一场关于氢燃料电池的拉锯战（上）

在全球被病毒阴云笼罩的当下，被迫按下暂停键的人们逐渐冷静下来后也开始认真反思起人类与环境之间的关系。而对于出行领域来讲，动力部分是最值得推敲和思考的关键点，到底现在备受推崇的蓄电池是否就是未来发展的唯一选择，或者还有其它更好的路径？比如，在发展过程中不断出现又反复引起争议的氢气。

Electrovan外观

冷战时代的太空竞赛中，氢燃料电池在登月行动中扮演了重要的角色。受其启发，1966年，通用汽车开发了氢燃料动力车辆Electrovan：这是一辆在通用GMC货车基础上加装了液态氢和氧气加压罐改装而成的全球第一款以燃料电池为动力的汽车，在当年被评为重大技术成就也是情理之中的事。

Electrovan内部构造设计示意图

Electricvan的连续输出功率约为32千瓦，峰值功率为160千瓦，一罐加压液态氢可实现续航里程150英里。 

Electrovan后排座椅后的储气密封罐

登月航天器的液态氢罐装加注可以由专业人员保障作业安全，但这种高规格的技术保障对于民用车辆来说却几乎不可能复制；那个时代高压密封罐材料及制造工艺的局限性，也使得氢燃料电池车很自然地成为了概念式的昙花一现。

Precept概念车

时间来到2000年，通用在炫技一圈自家柴油/电混合动力概念车后，又想起了60年代曾轰动一时的氢概念来。于是，在当年的底特律车展上，通用再次推出了一辆氢燃料电池的概念车——Precept概念车。光看这充满未来幻想的外观造型，便可知通用对它的用心更多只是为了在一年一度秀肌肉的展台上艳压群芳。Precept的百公里加速时间为9秒多，而续航里程被设计为500英里。（现在的电动车们有点惭愧啊……）

AUTOnomy概念车

此后连续几年，作为氢燃料电动技术的先发者，通用陆续展示出了一些独特的思考：2002年推出了全球第一款为氢燃料电动车辆全新设计的概念车——AUTOnomy，一改之前都是在燃油车车辆基础上进行改装的历史，将液态氢的巨大密封罐及笨重电池组进行分散设计，使之不必牺牲乘坐或者储物空间，从而保持了车辆线条的优美与实用性。

BMW 750hL

同年，宝马也推出了他们对氢技术的全新设想——混合氢动力的测试车BMW 750hL。这款测试车分为标准轴距E65（2990毫米，118英寸）和加长轴距E66（3130毫米，123英寸）两款，采用具有两个独立的电控燃油感应系统的5.4升汽油和氢气混合动力的12缸内燃机，其搭载的140升液氢罐可提供400公里的续航里程。

BMW 750hL工作原理示意图

与通用包括近年来丰田/现代等氢燃料电池车辆驱动原理不同，混合氢动力BMW 750hL的工作原理是——由太阳能产生的电力将水分解为氢和氧，其中多余的氧气被释放到大气中，而氢气则在-253°C的超低温下液化并储存在由70层铝和玻璃纤维制成的140升的液氢罐中。在运行中，宝马是将氢直接注入到改装的内燃机中，换句话说就是进气管中输送的不是空气，而是氢气，进入气缸中燃烧后以提供驱动车辆的动力。

BMW 750hL后备箱内的液态氢密封储存罐

虽然工作原理大相径庭，但与氢燃料电池的效果同样美好，宝马氢内燃机的排气管中唯一的排放就是能达到饮用标准的水蒸汽。

BMW Hydrogen 7

2006年9月，宝马推出了全球首款氢动力驱动的量产车BMW Hydrogen 7。与上一代测试车同样的设计思路，Hydrogen 7配备了基于BMW 7系12缸6.0汽油发动机基础上的混动内燃发动机和两个储存“罐”：油箱和高压液态氢密封罐。这款长约5.18米的旗舰车型，和当年同代标准的BMW 7系一样配备了几乎所有的豪华配置和科技装置：包括带有14项电动调节功能的舒适座椅、能够减少转弯时侧倾的主动倾斜稳定系统、蓝牙无线技术、无钥匙解锁/启动/锁定功能、iDrive驾驶系统以及带有数字信号处理（DSP）和13个扬声器的Logic7音响系统。如果要说唯一的不同，那便是Hydrogen 7的后备箱里有个巨大的金属密封罐（类似于不少改了CNG的出租车上的配置）以及在车顶上的一个释放阀，以防系统需要如鲸鱼喷气般地释放氢气。只是由于这个释放阀的存在，让Hydrogen 7对于室内停车场的条件要求更加苛刻。

Hydrogen 7动力系统工作示意图

根据美国环境保护署（EPA）的测试，对Hydrogen 7的单燃料版本的排气管废气进行测试发现，其排放的水蒸气达到了EPA饮用标准。

和Hydrogen 7相伴的“史密斯夫妇”

虽然当年Hydrogen 7被设计为一款常规量产车，但宝马却从未出售过该款车型，而是将100台Hydrogen 7全部提供给了政府、学术界、企业界以及个人测试或者进行了捐赠，将其作为在汽车发展道路上对氢技术的一种技术及知识贡献。

大概也正是因为有了这样对待技术的开创与试错精神，类似氢燃料动力研发这样集技术不成熟 、没有利基市场、没有基础配套设施等等缺点于一身的，看似前路漫漫的探索才能一直延续下来，用时间来换取空间。 

2013年初，宝马与丰田签署正式协议，两家开始共同研发氢燃料电池，也就是我们现在常说的运用氢燃料的电化学能转化成电能的技术。两位前瞻性的战略家决定分享技术，共同进行包括氢燃料电池电动汽车的电池系统、 发动机、驱动系统以及液态氢储存罐在内的全系统研发，预期达成目标的时刻正是当下的2020年。

2014洛杉矶车展丰田展台上的MIRAI

2014年底的洛杉矶车展上，丰田带来了全球首款面向大众发售的量产氢燃料电池电动车——MIRAI。不仅展示出使用氢气作为燃料来源的可能性，更是展示了丰田及宝马在包括空气压缩机和氢气循环泵等等核心技术上取得的进步。

BMW 氢燃料电池i8工程原型车

而在2015年的宝马创新日上，宝马也展示了应用氢燃料电池技术的BMW i8。与量产的BMW i8不同，氢燃料电池i8原型车的前脸为了加大空气输入重新设计了大灯与双肾格栅和进气口，而为了氢气存储系统和燃料电池系统也改变了尾部设计，配上其磨砂黑的冷峻外表，如同蝙蝠车般的神秘感显露无遗。

BMW氢燃料电池电动5系GT

同年（2015年7月）宝马又带来了另一辆基于5系GT的氢燃料电池电动汽车，并带来了新专利——安装在车轴之间的液态氢储存罐。

这个160公斤的储存罐由铝钢制成，并由碳纤维进行包裹，能够承载350 bar的内部压力。 

根据宝马的演示，加注氢气如同加油般简单：按开氢箱盖，取下一个小盖，将氢气软管对准插入并锁定；加氢系统自动判定是否已经完全气密，再用三转泵对绝缘软管进行清洗后开始加注。整个过程不超过5分钟，储气罐加满后可提供500公里的续航里程。 

通用为陆军开发的战术氢燃料电池电动车ZH2

在宝马与丰田在氢气技术上取得长足进步的同时，通用也在2012年帮助美国陆军建立了首个氢燃料电池电动车队后，在2016年专门为陆军开发了ZH2燃料电池战术电动汽车，我们在《雪佛兰教你如何做个安静的大块头》中曾经对其做过详细解析。

BMW i Hydrogen NEXT

就在宝马和丰田的合作成果逐渐开花结果之时，无论是其牵头的氢能委员会的不断壮大，还是宝马在2019年法兰克福车展上推出的即将量产的氢燃料电池概念车 i Hydrogen NEXT；包括德国交通部长Scheuer表示：“氢气是未来的燃料之一”，并声称德国政府计划在未来几年内会有针对性地推广氢技术，似乎都预示着氢燃料电池动力系统在历经曲折之后将迎来自己的春天。此时，却传来了大众集团反对的声音。

如果你知道这种反对的背景是，大众希望整个德国汽车行业全面拥抱蓄电池类纯电动汽车甚至要求德国政府予以明确支持，你就不会感到意外了。但吊诡的是，欧洲能源公司E.ON进行的一项国际调查发现，德国民众对电动汽车的成功持怀疑态度的比例竟然是欧洲之最。大约三分之一的德国受访者表示，他们相信在德国道路上永远不会有比内燃机车更多的电动车，只有13%的人表示他们认为在未来十年内电动车可能有机会占到上风。 

大众 ID Vizzion Concept

看来，大众需要说服的不仅仅是行业和政府，消费者的投票权才是决定市场走向的指挥棒。蓄电池技术会不会成为过渡型的选择，氢燃料的春天会不会就此来临，也许并不是一场现在就能看到结果的争夺战。