愛馳燃料電池“純電動”跑車

據汽車科技論消息：愛馳汽車發布了RG “純電動”跑車，續航裏程達到1200公裏
，可以說是非常地驚人了！整理目前主流的電動汽車續航裏程情況，如下表所示：

數據來源： 汽車品牌官網
、汽車之家/易車網、其他媒體報道
、標黃為存疑比較嚴重的數據。

目前工信部采用的是“綜合工況”來測試續航裏程，日本采用JP08工況
，美國主要采用EPA工況。例如

，特斯拉官網上標示的就是EPA工況的裏程，進入中國銷售後，要同時提供“綜合工況”的裏程，續航裏程會提高一些。

可以看到
，無論是哪個工況、哪個車型
，續航一般都在300-500公裏之間(寶馬i3是個特例)
，即便是裝備100kmh電池的Tesla Model S的等速續航也沒超過600公裏。

其實，愛馳RG是一個搭載氫燃料電池的“純電動”跑車。當鋰電池電量不足的時候，氫燃料電池可以將氫氣轉化成電能，給鋰電池充電。也就是說，愛馳RG確實是隻使用了電能


，但與一般的“純電動”汽車不同的是
，它的電池不僅儲存在鋰電池那裏，同時還儲存在氫燃料裏麵，所以續航達到1200公裏，也不是不可能。

電池容量增加，也就是可用的能量總量增加
，這會帶來續航裏程的增加。

汽車總重量增加，行程相同的距離所耗費的能量增加，這會帶來續航裏程的減少。

針鋒相對的兩個效應，哪個會占上風呢？

圖中可以看到，當增加電池容量的時候，續航裏程也是不斷增加的
，但是增加的趨勢越來越緩(我們暫時不考慮電池成本與體積的約束)。當續航裏程增加到1000公裏之後(對應的電池容量是500kWh)
，再增加電池容量的效果就很不明顯了，並且越來越弱；當續航裏程增加到1200公裏之後(對應的電池容量是1500kWh)
，再增加電池容量
，幾乎沒有效果了。

那我們再來分析一下，有多少百分比的電池容量被用來運輸電池本身。

這還不是最嚴重的，當續航達到1183公裏的時候
，多達80%的能量被用來運輸電池本身了，這是我們能忍受的極限了。這個時候，開的是新能源車呢，還是鋰電池運輸大貨車呢
？ 如果將80%定義為極限裏程的話，那麼這款Tesla Model S 75改款的超大容量純電動車的極限裏程是1183公裏。

回到最初的問題，堆足夠多鋰電池的純電動汽車
，能達到1200公裏的續航嗎
？答案是不能！這可能與很多人的直覺是相反的。

在分析第二個問題之前

，再分析一個附加問題：鋰電池技術得發展到什麼程度，才能實現1200公裏的續航呢？

我們以30%的能量來運輸本身作為工程實踐中的最高值，那麼通過計算得到
，若想實現1200公裏的續航
，需要鋰電池模組的能量密度達到420Wh/kg。也就是說，還需要3倍(bei)的(de)提(ti)升(sheng)。這(zhe)在(zai)當(dang)前(qian)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)技(ji)術(shu)體(ti)係(xi)下(xia)，恐(kong)怕(pa)是(shi)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)的(de)目(mu)標(biao)。而(er)且(qie)，即(ji)使(shi)能(neng)實(shi)現(xian)，成(cheng)本(ben)是(shi)否(fou)能(neng)控(kong)製(zhi)得(de)住(zhu)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)有(you)挑(tiao)戰(zhan)的(de)問(wen)題(ti)。

接下來來分析第二個問題：為什麼鋰電池純電動車達不到1200公裏
，而燃料電池就可以呢？

其實不用說大家也應該知道了


，這個問題的關鍵在於能量密度。純電動車的電池模組的能量密度一般在130-150Wh/kg之間，特斯拉是做得比較好的
，高達150Wh/kg。

那麼汽油呢？

汽油的熱值約為44MJ/kg，也就是12222Wh/kg。汽油在發動機中的能量轉化效率比較低
，但即使按20%算(電動車按80%算)
，其“等效能量密度”也有3000Wh/kg，是電池的20倍。

燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)雖(sui)然(ran)也(ye)叫(jiao)電(dian)池(chi)
，但(dan)其(qi)實(shi)並(bing)不(bu)能(neng)充(chong)電(dian)，而(er)是(shi)消(xiao)耗(hao)氫(qing)氣(qi)來(lai)發(fa)電(dian)。如(ru)果(guo)要(yao)打(da)個(ge)比(bi)方(fang)的(de)話(hua)，鋰(li)電(dian)池(chi)就(jiu)是(shi)可(ke)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)，而(er)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)是(shi)我(wo)們(men)小(xiao)時(shi)候(hou)用(yong)的(de)那(na)種(zhong)不(bu)能(neng)充(chong)電(dian)的(de)電(dian)池(chi)。從(cong)這(zhe)個(ge)角(jiao)度(du)來(lai)講(jiang)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)其(qi)實(shi)是(shi)與(yu)發(fa)動(dong)機(ji)相(xiang)似(si)的(de)——一個是消耗油，一個是消耗氫氣。

燃料電池的能量密度與轉換效率我沒有細細研究，估算一下“等效能量密度”為4500wh/kg

，是電池的30倍。那麼
，我們來看一下燃料電池電動車運輸氫氣本身會消耗多少百分比的能量吧。(數值可能有誤差，但數量級應該是對的，大家領會主旨就好) [點擊插入圖片]

如上圖所示
，當續航裏程與鋰電池原版的Tesla Model S 75相同為416km時，運輸氫燃料所消耗的能量僅為氫氣可轉化總能量的0.99%；當續航裏程達到1200km時，這個數值也僅為2.9%

，遠遠低於鋰電池的24%
，這樣聽起來是不是舒服多了！其實汽油也是相似的，416公裏時約為1.51%。

實際上汽油車在行駛過程中，汽油會不斷地消耗而減輕質量

，這會使得百分比進一步降低。為了簡化說明，暫不考慮這一效應。

如果我們將80%定義為極限裏程的話，那麼氫燃料電池的極限裏程為3.3wangongli。dangran
，zhezhishiweileshuomingnengliangmidudechayi，shideranliaodianchichezengjiaxuhanglichengyaoyuanbilidianchidiandongqichejiandandiduo，ershijishangmeiyourenhuishejizheyangdechede。

回到所提出的第二個問題

，為什麼鋰電池純電動車達不到1200公裏
，而燃料電池就可以呢
？答案是氫燃料的“等效能量密度”比鋰電池高很多，所以提高續航裏程的難度相對低很多，實現1200公裏的續航裏程是很合理的，就和傳統燃油車實現1200公裏續航的原理相似。