燃料電池VS鋰電池，誰將統(tǒng)治未來汽車動力源？

幾個月前，特斯拉CEO“給力哥”Elon·Musk在德國接受外媒采訪時將燃料電池（Fuel Cell）稱為“傻瓜電池”（Fool Cell），并表示：“他們非常愚蠢，就算從理論上實現(xiàn)燃料電池的最佳性能，也無法同今天的鋰離子電池抗衡。”他還指出鋰離子電池還有很大潛力沒有發(fā)掘。

而另外一方面，通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開發(fā)燃料電池協(xié)議，計劃未來數(shù)年內(nèi)推出燃料電池車投入實用。早在2011年豐田就在東京車展上就亮相了FCV-R氫燃料電池概念車，今年東京車展則將展出量產(chǎn)型號。豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個領(lǐng)域進(jìn)行合作，其中就包括燃料電池。

除了豐田，通用汽車和本田汽車宣布將聯(lián)合開發(fā)下一代燃料電池技術(shù)，以便2020年投放到市場。韓國現(xiàn)代汽車已經(jīng)率先投產(chǎn)燃料電池車，福特、戴姆勒和雷諾-日產(chǎn)正合作開發(fā)燃料電池技術(shù)。

豐田表示，即將量產(chǎn)的燃料電池車售價大約接近寶馬5系或者特斯拉Model S，大約為5萬美元左右，一次加注燃料續(xù)航里程高達(dá)300英里（483公里）。因而性價比具有較高的競爭力。

那么到底是特斯拉的給力哥對，還是豐田以及一眾車廠對，為什么會有燃料電池和鋰離子電池之爭，未來電動車的動力之源會是什么呢？我們來做一個深度解讀。

電動車和傳統(tǒng)汽車

現(xiàn)在林林總總的電動車，其實是傳統(tǒng)汽車的一個延續(xù)，人們做的，只是把傳統(tǒng)汽車動力部分、燃油部分換成了電機(jī)和電池。

電動車的歷史其實非常非常悠久，1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機(jī)，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動的車輛。內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)明時間則要推遲到四十余年之后的1885年10月，卡爾·奔馳設(shè)計制造了世界上第一輛三輪汽油汽車，同年戈特利布·戴姆勒也制造出了一部四輪汽油汽車。兩人各自成立了自已的汽車公司，1926年兩家合并為戴姆勒-奔馳汽車公司。

電動車在歷史上經(jīng)歷過三個發(fā)展期，1885年到1915年是電動車的第一次黃金時期。這一期間，由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)相當(dāng)落后，行駛里程短，故障多，維修困難，不及電動車，因此電動車在這一時期被普遍認(rèn)可。當(dāng)時美國總統(tǒng)的座駕就是電動車，而不是內(nèi)燃機(jī)汽車。

第二個階段是60年代，中東戰(zhàn)爭引發(fā)石油危機(jī)的大背景下，美國通用汽車公司與福特汽車公司分別研發(fā)了新型電動汽車。雪鐵龍、標(biāo)致則將現(xiàn)有車型改裝成小型電動汽車。以此為契機(jī)，全球掀起了電動車熱潮。

第三個階段是20世紀(jì)90年代后，隨著鋰電池技術(shù)的進(jìn)步，成本的降低，電動車的性能有了巨大提升。最終實現(xiàn)了特斯拉、日產(chǎn)等的量產(chǎn)電動車。

從電動車的歷史可以看出，電動車和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車，實際上是平行發(fā)展，互相競爭的關(guān)系。當(dāng)電動車的性能、成本、用戶體驗高于內(nèi)燃機(jī)汽車的時候，電動車就有一個黃金發(fā)展期，而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)步，體驗超過電動車時，電動車就歸于沉寂。

電動車性能的關(guān)鍵因素：動力電池

對于電動車來說，性能、成本、用戶體驗?zāi)芊駢旱箖?nèi)燃機(jī)汽車，關(guān)鍵在于動力電池。

我們知道，汽車能跑，是因為發(fā)動機(jī)和變速箱工作，給汽車提供動力，電動車能跑是電池和電動機(jī)提供動力。電機(jī)技術(shù)經(jīng)過百年的發(fā)展，已經(jīng)非常非常成熟。

無論是單位重量的功率、還是效率、壽命、成本、控制，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于發(fā)動機(jī)。同等功率的電機(jī)往往比發(fā)動機(jī)便宜，壽命更長，維護(hù)保養(yǎng)也更簡單。理論上電動車應(yīng)該遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)汽車更有競爭力，而問題的關(guān)鍵就卡在電池上。

眾所周知，汽車運(yùn)動是需要能量的，內(nèi)燃機(jī)汽車的能量來自于汽油或者柴油的燃燒，熱能轉(zhuǎn)化成動能。而電池通過電機(jī)，把電能轉(zhuǎn)化成動能。而現(xiàn)在電動車遇到的問題就是同樣的重量，同樣的體積，電池提供的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽油和柴油，也就是能量密度低。

所以，同樣跑300公里，汽油車只需要30升的油箱，只需要20多公斤汽油，而即使采用了先進(jìn)鋰離子電池的電動車，也要600多公斤的巨大電池包，還不算保護(hù)電路，電池包本身的保護(hù)的重量。

如果用鉛酸電池，則需要1噸到2噸的沉重電池包，而一輛家用轎車正常的重量也不過1噸多。

除了能量密度，電池還有一個功率密度的概念，動力電池能夠釋放的最大電流是有限的，電壓是有限的。即使電動機(jī)功率很高，電池瞬間放電能力不行，也會影響電動車的性能。

動力電池的分類

目前，電動車用的動力電池種類其實非常多，但是真正實用化的并不多。因為很多電池都有這樣或者那樣的問題。世界上大部分廠商都選擇了鋰電池，細(xì)節(jié)材料上有使用三元鋰電池的，有使用磷酸鐵鋰的，有使用錳酸鋰的，但是它們都可以歸結(jié)到鋰電池的范疇，需要充電放電，有循環(huán)次數(shù)。

氫燃料電池和鋅空氣電池都不是充電電池，是靠消耗其他材料（氫氣，鋅）產(chǎn)生電能，需要添加其他材料才能維持運(yùn)行，更類似傳統(tǒng)燃油車加油的概念。