未来的新能源汽车究竟是纯电动、混合动力还是燃料电池汽车的天下？

现如今车企正在经历一场重大变革，以新能源汽车为主力已经在全球形成了共识。传统车企纷纷转型，推出全新的战略；新造车势力也如雨后春笋般出现，想要在市场变革时期抢占一份先机。然而，这些车企都面临着发展的根本问题。

未来的新能源汽车究竟是纯电动、混合动力还是燃料电池汽车的天下？

以当前的技术水平来看，这几种能源的技术都并不完美，它牵扯到了配套基础设施技术、政府政策、能源开发技术、电网发展、自动驾驶技术的进展、甚至是国际政治走向等诸多因素。至少在目前，谁都不能确定哪一种能源技术将会成为未来的主流发展方向。

不过我们至少可以就现阶段几种动力技术的优劣进行分析，至少在未来到来之前可以做到心中有数。

（图片来自Development of the FuelCell Vehicle Mirai - IEEJ）

一、纯电动汽车

优势

1、从驱动效率上来讲，给电池充电到电池驱动电机的过程中能量损失极少，而化石燃料燃烧驱动汽车内燃机齿轮的效率远不如电池驱动来得高，所以理论上来说，仅考虑能源转化流程，电动车驱动车辆的成本和排放相比于传统燃油车都要低得多；

2、电力的来源是多种多样的：可再生能源如水电、核电等，相比火电污染小，成本低，而且在可持续使用上比化石燃料有利得多，甚至还可以利用分布式的家用太阳能发电设备实现家庭汽车能源的自给自足。倘若真的化石燃料被用尽，只有纯电动的行车方式可以完全不影响出行；

3、社会用电存在波峰和波谷。在凌晨时段，用电量很低，很多机组容量被浪费，而此时正合适用多余的机组容量给汽车充电；

4、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，纯电动汽车的性能可谓是很强的；

5、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。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，侧方停车甚至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，颠覆性的提升性能。而且由于电池布置在车底，可以大幅改善操控，也可以增加储物空间；

6、目前电力设施分布密度已经极高，成本极低，充电设施很容易发展。在一些落后地区，可能加油站还没有普及，但充电条件却可观得多，只要稍加改造，即可为汽车充电。即使在发达的城市地区，充电设备的布置也比加油设备容易得多，达到高密度也相对更容易，例如每个停车计时器稍加改装就有可能成为充电桩；

7、纯电动汽车应用的锂电池等电池技术已经大规模应用在电子电器等行业，已经相对成熟；

8、纯电驱动使得全自动电控变得更容易，车联网、自动驾驶技术等更容易实现。

劣势

1、充电速度问题。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。而电动车充电技术再快，也远远比不上加油的速度，而且成本还要比加油站高很多。如果采用换电池的方法，一、目前各个车企电池标准很不统一；二、目前车用电池还远远无法做到轻便、便携，拆卸也较为麻烦；三、成本较高。不过如果未来纯电动汽车的电池可以像电动自行车那样统一标准、充电便利，这部分需求还是相对容易满足的；

2、续航里程问题。受限于电池的成本、重量、技术，电动车普遍续航里程较低。目前燃油车普遍高速续航能力在一千公里左右，而目前市面上纯电动车最大续航里程也没超过500公里，相比于传统燃油车仍然劣势明显；

3、电池寿命问题。由于锂电池的特性，完全充放电会对电池寿命有较大影响。而纯电动车因为电池持续输出电力，无法像传统混合动力一样浅充浅放，寿命远远短于传统混合动力的电池组；

4、电池成本问题。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。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。所以纯电动车的销量，目前还要依靠政府的高额补贴；

5、电池污染问题。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，远远超过了内燃机排放的污染；

6、充电设施问题。因为家用充电速度较慢，且无法在外出时使用，纯电动车的普及一定程度上依赖着充电桩的建设。早期建设充电基础设施期间用户较少，也需要政府的高额补贴才能完成建设。

实际在汽车普及早期，纯电动汽车曾经跟内燃机汽车并存过一段不短的时间（早期还有蒸汽动力三足鼎立）。开始内燃机汽车续航里程优势较小，且加油站还没有建设起来，而噪音、尾气、振动都很严重，发动汽车还需要像拖拉机一样手摇，所以直到20年代，美国的上层女性都还是普遍选择电动车为多。但是因为由于四大硬伤——充电速度、续航、寿命、成本，电动车最终被内燃机取代。时至今日，出行对续航的需求远远高于20世纪早期，解决纯电动汽车的劣势则显得更为急迫。

机遇

1、政府支持：中国政府出于鼓励自主企业发展的原因，以及针对农村加油设施的情况，对纯电动汽车的发展支持力度较大。在如此大的优惠力度下，特别是乘用车的普及上，纯电动汽车推进成功的可能性还是很高的。

2、只要充电技术、电池容量密度两者中有一个取得重大突破，续航焦虑和电池更换成本的问题就可以解决。

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。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，这个问题也可以得到解决。

如果电池在先有的体积重量和成本上能够承载更高的能量，就能够增加续航能力，从而进一步压低电池成本；又或者电池体积重量下降，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。

3、自动驾驶技术如果极为成熟，出租车的成本将变得极低，很多人可能会放弃买车而采用预约自动驾驶出租车作为出行的主要方式，这样人们不再需要很长的电动车续航里程，电动出租车可以自行灵活安排接送顾客，且可以送完人后自行到成本很低的立体式停车场中停车。

挑战

1、纯电动汽车普及后，电价又将是一个新的课题。如果电价也像油价一样涨幅剧烈，电动车的普及又将面临一个新的难题；

2、电池污染如果得不到有效改善，社会意识到纯电动车更不环保，纯电动车也会不再获得青睐。

二、插电混合动力

优势

1、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，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，但却解决了人们的续航焦虑问题；

2、性能方面，插电混合动力车型有一个可持续输出电力的电池，可以更好的同时利用内燃机和电动机来提升性能，并实现偏高转效率的内燃机和偏低转效率的电动机的互补，同时也能更有效的实现低成本高性能的四驱。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；

3、因为插电混合动力车的电池组小了很多，更换成本也就低了很多。而且日常汽车使用大部分里程是城市通勤，这样即使电池寿命依然有限，通过纯电行驶也是大有可能的；

4、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。等到插电混合动力车型变多以后，市场足够大，更多的商业充电桩就可以由市场自行建立；

5、插电混合动力的核心技术在传统汽车行业已经有足够的积累，市场也更容易接受。无论从生产方还是消费方都相对容易过渡；

6、插电混合动力相对于纯电动车更易于普及，这样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、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。

劣势

1、插电混合动力车因为内燃机的存在，隔音等各方面的成本依然较高，总体成本还是要高于纯电动汽车；

2、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。使得车企或减少纯电续航里程，或进一步提高售价。而用串联模式发展插电混合动力（即增程模式），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。而无论哪种混动方式，在平顺静音、动力响应、能耗排放上，插电混合动力都比不过纯电动车；

3、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），依然存在电池寿命的问题。

机遇

纯电动汽车无法解决续航焦虑，而化石能源已然价格居高不下，插电混合动力就会长期存在。

挑战

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。

三、氢燃料电池

优势

1、没有续航和能量再充满的问题，不存在续航焦虑，所以不需要消费者改变用车习惯；

2、性能方面的潜力与纯电动车一样，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；

3、不存在像纯电动汽车由于大容量电池所带来的电池寿命、成本、以及高污染的问题；

4、排放接近于零，可以忽略。

劣势

1、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，相比纯电动浪费能源，增加行驶成本；如果是化石能源生成，即使是副产物，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。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；

2、氢燃料电池技术还不够成熟，成本较高；

3、目前缺乏加氢的基础设施，而且不像汽车充电起步初期可以利用家庭设备推动普及，慢慢扩展到公共充电桩和大型快速充电站，氢燃料的使用只能一步跨到大型加氢站，早期基础设施推广阻力较大。

机遇

一旦氢燃料电池技术取得重大突破，成本大幅降低，大幅度的推广就成为了可能。

挑战

由于国际形式，国内相对限制氢燃料电池汽车的发展，导致无法补贴足够多的加氢站设施，使得氢燃料电池普及进入死循环。

四、总结

通过分析我们不难看出，插电混合动力汽车更多是为纯电动汽车的普及做铺垫，早晚还是会面临淘汰的下场；动力电池虽然存在着充电速度、续航、寿命、成本的四大硬伤，但相比于燃料电池短时间内无法解决成本问题，而乘用车的售价又是影响市场推广的重要因素，未来乘用车市场依旧会是纯电动汽车的天下。

对商用车来说，如大巴、物流车、叉车和重卡等，在使用燃料电池上已经取得了一定成效，未来应该仍会按照这个方向发展。

不过这个问题的答案也不绝对，如果动力电池可以依靠技术解决了快速充电和安全问题，或是燃料电池解决了成本问题，加氢站的发展速度可以超过充电站，新能源市场的历史可能就会被改写了。