變成獨(dú)立電子+氫離子。正負(fù)極之間，有一層膜，非常特殊，只有兩個(gè)氫離子結(jié)合才可以同時(shí)通過(guò)，而電子則會(huì)被阻擋在膜外。
電子在負(fù)極聚集之后，用一根導(dǎo)線聯(lián)通正極，電子就會(huì)在工作電壓的驅(qū)使下嗖嗖嗖地跑過(guò)去。
一層膜左右兩側(cè)的壓差比較小，通常只有0.5V-1.0V，但疊加至幾百層，就能不斷得到需要的高電壓。
至于失去電子的氫離子（質(zhì)子）則穿過(guò)質(zhì)子交換膜（即固體電解質(zhì)），在正極與氧原子和電子重新結(jié)合成水。只要正極不斷提供氧氣，且及時(shí)把產(chǎn)生的水蒸氣排除（工作溫度90°左右），反應(yīng)就能一直持續(xù)下去。
所以，氫燃料電池核心技術(shù)其實(shí)有兩個(gè)，一個(gè)是質(zhì)子交換膜，一個(gè)是催化劑。其中質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)成熟度較高，在燃料電池電堆組成成本方面，質(zhì)子交換膜占比約15%。
價(jià)格昂貴且技術(shù)門(mén)檻高的，是催化劑。因?yàn)閭鹘y(tǒng)氫燃料電池催化劑中，貴金屬鉑是必須的。
催化劑的組分配方，也是實(shí)力玩家的核心競(jìng)爭(zhēng)力和重點(diǎn)專(zhuān)利保護(hù)對(duì)象。而降低貴金屬需求量，改良催化劑成本-效率，也就成了氫能汽車(chē)落地主要攻克的課題。
那么寶馬的氫燃料電池反應(yīng)堆，技術(shù)實(shí)力幾何？
寶馬對(duì)此倒是很誠(chéng)實(shí)也不避諱：燃料電池單體由豐田提供，燃料電池系統(tǒng)和車(chē)輛本身的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)則由寶馬集團(tuán)進(jìn)行。
實(shí)際上，氫能老大哥豐田搞了幾十年，幾乎把氫燃料電池這條技術(shù)路線上能申請(qǐng)的專(zhuān)利都申請(qǐng)了一遍，除非有重大的材料體系創(chuàng)新，否則自己重復(fù)造輪子，實(shí)在沒(méi)必要。
寶馬也加入了豐田拉起的“氫能聯(lián)盟”，未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間會(huì)合作開(kāi)發(fā)氫能汽車(chē)。
寶馬為什么要“賭”氫能
燃料電池成本高，這是氫能汽車(chē)推廣普及的第一個(gè)難點(diǎn)。
一個(gè)直觀的對(duì)比，同樣級(jí)別尺寸和定位的車(chē)，氫燃料電池版比純?nèi)加桶娉杀靖?倍左右，比純電版本成本高1.5-2倍。
以豐田已經(jīng)量產(chǎn)的氫燃料電池車(chē)Mirai為例，整車(chē)尺寸和亞洲龍（20萬(wàn)元級(jí)）相當(dāng)，進(jìn)口起售價(jià)為75萬(wàn)元。
第二個(gè)難點(diǎn)，是制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫的產(chǎn)業(yè)鏈，還沒(méi)有完善健全。
如果你真買(mǎi)了一輛氫燃料電池車(chē)，里程焦慮可能比純電車(chē)主還要嚴(yán)重得多。目前我國(guó)只在幾個(gè)城市圈建立了一些氫能項(xiàng)目示范區(qū)，加氫站數(shù)量屈指可數(shù)。
這一點(diǎn)自然不是車(chē)企有能力解決的問(wèn)題，而是需要政府力量介入，合理規(guī)劃并提供政策支持，循序漸進(jìn)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)投資。
舉個(gè)例子，氫氣的來(lái)源，主要是通過(guò)電解水制取。而電解水這部分電能從何而來(lái)，直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的底層邏輯。
燒煤燒天然氣的火電制氫？這樣不但沒(méi)減少排放，反而降低了化石能源利用率，任何國(guó)家的政策，都不會(huì)鼓勵(lì)這樣的“黑氫”。
“綠氫”的來(lái)源，只能是清潔可再生能源，比如風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能、水電等等。
氫本身不是能源，而是能量循環(huán)的載體，氫能汽車(chē)普及的背后，牽扯到社會(huì)能源結(jié)構(gòu)的深刻變革。
這也是為何眼下純電路線正在一日千里，但氫能路線的進(jìn)展，卻只能用寥寥形容…
氫能“鼻祖”豐田，數(shù)十年百億級(jí)投資，回報(bào)仍然遙遙無(wú)期，還直接影響到純電路線的投入和進(jìn)展。
寶馬仍然義無(wú)反顧，為啥？
寶馬給出的理由，分為用戶(hù)層面和產(chǎn)業(yè)鏈層面。
用戶(hù)側(cè)，氫燃料電池汽車(chē)能夠解決有長(zhǎng)途出行，或是寒冷地區(qū)用戶(hù)的需求。
尤其是是在鋰礦資源稀缺、充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)難度大的地區(qū)，氫能汽車(chē)更具有普及的優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)然先決條件是整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)成本下降到和石油煉化儲(chǔ)運(yùn)相同甚至更低，同樣也是擺脫化石能源依賴(lài)的一條路徑，具備商業(yè)和政治雙重價(jià)值。
成本能不能降下來(lái)？寶馬認(rèn)為可以，這就是氫能路線和純電路線本質(zhì)的不同：鋰電池高度依賴(lài)原材料供應(yīng)，其規(guī)模效應(yīng)不明顯。
換句話說(shuō)，鋰礦價(jià)格擺在那里，規(guī)模越大成本只會(huì)是越高的。而且容易受到各類(lèi)突發(fā)事件的沖擊。
但氫能路線不是“礦”類(lèi)原材料依賴(lài)，而是和傳統(tǒng)汽車(chē)模式幾乎一樣的零部件供應(yīng)鏈，成本會(huì)快速隨規(guī)模而攤銷(xiāo)掉。
所以寶馬認(rèn)為，前期氫能推廣成本會(huì)比純電高，但未來(lái)一定會(huì)低于純電，10年左右成本有希望和純電車(chē)持平。
至于兩者的關(guān)系，寶馬認(rèn)為應(yīng)該是互相補(bǔ)充并行，適用不同環(huán)境和國(guó)家，不存在你死我活的競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)際上寶馬現(xiàn)在也是純電氫能兩條腿一塊跑向新能源時(shí)代。
現(xiàn)在的寶馬氫燃料電池版iX5，不是量產(chǎn)上市的車(chē)型，更多是為了驗(yàn)證技術(shù)，下一代產(chǎn)品會(huì)根據(jù)氫燃料電池系統(tǒng)特征設(shè)計(jì)全新平臺(tái)，動(dòng)力總成體積會(huì)更小、功率會(huì)更大，成本也會(huì)降低，還會(huì)推出4驅(qū)版本。
之前外媒Autocar報(bào)道，寶馬氫能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人預(yù)計(jì)2030年左右量產(chǎn)上市。
這也是寶馬初步判斷氫能產(chǎn)業(yè)成熟的開(kāi)端的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
寶馬賭氫能，投資的不是當(dāng)下，而是未來(lái)10年甚至更久遠(yuǎn)的生意。
畢竟純電錯(cuò)過(guò)一局，與其一直尾隨競(jìng)爭(zhēng)，不如押注未來(lái)?yè)屨枷葯C(jī)。
而關(guān)鍵的問(wèn)題是，寶馬的判斷、認(rèn)知準(zhǔn)確嗎？這次賭對(duì)了嗎？
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