新能源汽车未来究竟是BEV纯电动、HEV混动还是FCV燃料电池的天下？

　　混合动力（Hybrid Electrical Vehicle）、纯电动（Battery Electric Vehicle）、燃料电池（Fuel Cell Vehicle），这几种新能源汽车技术到底哪一个会成为未来的主流，绝不仅仅是哪一个是最适合的汽车技术那么简单。

　　未来新能源汽车究竟是纯电动、混动还是燃料电池的天下？这是整个汽车界都很想知道答案的一个问题。如果要问我对这个问题的答案是什么，其实我也不知道，不过小编作为一个还有点资深的汽车工程师，我可以给你尽可能详尽的分析。

混合动力分为：

　　插电混合动力（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）：既可以像BEV一样纯电行驶，也可以像传统混合动力汽车一样电力只间接来源于燃油，不消耗蓄电池中的电量行驶，还可以同时消耗燃油和蓄电量行驶，可以看做BEV和常规混合动力的混合产物。

　　一般插电混动车型电机功率都较大，至少不弱于内燃机的功率，因为要独立驱动汽车行驶数十公里，也可以称之为“重混”或“强混”。

　　常规混合动力（Hybrid Electric Vehicle）：能源来源只有汽油，不能充电，电力为行驶过程中产生。这种车型电机功率通常不大，内燃机是绝大多数场合的主要动力提供者，电驱动只存在于起步和等红绿灯等有限的场景，也可以称之为“弱混”或“轻混”。

　　这两种采用的技术虽然很近似，但在应用上差别较大。

　　一、纯电动汽车分析

　　1.纯电动汽车的优势

　　排放的优势：因为从充电入电池到电池驱动电机的过程中能量损失极少，而大型火电厂将化石燃料转化成电力的效率远高于汽车内燃机化石燃料燃烧驱动车轮的效率，所以即使发电来源都为火电，理论上仅考虑能源转化流程，纯电动汽车驱动车辆的成本和排放都更低，更何况电力的来源是多种多样的，如水电、核电、风能和太阳能等。虽然电池本身有污染，但相对容易集中处理。而内燃机尾气排放很难集中处理。

　　底盘布置的优势：因为纯电动汽车的主要成本是电池，而电机成本较低，所以在汽车驱动方式上有更多的选择。比如，增加一个电机就能够很容易在没有传动轴和中央差速锁（锁定前后轴的转速差）的情况下低成本的实现四驱，而且前后轴动力分配可以很容易从0：100到100：0之间任意切换且没有时滞。

　　汽车结构简化的优势：更进一步的来说，得益与电控技术的提高，纯电动汽车还可以实现轮毂电机，四个电机直接驱动四个车轮，这样车辆转弯时的差速问题也得以解决，普通汽车的传动轴，差速器都可以取消，转弯半径可以无限小，侧方停车可以采用横向进入的方式，同时四个轮子可以分别控制动力。在传动方面大大降低成本，同时颠覆性的提升性能。

　　乘坐空间和驾驶体验的优势：同时电池全布置在车底，可以大幅改善操控，也可以增加储物空间（如model s前后均有行李厢）。电动机本身维护成本也较内燃机为低。

　　乘坐和驾驶舒适性的优势：纯电动汽车完全没有内燃机的高噪音和振动，也没有燃气燃烧的时滞，极为安静，平顺，且动力响应极为迅猛。加之电动机低转速扭矩很大，性能也很强。

　　2.纯电动汽车的劣势

　　续航里程低：受限于电池成本，重量，和电池管理技术，电动车普遍续航里程较低。目前家用燃油车普遍高速续航能力在一千公里左右，最大的特斯拉按EPA测试是426公里，比亚迪E6和腾势是200公里，其他车型最高的也只有100公里多些。而对于成本较低的220V家用充电，选用双充电器以后，充电速度也只有每小时100公里，如果是110伏电压的地区，比如美国，日本，台湾，充电的速度则会更低。

　　能源补充效率低：能源再次充满的速度太低。燃油和混合动力汽车只要花几分钟的时间，就可以达到上千公里的续航里程。而目前电动车充电技术最快的特斯拉超级充电站，20分钟充电达到240公里的续航，速度只有加油的十分之一，但这种充电站目前成本比加油站还要高很多。

　　电池的污染问题：因为电池寿命的问题，同样使用15年30万公里左右（差不多是传统内燃机车和常规混合动力车的寿命），纯电动车要使用三组巨量的电池，这会产生巨大的污染，就现阶段的技术而言，远远超过内燃机排放的污染。欠缺充电设施。

　　充电方便性问题：因为家用充电速度较慢，且无法在旅行外出时使用，需要有充电桩建设才能更方便纯电动车的普及。所以需要先有充电设施，才有纯电车普及。但如果早期建设充电基础设施，用户很少，又肯定是赔本的，此处又需要政府的高额补贴。从相对集中的快速传统加油站，到相对分散的慢速充电桩的转变，需要废弃大量已有的基础设施，建设大量新的基础设施，城市规划需要改变，也造成大量浪费，且存在大量来自传统能源巨头，基于加油站的小商户的阻力。

　　成本高：因为目前电池的能量密度还较低，所以目前纯电动汽车的价格都较高。比如销量最大的日产leaf（国内的启辰晨风）在亏本销售的情况下，售价约是27000美元，比同类型的紧凑型家用车高了10000美元左右。相比混合动力车型比同类车型只高出4000美元左右的售价。加上电池寿命有限，这使得通过省油回收成本变得几乎不可能。所以基本上目前纯电动车只有在政府高额补贴的情况下，才可以有一定销量。

　　3.纯电动汽车未来变数

　　可能利好：

　　因为目前纯电动汽车存在的问题，目前优惠的效果很有限。未来如果中国政府优惠力度，还是有可能强推成功。中国政府意识到强推纯电动不可行，决定先强推插电混动作为过渡，插电混动普及后，纯电动铺垫已做好，再改变政策转推纯电。

　　尽管电池污染较大，但中国政府出于鼓励本国企业发展的原因（国内车企跟国际车企在纯电动车上竞争，没有传统内燃机技术积累时间短的劣势），以及农村没有既有加油设施投资的情况，特别进行了优惠。

　　只要充电技术，电池容量密度两者之中只要有一个取得重大突破，就可以解决续航焦虑和电池更换成本的问题。

　　1）只要电池更换成本和电池寿命之中有一个问题解决了，对于消费者也就不再是个严重的问题。自动驾驶技术如果极为成熟，出租车的成本将变得极低（不需要人驾驶，且有更有效率的路径规划，且可以再送完人后自行到成本很低的立体式停车场中停车），而很多人可能会放弃拥有自己的汽车，而采用手机预约自动驾驶出租车的方式作为城市主要出行方式（因为一辆车可以服务更多人，成本一定比自己家的车更低，而且不用考虑停车，更为方便，且自动驾驶可能更安全）。

　　2）就充电技术来说，充电站如果变得通用、便宜而非常普及，可以解决充电的问题。如果变得速度比现在特斯拉超级充电站更快，也就不用太高的普及率就能大大方便出行。而如果无线充电技术变得效率更高而且成本很低，使得高速公路上可以有一条车道安装这种设备，纯电动车一边行驶一边充电，也能解决这个问题。

　　三种重大突破无论哪一种发生，都会大大减少每辆车电池组的体积和更换成本，并且进一步大大提高电动车销量，并通过增加规模而降低电池的生产成本。

　　3）如果在现有的体积重量和成本上能够承载更高的能量，或者电池体积重量不变，增加续航能力，从而推动销量上涨并进一步压低电池成本；或者续航不变，体积重量下降，节省驱动需要的能量，在成本大幅降低的同时小幅增加续航并降低能耗，也能够推动电动车销量上涨并进一步降低成本。

　　可能不利

　　第一，电池污染没有得到有效改善，社会意识到纯电动车更不环保，不再青睐纯电动车。中国政府没有意识到直接强推纯电动不可行，最后推广失败，浪费较多，民怨较大，不得不放弃该计划。而其他主要市场多为民选政府，难以进行大规模公共投资，无法补贴足够多的充电设施，也无法使得纯电动汽车得到普及。

　　第二，在日本福岛核电站泄露事故以后，核裂变发电站的建设在很多地区，特别是人口稠密区可能会陷入停滞，使得电价无法进一步得到下降。燃料电池汽车先于纯电动汽车大规模普及，并普遍建设了加氢设施，解决了能耗和污染问题，使得研发纯电动汽车的动力下降。

　　二.常规混合动力汽车分析

　　1.常规混动车型的优势

　　驾驶体验优势：相比传统内燃机车，在内燃机效率最低，油耗最高、污染最重且危害最大的市区低速和拥堵路段以电动机为主，平顺，安静，且大大减少排放性能相比传统内燃机车，提供了更多可能，因为电动机成本很低，所以可以通过增加一个电动机来实现四驱，成本较一般的四驱结构为低。也可以通过电机和内燃机同时驱动而增加动力。相比传统内燃机车增加的电池组，可以放置在汽车尾部下方，从而可以平衡前置发动机车的配重，改善操控和稳定性。

　　续航优势：相比纯电动车，没有续航问题，跟传统内燃机车一样，没油了就加油。相反，因为更省油，同样的油箱大小可以做到比普通内燃机车续航更长。相比传统内燃机车，油耗低，而且维护费用小（刹车主要为能量回收，刹车片磨损很慢，prius是10万英里换次刹车片，内燃机因为多工作于最优工况下，耗损也小），但同时因为常规混合动力车的电力来自于随时发电或滑行、制动的能量回收，不需要大电池，而且只要浅充浅放，电池的成本低，重量轻，寿命长（prius的电池寿命接近内燃机的寿命）。

　　更易于接受：技术跟传统的内燃机汽车相容度最高，消费者基本不需要改变使用的习惯，也不需要建立额外的基础设施，为社会接受相对容易。事实上，目前常规混合动力在所有新能源车型中普及率最高（不包括天然气车型，天然气虽然更环保，但依然是传统内燃机车型的范畴），在补贴已经取消的情况下，依然能够有很高且不断上升的销量，技术相对成熟。

　　2.常规混动车型的劣势

　　驾驶体验无法和纯电动汽车相比：因为电池的容量有限，而匹配的电机也有限（防止电量迅速耗光），在需要高强度加速的时候，内燃机仍然需要介入，其响应速度和瞬时扭矩无法达到纯电动汽车一样的极为迅猛且随踩随猛。虽然常规混合动力在低速也很平顺，安静，但毕竟内燃机还是会时不时介入，平顺安静程度还是无法跟纯电动车相比。因为内燃机需要时不时切换状态，做的不好的话会有小小的突兀（我个人的prius基本觉察不到）。

　　技术复杂：技术上的复杂程度，既高过传统内燃机车，也高过纯电动车。因为电池容量有限，无法持续提供电力，在性能上弱于于纯电动车和插电混合动力汽车。相比内燃机车，在同样有内燃机和变速箱的同时，还需要增加电池组，一是增加制造成本，二是增加重量，恶化加速制动，三是因为多占用了体积，理论上会少量减少空间。

　　排放降低的技术瓶颈：虽然丰田的目标是每一代prius的油耗提高3mpg（每加仑汽油行驶英里数），但是如果大家知道MPG的计算原理，就能明白常规混合动力降低油耗的速度是越来越慢的，未来可能会到达一个瓶颈。所以，常规混合动力不能完全解决化石燃料会用完的情况，只能大大延缓。

　　3.常规混动车型未来变数

　　（1）可能利好

　　第一，在全球农业土地利用上出现突破（比如大量非洲土地得到开发），生质燃油产量大大增加，内燃机的燃料来源问题得以解决其他新能源汽车技术皆受挫，混合动力因为已经获得成功（标准可以定为不提供补贴，销量大且稳定），成为唯一存留的新能源汽车技术可能。

　　第二，化石燃料在其他领域如发电、化工方面可能因为核电、新型材料的发展而大大减少，从而大大减轻化石燃料的压力，使得混合动力对燃油经济性和排放的改善就足以将化石燃料的可使用时间延长到不再是人类社会优先需要解决的问题的地步。

　　（2）常规混动车型未来的不利因素

　　第一，日系厂商因为中国国民的仇日情绪，在华份额继续下降，同时中国市场占比进一步上升，日系全球市场份额进一步萎缩，研发经费减少，导致常规混动进步停滞，其他地区厂商在插电混动方向进步更快。

　　第二，目前常规混合动力日系厂商领先优势极大。中国政府出于防止日系形成垄断，以及常规混合动力依然有大量内燃机排放的考虑，在发展新能源汽车过程中不鼓励发展常规混合动力汽车，且可能进行限制，同时大力鼓励其他新能源汽车的发展，因为目前普遍认为中国将是最大甚至是主导性的新能源汽车消费市场，这种政策可以对国际市场进行扭曲，从而使得纯电动或插电混动汽车得到更好的发展。

　　（中国，德国厂商混动起步较晚，常规混动技术较弱，主打插电混动，注重性能，美国通用主打串联插电混动，即增程式电动车，此种技术较少应用到常规混动汽车中）

　　三、插电混合动力

　　1.插电混动车型的优势

　　结构优势：因为电池组重量更大，也更有利于降低重心，改善配重。同时一定程度上还能通过设计降低对变速箱承受扭矩的要求，降低制造高性能车的门槛，比如秦。著名的例子比如保时捷918，宝马i8，迈凯轮P1，因为电池组小了很多，更换的成本也就低了很多。

　　能源补充优势：但因为日常汽车使用大部分里程是城市通勤，可以是纯电里程（如volt是75%），所以大部分的行驶里程还是能源成本很低。这样即使电池寿命依然有限，通过纯电行驶却变得大为可能。插电混合动力因为电池容量较小，对充电速度要求较低，可以先较好的利用先有的民用充电设施，特别是家用充电设施为汽车进行充电。

　　续航优势：经济型插电混合动力的理念，是通过比纯电动汽车更小的电池组，来保证城市通勤的需要，同时通过内燃机的存在，来提供长途旅行的可能，并减少电池用光的焦虑。因为通勤里程较短，所以插电混合动力的里程可以只有20-60公里（prius插电混动是18公里，volt增程式混动是61公里），但却解决了人们的续航焦虑问题。

　　实际上，尽管leaf的纯电里程是122英里，是volt的两倍，但每个月美国平均每辆volt行驶的总里程是1629公里里程，其中1222公里是纯电动里程。而leaf的每月总里程也就是纯电总里程只有1012公里，还少于volt的纯电里程！可见纯电动车续航焦虑的影响有多大。

　　市场接受度优势：插电混合动力的核心技术与常规混合动力类似，传统汽车巨头更愿意发展，也已经有更多的积累，市场也更容易接受。无论从生产方还是消费方都相对容易由常规混合动力过渡而来。插电混合动力因为以上的特性，相对于纯电动车更易于普及，特别是对于一家普遍只有一台车的中等收入国家。而插电混合动力的普及，无论在消费模式的改变上，电动汽车技术上，生产规模带来的成本降低上，还是充电设施的建立上，都可以为纯电动汽车的普及做很好的铺垫。

　　2.插电混动车型的劣势

　　能耗排放的劣势：跟传统混合动力车型一样，技术也比较复杂。因为纯电行驶为主，还是很难浅充浅放（甚至因为有内燃机后备，电量更容易被用光），依然有电池寿命的问题

　　成本劣势：因为需要的续航里程少了很多节省的电池成本，差不多可以多加入一台内燃发动机，但是因为内燃机的存在，隔音等各方面的成本依然较高，总体成本还是比纯电动汽车高。比如volt比leaf要贵6000美元左右，用并联和混联模式发展插电混合动力，并不能减少变速箱的存在，进一步增加了插电混合动力车的成本，使得车厂或者减少纯电续航里程（如插电prius），或者要进一步增加成本。

　　驾驶体验的劣势：用串联模式发展插电混合动力（即增程模式），则在蓄电池电量耗光后，噪音性平顺性和油耗排放相比并联和混联模式有劣势（不过因为此时发动机运转在最优工况下，相比传统内燃机车还是有优势）。而无论哪种混动方式，相比纯电动车，也都有平顺性、静音和动力响应问题。

　　3.插电混动车型的未来变数

　　可能不利：插电混动推广较慢，而在此过程之中，燃料电池汽车普及取得重大突破。中国政府长期因为对民众购买插电混合动力车型只当传统动力车驾驶，不能充分降低油耗的考虑，没有以更好的政策推广插电混合动力车

　　可能利好：纯电动汽车无法解决续航焦虑，传统混合动力又走到能耗瓶颈，而化石能源已然很贵，插电混合动力就会长期存在，对常规混动的不利因素占据了上风，插电混动进步更快。

　　四.氢燃料电池汽车

　　1. 氢燃料电池汽车优势

　　第一，相对于常规混合动力，能耗可以进一步降低排放接近于零，可以忽略。氢气来源广泛，天然气，煤，石油，页岩气这些化石能源都可以制氢，是化工产业的副产物，也可以用风能制氢，太阳能制氢，生物制氢这些可再生方法，还可以用电力这种通用能源制氢。

　　第二，没有续航和能量再充满的问题、没有续航焦虑、不需要消费者改变用车习惯。性能方面的潜力跟纯电动车一样。且没有纯电动车的笨重的电池组对性能和能耗的不良影响没有纯电动汽车的大容量电池寿命和成本的问题，也没有像纯电动汽车那样来自大容量电池的高污染。

　　2. 氢燃料电池汽车劣势

　　第一，目前大部分氢燃料电池的综合能量转化率，远没有纯电动高：如果是可再生方法，效率一般较发电为低，相比纯电动是能源的浪费，会增加行驶成本；如果是化石能源生成，即时是副产物，也总归是产生污染的生产过程的副产物；如果是电力制氢，白白增加一道造成能量损耗的工序。

　　第二，综合起来单就行驶的能源消耗可能没有纯电动或插电混动经济环保。目前氢燃料电池技术不够成熟，成本较高目前缺乏加氢的基础设施，而且跟充电站的建设一样，而且不像汽车充电起步初期可以多利用家庭设备推动普及，只能一步调到大型加氢站。早期基础设施推广阻力大，反过来造成燃料电池汽车销量难以扩大。这个是最大的硬伤。

　　3. 氢燃料电池汽车未来变数

　　可能不利：因为日本较为领先，中国政府再次因防止日本垄断，或者中日争端造成的双边关系恶化，刻意限制氢燃料电池汽车在华发展，而其他民选政府因为难以进行大规模公共投资，无法补贴足够多的加氢站设施，使得氢燃料电池普及进入良性循环纯电动汽车的利好因素出现很快，迅速的克服了续航焦虑的问题

　　可能利好：氢燃料电池技术取得重大突破，成本大幅降低插电混动-电动汽车路线推广缓慢，而燃油价格已然升高很多，市场转向氢燃料电池汽车。

　　五.总结

　　纯电动汽车跟燃料电池汽车哪个最可能普及这个我说不准，在美国这里接触到的汽车制造业内的大佬很多觉得燃料电池是比较好的方案，不过个人从推广的难度来看倾向于认为纯电动普及成功的可能性大一些。

　　总的来说，我个人的观点，常规混合动力其实已经成功了，至少在日本和美国是这样的，是否能进一步占领市场只取决于油价走势。插电混合动力在目前有补贴的情况下，也挺值得买的。

　　个人认为混合动力至少在未来10年内在国内是比较有前途的，刨去政策因素。主要因为国内车主驾驶习惯短期内很难更改，而目前考虑自主电动车的续航能力，国内充电设施建设情况以及汽车电池的充电效率考虑。目前主流的新能源汽车续航能力主要在200-300公里，考虑冬天电池性能还会衰减，冬天能跑150公里就算是相当不错了，在北京基本上也就在周边郊县转转，相当于大个四轮电瓶车。

　　目前国家主要就是靠政策补贴来推动，基本上就想等国内新能源车的研发水平上来了再说，而政策这种东西可就不一定靠谱了，说变就变。至于弯道超车嘛，更是一些专家心甘情愿的YY，新能源汽车首先是一辆车！弯道超车主要是想要在新能源电池上做文章。退一步说，就算是你把新能源的电池技术做到世界第一，可是你造车技术没有提高，你以为新能源汽车就是一块电池加四个轮子吗？一辆很差品质的车，就算能开1000公里有谁又会买呢？

转载文章，不代表本站观点。