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2021年10月28日 | 氢内燃机与氢燃料电池 谁更能代表未来？
2021-10-28 来源：新浪汽车
初中化学课上我们就学过氢气的性质，这个元素周期表中第一个元素，也是宇宙中最初始的原子。它与氧气本身就可以发生燃烧，并释放出大量的热能和水，火箭发动机中液氢液氧发动机也是比冲最大的发动机。所以，氢气用作汽车内燃机的燃料当然也是可行。
早在2007年，宝马就推出了搭载V12氢燃料发动机的7系，但是续航和性能太低，百公里加速将近10秒！如此低的性能，让氢燃料发动机在很长一段时间淡出了人们的视野，直到丰田和现代汽车推出了氢燃料电池的电动车，氢能源才又获得高度的关注。氢燃料电池通过氢气与氧气的电子转换来生产电能，电能再带动电机驱动车轮，从而大大提高了氢能源的利用效率。
丰田氢燃料发动机卡罗拉赛车
到目前，氢燃料电池技术已经发展了10年左右的时间，而如今丰田又推出了一款燃烧氢气的发动机，并搭载在赛车上，看来丰田已经解决了直接燃烧氢气的低效率。那么问题来了，氢能源的两种发展路线：氢燃料电池、氢燃料发动机，到底哪种才能代表未来呢？一种是能给你电动车一样的驾驶感受，一种是能给你传统燃油车一样的驾驶感受。其实，我们不妨大胆猜想一下，没准未来会推出氢燃料发动机+氢燃料电池组成的“氢氢”混动系统。
BMW Hydrogen 7
BMW Hydrogen 7
宝马是世界上第一家推出氢动力汽车的汽车制造商，已成功完成了系列开发过程。Hydrogen 7 采用191千瓦/260马力的6.0L V12发动机，最大功率191 kW，最大扭矩390N·m，在9.5秒内从0-100公里/小时，最高车速电子限制在230公里/小时。如果保证不了氢气的充分供应，这台V12发动机可以快速切换到传统汽油工作模式。
BMW Hydrogen 7
宝马早在1978年就开始对氢动力装置进行研究，并在未来几年不断开发和升级这项技术，开发出几代氢动力汽车。2000年，宝马成为世界上第一家在德国汉诺威2000年世博会上展示氢动力汽车示范车队的汽车制造商。与此同时，宝马750hL氢动力车已在实际测试条件下证明了其优点。
BMW H2R Hydrogen
BMW H2R Hydrogen
BMW H2R Hydrogen
2000年，世界上第一个公共氢气加注站在慕尼黑机场启用。2004年搭载氢燃料发动机的概念赛车发布，也是搭载6.0L V12发动机，但最大功率为210kW，带动1.5吨的车身，最高时速可达300.175 km/h。
虽然赛车的性能表现还行，但是移植到7系上，很显然这台6.0L V12的大怪兽，采用氢气氧气燃烧的方式做功，效率真是太低了。200公里的续航里程让其实用性大打折扣，而且根本谈不上什么驾驶激情。对于宝马来说，V12发动机百公里加速9.5秒，这简直就是个笑话。但是，在氢能源的碳探索上，宝马并没有停止脚步，而是换了一个方式—— i Hydrogen Next
BMW i Hydrogen Next
2019年，宝马发布了氢燃料电池技术的 i Hydrogen Next 将一台X5车型改装成氢燃料电池，可容纳两个700巴氢气罐，能够容纳6千克氢气。氢燃料电池系统产生约125kW的发电功率，电机输出功率为275kW。
BMW i Hydrogen Next
BMW i Hydrogen Next 发电堆
宝马终于放弃了氢燃料发动机转型氢燃料电池，这也是目前氢能源利用率最高的技术，同时也被丰田、现代以及许多大厂共同研发的目标。目前，国内氢能源技术企业蓬勃发展，在最关键的储氢罐、减压阀、电堆等技术上，都已经发展的相当成熟。
氢燃料电池的好处显而易见，补能快，仅需3分钟就能加满氢气，续航里程与燃油车相同，驾驶感受与纯电动车相同，排放只有水。
丰田 Mirai 氢燃料电池车
丰田 Mirai 创造吉尼斯世界纪录
2021年8月23-24日，丰田 Mirai 在南加州的一次往返旅行中，消耗了5.65公斤氢气，总里程达到了845.3英里（1360公里），并创造了新的吉尼斯世界纪录。这是EPA续航里程402英里的两倍还多。另一项由氢燃料电池汽车创造的记录，是2019年现代NEXO创造的，续航里程为778公里。
既然氢燃料电池这么好开好用，应该没什么新玩法了吧。但是脑洞大开的丰田却又让“氢能源”倒回20年，再一次推出了燃烧氢气的发动机卡罗拉氢燃料赛车。丰田尚未宣布氢燃烧技术是否有望在短期内进入消费领域，但在赛车上应用可看做是一次验证和尝试。而对于那些热衷传统内燃机汽车的人来说，丰田的这款氢燃料发动机与汽油发动机拥有相同的驾驶感受、性能以及浑厚的排气声浪，而排放仅有水和非常少量的氮氧化物。
丰田卡罗拉氢燃料赛车
丰田卡罗拉氢燃料赛车
丰田卡罗拉氢燃料赛车
丰田卡罗拉氢燃料赛车这台氢燃料发动机搭载了DENSO喷气嘴，将氢气通过高压方式喷到气缸中，并通过电脑控制点火角来控制燃烧室内的温度。另一个亮点，丰田卡罗拉氢燃料赛车搭载了四个储氢罐，能装180L的氢气。
写在最后
从氢燃料发动机到氢燃料电池再到氢燃料发动机，有句话说的挺好，30年河东，30年河西，但氢能源的利用方式随着技术的发展只用了20年就开始向两个方向快速发展。未来，我们不仅仅能享受氢燃料电池带来的“宁静猛兽”，也能享受到氢内燃机带来更澎湃的驾驶激情。但就目前量产车来看，氢燃料电池技术发展的更迅速，同时氢能源的化学能到电能到机械能的转换（无大量的热损失），相比氢内燃机化学能到机械能的能量转换效率更高，而且省去了内燃机中的机油润滑系统和散热系统。也许未来的氢内燃机，只会成为有钱人的大玩具。
史海拾趣
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