主题：【原创】混合动力汽车之路（一） -- 波波粥

比如坦克发动机那么复杂，但是整体吊装更换也不过4-5分钟。电动自行车上的电池体积小，重量轻，小偷顺手就偷了；但是上百公斤的汽车电池，小偷一定要开工具车的，与其这样大张旗鼓的偷电池，小偷还不如连车一起偷算了。

每天换 3次 每次 20元. 还不如烧油呢

因为跑高速没时间等电池充电，所以要更换电池组。如果是在自己的城市里跑，晚上回家以后可以对电池组充电么，费用也就节省了。

我觉得，如果要快速更换电池了，最好就用全电动车，不用混合动力了。

因为混合动力就是为了在可能无法充电--无法换电池的情况下保证能用设计的。如果能确保快速换电池、快速充电，直接上全电动车好了，更节能，成本更低。

我觉得，电动车的几种应哟个方式应该是

1、串联混合动力，应用于偏重城市行驶的家用小车

2、并联、混联混合动力，应用在偏重性能的家庭小车（另外比亚迪的DM其实是兼有并联、串联模式的）

3、纯电动快速可换电池，用于行业应用（比如公交车、场地叉车等有固定路线的应用，这一方面避免了面向公众运营带来的电量计算、电池折旧计算等麻烦，另一方面也利于使用标准化电池和使用谷电）

4、家用纯电动车还是不可换电池更合适点。

个人感觉，面向行业的重点做全电动车可快速拆换电车，面向个人的是混合动力和不可快速拆换电车的纯电动车。

前一段时间，我碰到我以前的教授，他也认为，在一个相当长的过渡时期呢，汽车动力装置会出现一个“百花齐放”的情景，对厂商来说，目标市场会更加的细分，对于中国本土厂商，的确是一个难得的机遇，船小好调头么。

谈到混合动力汽车或者电动汽车动力装置，现在最为炙手可热的是锂离子电池，全球各大厂商争相投资锂离子动力电池的研发与生产，可是在聚光灯外，还有一位昔日的“过气明星”-燃料电池汽车

回想起2000年前后，燃料电池汽车的风头绝不亚于今天的锂电池汽车，当时，各大汽车生产厂家纷纷加紧开发燃料电池技术，并且合纵连横，组成各种联盟，进行燃料电池车的相关研究。但是8年过去了，当年踌躇满志，要在5年内被产业化的燃料电池汽车在这弹指一挥间，已不再是各大厂商的宠儿，早已是“门前冷落车马稀”了。

谈混合动力汽车，燃料电池是无论如何不能跳过去的，那么我也在这里“炒炒冷饭，烧烧冷灶”了。

燃料电池本质上也是一种化学电池，它将化学反应时释出的能量直接转换为电能。但是与其他化学电池如铅酸蓄电池等不同的是，它在工作时需要连续供应反应的物质--燃料和氧化剂，而它所使用的反应物质如氢气，甲醇等都可以称为燃料，所以这种类型的电池就成为“燃料电池”，它通过电化学反应而不是燃烧把燃料的化学结合能转变为我们可以直接使用的能量形式（电能）。燃料电池的能量转换过程不受卡诺循环的限制，能量转化效率高，在反应中几乎不产生NOx和SOx，正是由于这些突出的优越性，当年各国政府与各大公司对燃料电池是趋之若鹜，认定它就是未来汽车动力的最佳解决方案。

燃料电池中，最被人们所看好的是氢氧燃料电池，氢气（H2）与氧气（O2）的反应产物只有水（H2O），而水通过电解以后还能够制备出氢气和氧气，这样的燃料电池简直符合环保法规的一切要求。

氢氧燃料电池原理示意图：

１。氢气通过管道或导气板到达阳极

２。在阳极催化剂的作用下，1个氢分子分为2个氢离子（即质子），同时释放出2个电子。阳极反应为：H2→2H＋2e

３。在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极

４。在阴极催化剂的作用下，氧与氢离子和电子发生反应生成水，阴极反应为：1/2ｘO2＋2H＋2e→H2O

氢氧燃料电池的总反应方程是： H2+1/2ｘO2→H2O

与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当连接可以向负载输出电能。把燃料电池装在汽车上，由燃料电池来为汽车提供电力，汽车就像加油一样在燃料箱里加注液化氢气，甲醇等物质，一切看起来都是完美无缺，在技术上，无论燃料电池，还是电力驱动系统，都已算得上成熟技术了。

使用燃料电池的汽车结构示意图：

在中国，燃料电池汽车的研究开展的也很早，目前，中国氢燃料电池汽车的研发主要是在上海，北京和大连。其中，在上海取得的成绩更大一些，目前上汽集团和奇瑞都在和同济大学合作开发燃料电池轿车。清华大学的主攻方向是客车（863计划“电动汽车重大科技专项”中的“燃料电池城市客车”项目），她开发的燃料电池公共汽车也已经在北京上路了。

同济大学，上汽集团合作开发的搭载燃料电池的荣威轿车：上海牌

清华大学开发的燃料电池公共汽车

看来所有的消息都是挺鼓舞人心的，看来燃料电池汽车距离商业化也就一步之遥，美国能源部之前为燃料电池汽车设立的时间表还历历在目，现在看来，计划中的２０１２年商业化还显得遥遥无期，而且燃料电池的风头渐渐被锂离子电池所盖过。

美国能源部发布的燃料电池汽车目标进度

那么，燃料电池汽车的普及面临哪些困难呢？

首当其冲的就是在目前的技术条件下，燃料电池汽车造价偏高。目前广泛使用的质子膜燃料电池需要贵金属Pt作为催化剂，但是Pt的价格昂贵、资源匮乏，使得质子交换膜燃料电池的成本居高不下，限制了其大规模运用。

氢气的储存和运输也是一个大问题。液化氢气只能在低温下储存，如何在汽车上安全的储存氢气是一个老大难问题，目前主要是液态氢气储存和通过固态物质来储存氢气。宝马氢动力Hydrogen-7（它是使用氢气直燃的）上使用液化气瓶来储存氢气，而且储存的氢气要在一定时间内用完，否则时间长了就全部挥发了，同时，在碰撞安全上，这个液化气钢瓶也是非常危险的。燃料电池汽车的普及和商业化必然需要建立大量的加氢站，现有的加油站不能简单地加以利用，而需要彻底改造。而加氢站的投资比传统加油站大得多（需要低温冷藏设备），这个项目简直是吞金兽，

所有这些制约因素，都促使人们在今天更多的转向混合动力汽车和纯电动汽车。当然，燃料电池汽车在未来的动力装置中也未尝没有一席之地，比如在大型车辆上，如公共汽车，工程车辆上还是可以发挥燃料电池的优势。

燃料电池还有另一种做法：用传统燃料或是类似传统燃料的碳氢化合物，在反应炉中分解成氢气和二氧化碳，然后氢气去燃料电池。这样做的效率虽然不如纯氢高，但也免去了氢气储存和运输的麻烦。而且排放上肯定会比内燃机要好很多。

催化剂确实是个大问题。目前还没有技术能够廉价制造高效催化剂。将来可以考虑用纳米材料把Pt等贵金属“托”起来，增大表面积的同时减少材料的用量。

氢气不好存储，运输，是最大的问题。这个问题的一个解决方案，是把制氢这个工艺直接放到汽车上，汽车仍然使用常规燃料，比如汽油，石脑油，甲醇等，通过车载的反应器经过重整转化成氢，然后供燃料电池使用。这样就可以利用现在的加油设施，也解决了氢的储存和运输问题。

听起来有点罗嗦，不过技术上在理论上的确是可行的。造价么，当然就更贵了。

相比锂离子电池来讲，使用燃料电池的最大优点就是能量物质的能量密度高，汽车可以携带的能量多，符合现在的汽车使用观念。毕竟汽车发展了一百年，目前普遍的加满油可以行使五百公里左右的常规做法，是有其道理的。这个五百公里也是市场选择的结果么。

另外使用铂算不上一个障碍。本身这个铂可以回收，另外可以节省尾气催化剂里面铂的用量，所以实际上增加的费用有限。再有，现在铂都比黄金便宜了。。。

不利的地方是二氧化碳仍然是分散排放，不利于集中处理。另外似乎还没有车载重整的技术。再有，绕这么大圈子，比内燃机在降低污染方面好不了多少，似乎没多大意思。

就是二氧化碳排放要算在汽车头上，而使用氢气则达到了“零排放”，虽然制备氢气也要消耗能源。哈哈，现在汽车厂商在排放问题上的花花肠子还是很多的。

目前在轿车上，燃料电池估计是没翻身可能了，除非这几年在技术上有大的突破。在大型车辆上，燃料电池还是可以有所作为的，因为大型车辆本身售价高，利润厚，像公共汽车需要整天不停的跑，使用燃料电池就比蓄电池更合适些。

能介绍一下吗？

似乎还比较遥远。

当年碳纳米管是个方向，一直到有人计算出理论极限，发现不怎么样。

新加坡国立的一个报道过碳管储氢的错误数据，被迫提前退休。

不大清楚最近发展如何了。

It looks like a lunar lander, but what's really out of this world about the Venturi Eclectic tribrid is that-for short distances, at least--it can be powered entirely by wind and sun. Thanks to its onboard wind turbine, a mere breeze can juice the car's battery enough to provide nine miles of driving. You get three to four more miles from solar panels on the roof. (To go farther than the grocery store, you need the car's plug-in battery.) Without sides, the Venturi is not the safest, although its designers say it's intended more for errand running than for highway merging. Last year, the company sold 200 early versions of the car for $33,000 each; more mainstream models were unveiled in October. Whether or not this particular car catches on, the hope is that its innovative technology will.

As cars become smaller and sleeker with our changing energy needs, the experience of driving is likely to morph too. Enter the VentureOne, from a California manufacturer and a Dutch engineering firm. It's one of half a dozen three-wheel concept cars being developed that combine the fuel savings of hybrids with the excitement of riding something like a motorcycle. In this case, the car is the same height and length as a Mini Cooper, but the car's pilot--er, driver--is enclosed in the single front seat by a glass canopy. (Another passenger can sit in the single backseat.) And on a quick turn--yee-ha!--the vehicle tilts to one side. The cars are priced at about $25,000 and go on sale in early 2010.

You know you'd feel smart driving an emissions-free car. But the Tesla Roadster--an all-electric sports car--is proving that losing a tailpipe can be stylish too. The two-seater, which looks (and costs) more like a Porsche than a Prius, not only accelerates from zero to 60 in four seconds but gets more than 200 miles per charge. And it's powered entirely by its lithium-ion battery, unlike hybrids, which have two separate systems: an electric motor and a gas engine. The downside? Meeting demand. Though the company has sold more than 1,000 of the six-figure vehicles, it has delivered only 30; the plan is to roll out close to 2,000 next year.

三轮汽车是未来发展的重点方向，不过是两个轮子在前，一个轮子在后，一共乘坐4人（3个成人座位，1个小孩座位），三轮汽车在空气阻力，滚动阻力方面都有相当的下降，省油啊