真正打完全環(huán)保 豐田氫燃料電池

起步早，如今漸受重視

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

而隨著能源轉型的潮流，全球性的新能源市場也在不斷地成熟，氫燃料電池也被中國汽車行業(yè)逐步重視。在今年六月份，《中國氫能源及燃料電池產業(yè)白皮書》正式發(fā)布，根據內容指出，氫能將會成為中國未來能源體系中的一大重要組成部分，預計在2050年將在總的能源體系中占有10%左右的比例;由此可見，在純電能之后，氫能盡管是當下的新興產物，但卻在未來有獨挑大梁之勢。

幾乎完美的能源形式

續(xù)航足、補充時間短、零排放。這三項是氫燃料電池最大的優(yōu)勢，而同時，這也幾乎是現(xiàn)在純電動汽車最大的三個痛點所在;畢竟目前有一個比較主流的觀點認為，純電動汽車看似可以做到沒有廢氣污染，但電能的來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，可以透過工業(yè)副產品、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，儲氫罐充滿時間僅需3～5分鐘，便可以達到400公里以上的續(xù)航，這基本上解決了當前純電動車型無法克服的成本問題和里程焦慮問題。另外在2019年的進博會上，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達到644公里，新一代Mirai在中國的亮相，似乎也進一步坐實了氫燃料電池汽車即將進入中國汽車市場。

廣汽集團董事長此前曾經透露道：“廣汽豐田將在2019年年底引入豐田最先進的氫能源車進行示范性運行?！边@無疑是氫能源崛起的又一積極信號。其實，豐田早在商用車領域已經與北汽福田、億華通達成了合作意向，將在2021年量產氫燃料電池大巴車、同時與清華大學簽約成立清華大學一豐田聯(lián)合研究院，對于氫燃料電池項目進行深入的研發(fā)和推廣。結合此前發(fā)布的白皮書，可見氫能源對于中國汽車市場的吸引力相當巨大。

氫能源與純電一樣，都是未來

氫能源的優(yōu)勢很明顯，但同樣劣勢也十分突出，由于能量密度高，氫氣的活躍性能導致它的安全性成為了當下人們關注的重點，同時也是氫能源研發(fā)和生產企業(yè)所著重關注的問題，短時間內并不會成為民用級別汽車的量產能源形式，而是會在商用、客運等穩(wěn)定性較高的領域作為試行能源投入使用。但隨著技術的深入發(fā)展和企業(yè)的不斷研究，氫能燃料電池勢必會被廣泛使用，跟純電動一樣，在新能源領域，氫燃料電池，也將會是新能源汽車的未來。

讓充電跟加油一樣方便 保時捷800V超級快充

開創(chuàng)新的速度篇章

保時捷Taycan是全球第一款系統(tǒng)電壓達到800V的量產車型，而常見的電動車系統(tǒng)電壓僅為400V，保時捷把這項技術稱為Porsche Turbo Charging，在使用高功率充電網絡進行直流充電時，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270kW的充電功率，獲得超過300公里的行駛能力，比起TeslaSupercharger超級充電器快上超過1倍。充電效率的提升可極大緩解消費者對于電動車的里程焦慮，改善電動車的使用體驗，

加快充電網絡發(fā)展

800V超快充系統(tǒng)不僅可以解決Taycan電耗過快的問題，且由于充電電壓較高，可以采用更細的電纜和更高效的封裝，從而使Taycan的電動系統(tǒng)更輕便、更緊湊。以現(xiàn)階段國內使用場景來看，當采用400V直流充電的時候，車輛會通過升壓器盡量往800v電壓提高，實現(xiàn)最高lOOkW的充電功率，而當采用800V直流充電的時候，充電樁會直接為電池充電，最高充電功率達到200kW，效率有了明顯提升。

我們相信，在未來新能源汽車發(fā)展進程上，這將會成為快充技術一大拐點，其他車企將陸續(xù)建立自己的超高壓充電網絡，促進大功率充電站的基礎建設工作，并對電池的比能量與比功率、關鍵零部件IGBT，充電接口與電纜、熱管理、電網穩(wěn)定性等等提出新的考驗。

當采用800V直流充電的時候，充電樁會直接為電池充電，最高充電功率達到200kW，效率有了明顯提升。我們相信，在未來新能源汽車發(fā)展進程上，這將會成為快充技術一大拐點。

讓馬達悠著點 ZF雙速減速器

馬達也有發(fā)力特性

很多人都說，馬達的優(yōu)點在于一開始運轉就能全扭矩輸出，不像發(fā)動機還有一堆發(fā)力線性不線性、遲滯不遲滯的問題，故而純電動車大多都有比較強猛的加速感。并且，由于馬達的轉速還能達到一般市售發(fā)動機極限的兩倍以上，所以它也不需要復雜的變速箱來調和轉速與扭矩的輸出。

這說法對，也不對！試駕過不少純電動車之后，明顯可以發(fā)現(xiàn)多數(shù)電機馬達在高轉速域就扭矩衰退嚴重，是故多數(shù)純電動車并不擅長跑極速，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捷第一款市售純電動車Taycan好評，理由很多，但后軸電機配備有雙速減速器正是其中之一，它能憑借16.00：1、8.05：1兩個由行星齒輪設定出來的齒比，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），此舉確實是確保高速力道延伸以及節(jié)能省電的一石二鳥之計，符合Taycan的車格調性。

但這臺雙速減速器構造頗復雜，重量達到約70kg，如非像Taycan這般高大上的車，一般電動車可能很難請得進車！

更有望被普及的ZF雙速減速器

相對來說，知名變速箱品牌ZF（采埃孚）推出的雙速減速器，結構相對更精簡（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”活動上，透過一臺“特制”大眾途安體驗到這臺雙速減速器的妙用——那臺車除了采用電機驅動之外，儀表臺更改裝了一超大屏幕，其上即時顯示著電動馬達輸出扭矩與轉速的二維效率關系變化圖，以及多項控制功能。但這還不是最特別之處，當我們把車開上測試場地的高速環(huán)形道時，有沒二擋減速器的差別就出來了！

這臺途安雖然只是搭載140kW最大功率的電機，但加速后勁明顯比一般同級純電動車強猛，80～130km/h加速過程一氣呵成，毫無疲軟，就算車上載滿4人也跑得活像一臺鋼炮勁車。而且我注意到這段時間屏幕上顯示的電機扭矩/轉速效率變化圖，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)雙速減速器對確保動力輸出更線性、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，我根本感覺不到傳動系統(tǒng)有啥動靜，平順度一流，并且它還可以集成停車鎖止機構在駐車、上坡起步時發(fā)揮效用。至于其它亮點，官方資料這么說：

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GPS訊號、網聯(lián)……資料的路線編程來智能切換擋位，對于提高電動車續(xù)航里程與動力效率有莫大幫助！

3.日后可以透過OTA升級調整換擋邏輯。

雙速減速器這么好，不上嗎？

其實就筆者個人觀點來看，電動車配備雙速減速器的優(yōu)點還不只ZF說的那些，舉例來說，如果能夠透過雙速減速器讓行車時的電機馬達轉速維持在較低水準，或是合理控制輸出扭矩，換來的就是更低的耗電量，那相對來說，車廠或許就可以稍稍降低電池采購成本，但依然維持車輛理想的續(xù)航里程。

另外，讓電機馬達不用太常維持在高轉，長遠來說對于降低電機軸承、電路、電池工作負荷，延長使用壽命也有一定好處。因此我們認為，在今年的新能源車領域，雙速減速器是一大科技亮點，并且它也很有可能成為純電動車發(fā)展的未來趨勢之一！