鉅大LARGE | 點擊量：1147次 | 2021年08月29日
將來的新能源汽車到底是純電動、混合動力還是燃料動力鋰電池汽車的天下？
現如今車企正在經歷一場重大變革，以新能源汽車為主力已經在全球形成了共識。傳統車企紛紛轉型，推出全新的戰略；新造車勢力也如雨后春筍般出現，想要在市場變革時期搶占一份先機。然而，這些車企都面對著發展的根本問題。
將來的新能源汽車到底是純電動、混合動力還是燃料動力鋰電池汽車的天下？
以當前的技術水平來看，這幾種能源的技術都并不完美，它牽扯到了配套基礎設施技術、政府政策、能源開發技術、電網發展、自動駕駛技術的進展、甚至是國際政治走向等諸多因素。至少在目前，誰都不能確定哪一種能源技術將會成為將來的主流發展方向。
不過我們至少可以就現階段幾種動力技術的優劣進行分解，至少在將來到來之前可以做到心中有數。
（圖片來自DevelopmentoftheFuelCellVehicleMirai-IEEJ）
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一、純電動汽車
優點
1、從驅動效率上來講，給電池充電到電池驅動電機的過程中能量損失極少，而化石燃料燃燒驅動汽車內燃機齒輪的效率遠不如電池驅動來得高，所以理論上來說，僅考慮能源轉化流程，電動汽車驅動車輛的成本和排放相比于傳統燃油車都要低得多；
2、電力的來源是多種多樣的：可再生能源如水電、核電等，相比火電污染小，成本低，而且在可繼續使用上比化石燃料有利得多，甚至還可以利用分布式的家用太陽能發電設備實現家庭汽車能源的自給自足。假若真的化石燃料被用盡，惟有純電動的行車方式可以完全不影響出行；
3、社會用電存在波峰和波谷。在凌晨時段，用電量很低，很多機組容量被浪費，而此時正適宜用多余的機組容量給汽車充電；
4、純電動汽車完全沒有內燃機的高噪音和振動，也沒有燃氣燃燒的時滯，極為靜謐平順，且動力應和極為迅猛。加之電動機低轉速扭矩很大，純電動汽車的性能可謂是很強的；
5、純電動汽車的緊要成本是電池，而電機成本較低，所以在汽車驅動方式上有更多的選擇。比如，新增一個電機就能夠很容易在沒有傳動軸和中央差速鎖（鎖定前后軸的轉速差）的情況下低成本的實現四驅，而且前后軸動力分配可以很容易從0：100到100：0之間任意切換且沒有時滯。更進一步的來說，得益與電控技術的提高，純電動汽車還可以實現輪轂電機，四個電機筆直驅動四個車輪，這樣車輛轉彎時的差速問題也得以處理，一般汽車的傳動軸，差速器都可以取消，轉彎半徑可以無限小，側方停車甚至可以采用橫向進入的方式。同時四個輪子可以分別控制動力，在傳動方面大大降低成本，顛覆性的提升性能。而且由于電池布置在車底，可以大幅改善操控，也可以新增儲物空間；
6、目前電力設施分布密度已經極高，成本極低，充電設施很容易發展。在一些落后地區，可能加油站還沒有普及，但充電條件卻可觀得多，只要稍加改造，即可為汽車充電。即使在發達的城市地區，充電設備的布置也比加油設備容易得多，達到高密度也相對更容易，例如每個停車計時器稍加改裝就有可能成為充電樁；
7、純電動汽車使用的鋰離子電池等電池技術已經大規模使用在電子電器等行業，已經相對成熟；
8、純電驅動使得全自動電控變得更容易，車聯網、自動駕駛技術等更容易實現。
劣勢
1、充電速度問題。燃油和混合動力汽車只要花幾分鐘的時間，就可以達到上千公里的續航里程。而電動汽車充電技術再快，也遠遠比不上加油的速度，而且成本還要比加油站高很多。倘若采用換電池的辦法，一、目前各個車企電池標準很不統一；二、目前車用電池還遠遠無法做到輕便、便攜，拆卸也較為麻煩；三、成本較高。不過倘若將來純電動汽車的電池可以像電動自行車那樣統一標準、充電便利，這部分需求還是相對容易滿足的；
2、續航里程問題。受限于電池的成本、重量、技術，電動汽車普遍續航里程較低。目前燃油車普遍高速續航能力在一千公里左右，而目前市面上純電動汽車最大續航里程也沒超過500公里，相比于傳統燃油車依然劣勢分明；
3、電池壽命問題。由于鋰離子電池的特性，完全充放電會對電池壽命有較大影響。而純電動汽車因為電池繼續輸出電力，無法像傳統混合動力相同淺充淺放，壽命遠遠短于傳統混合動力的電池包；
4、電池成本問題。因為目前電池的能量密度還較低，所以目前純電動汽車的價格都較高。加上電池壽命有限，這使得通過省油回收成本變得幾乎不可能。所以純電動汽車的銷量，目前還要依賴政府的高額補貼；
5、電池污染問題。因為電池壽命的問題，同樣使用15年30萬公里左右（差不多是傳統內燃機車和常規混合動力車的壽命），純電動汽車要使用三組巨量的電池，這會出現巨大的污染，就現階段的技術而言，遠遠超過了內燃機排放的污染；
6、充電設施問題。因為家用充電速度較慢，且無法在外出時使用，純電動汽車的普及一定程度上依靠著充電樁的建設。早期建設充電基礎設施期間用戶較少，也要政府的高額補貼才能完成建設。
實際在汽車普及早期，純電動汽車曾經跟內燃機汽車并存過一段不短的時間（早期還有蒸汽動力三足鼎立）。開始內燃機汽車續航里程優點較小，且加油站還沒有建設起來，而噪音、尾氣、振動都很嚴重，發動汽車還要像拖拉機相同手搖，所以直到20年代，美國的上層女性都還是普遍選擇電動汽車為多。但是因為由于四大硬傷——充電速度、續航、壽命、成本，電動汽車最終被內燃機取代。時至今日，出行對續航的需求遠遠高于20世紀早期，處理純電動汽車的劣勢則顯得更為急迫。
機遇
1、政府支持：我國政府出于鼓勵自主公司發展的原由，以及針對農村加油設施的情況，對純電動汽車的發展支持力度較大。在如此大的優惠力度下，特別是乘用車的普及上，純電動汽車推進成功的可能性還是很高的。
2、只要充電技術、電池容量密度兩者中有一個取得重大沖破，續航焦慮和電池更換成本的問題就可以處理。
就充電技術來說，充電站倘若變得通用、便宜而非常普及，可以處理充電的問題。而倘若無線充電技術變得效率更高而且成本很低，使得高速公路上可以有一條車道安裝這種設備，純電動汽車一邊行駛一邊充電，這個問題也可以得到處理。
倘若電池在先有的體積重量和成本上能夠承載更高的能量，就能夠新增續航能力，從而進一步壓低電池成本；又或者電池體積重量下降，節省驅動要的能量，在成本大幅降低的同時小幅新增續航并降低能耗，也能夠推動電動汽車銷量上漲并進一步降低成本。
3、自動駕駛技術倘若極為成熟，出租車的成本將變得極低，很多人可能會放棄買車而采用預約自動駕駛出租車作為出行的緊要方式，這樣人們不再要很長的電動汽車續航里程，電動出租車可以自行靈活安排接送顧客，且可以送完人后自行到成本很低的立體式停車場中停車。
挑戰
1、純電動汽車普及后，電價又將是一個新的課題。倘若電價也像油價相同漲幅劇烈，電動汽車的普及又將面對一個新的難題；
2、電池污染倘若得不到有效改善，社會意識到純電動汽車更不環保，純電動汽車也會不再獲得酷愛。
二、插電混合動力
優點
1、經濟型插電混合動力的理念，是通過比純電動汽車更小的電池包，來保證城市通勤的要，同時通過內燃機的存在，來供應長途旅游的可能，減少電池用光的焦慮。因為通勤里程較短，所以插電混合動力的里程可以惟有20-60公里，但卻處理了人們的續航焦慮問題；
2、性能方面，插電混合動力車型有一個可繼續輸出電力的電池，可以更好的同時利用內燃機和電動機來提升性能，并實現偏高轉效率的內燃機和偏低轉效率的電動機的互補，同時也能更加有效的實現低成本高性能的四驅。因為電池包重量更大，也更加有利于降低重心，改善配重。同時一定程度上還能通過設計降低對變速箱承受扭矩的要求，降低制造高性能車的門檻；
3、因為插電混合動力車的電池包小了很多，更換成本也就低了很多。而且日常汽車使用大部分里程是城市通勤，這樣即使電池壽命仍舊有限，通過純電行駛也是大有可能的；
4、插電混合動力因為電池容量較小，對充電速度要求較低，可以先較好的利用先有的民用充電設施，特別是家用充電設施為汽車進行充電。等到插電混合動力車型變多以后，市場足夠大，更多的商業充電樁就可以由市場自行建立；
5、插電混合動力的核心技術在傳統汽車行業已經有足夠的積累，市場也更容易接受。無論從加工方還是消費方都相對容易過渡；
6、插電混合動力相有關純電動汽車更易于普及，這樣無論在消費模式的改變上、電動汽車技術上加工規模帶來的成本降低上、充電設施的建立上，都可以為純電動汽車的普及做很好的鋪墊。
劣勢
1、插電混合動力車因為內燃機的存在，隔音等各方面的成本仍舊較高，總體成本還是要高于純電動汽車；
2、用并聯和混聯模式發展插電混合動力，并不能減少變速箱的存在，進一步新增了插電混合動力車的成本。使得車企或減少純電續航里程，或進一步提高售價。而用串聯模式發展插電混合動力（即增程模式），在蓄電池電量耗光后，噪音性平順性和油耗排放相比并聯和混聯模式有劣勢。而無論哪種混動方式，在平順靜音、動力應和、能耗排放上，插電混合動力都比不過純電動汽車；
3、因為純電行駛為主，還是很難淺充淺放（甚至因為有內燃機后備，電量更容易被用光），仍舊存在電池壽命的問題。
機遇
純電動汽車無法處理續航焦慮，而化石能源已然價格居高不下，插電混合動力就會長期存在。
挑戰
政府長期因為對民眾購買插電混合動力車型只當傳統動力車駕駛，不能充足降低油耗的考慮，沒有以更好的政策推廣插電混合動力車。
三、氫燃料動力鋰電池
優點
1、沒有續航和能量再洋溢的問題，不存在續航焦慮，所以不要消費者改變用車習慣；
2、性能方面的潛力與純電動汽車相同，且沒有純電動汽車的笨重的電池包對性能和能耗的不良影響；
3、不存在像純電動汽車由于大容量電池所帶來的電池壽命、成本、以及高污染的問題；
4、排放接近于零，可以忽略。
劣勢
1、目前大部分氫燃料動力鋰電池的綜合能量轉化率遠沒有純電動高：倘若是可再生辦法，效率一般較發電為低，相比純電動浪費能源，新增行駛成本；倘若是化石能源生成，即使是副產物，也總歸是出現污染的加工過程的副產物；倘若是電力制氫，白白新增一道造成能量損耗的工序。綜合起來，單就行駛的能源消耗可能沒有純電動或插電混動經濟環保；
2、氫燃料動力鋰電池技術還不夠成熟，成本較高；
3、目前缺乏加氫的基礎設施，而且不像汽車充電起步初期可以利用家庭設備推動普及，慢慢擴展到公共充電樁和大型快速充電站，氫燃料的使用只能一步跨到大型加氫站，早期基礎設施推廣阻力較大。
機遇
一旦氫燃料動力鋰電池技術取得重大沖破，成本大幅降低，大幅度的推廣就成為了可能。
挑戰
由于國際形式，國內相對限制氫燃料動力鋰電池汽車的發展，導致無法補貼足夠多的加氫站設施，使得氫燃料動力鋰電池普及進入死循環。
四、總結
通過分解我們不難看出，插電混合動力汽車更多是為純電動汽車的普及做鋪墊，早晚還是會面對淘汰的下場；動力鋰離子電池雖然存在著充電速度、續航、壽命、成本的四大硬傷，但相比于燃料動力鋰電池短時間內無法處理成本問題，而乘用車的售價又是影響市場推廣的緊要因素，將來乘用車市場依舊會是純電動汽車的天下。
對商用車來說，如大巴、物流車、叉車和重卡等，在使用燃料動力鋰電池上已經取得了一定成效，將來應當仍會按照這個方向發展。
不過這個問題的答案也不絕對，倘若動力鋰離子電池可以依賴技術處理了快速充電和安全問題，或是燃料動力鋰電池處理了成本問題，加氫站的發展速度可以超過充電站，新能源市場的歷史可能就會被改寫了。
