「They’ll say certain technologies like fuel cell, and it’s like oh God, fuel cell is so bullshit. The only reason they do fuel cells is… it’s like a marketing thing.」
他们会说一些技能，比方燃料电池，哦天哪，燃料电池简直是 XX！做燃料电池的仅有原因是为了商场营销。
这段话出自马斯克在 2013 年于德国一家特斯拉服务中心内的讲演。马斯克的言辞从来不借题发挥，6 年前他直抒己见，指出氢燃料电池车是整个工业中最没有位置的「边际产品」，甚至只要需求做品牌营销时才会拿出来。
但也正是从 2013 年底开端，日韩车企开端在氢燃料电池范畴发力，相继呈现了丰田 Mirai、本田 Clarity(参数|图片) 和现代 Nexo 等燃料电池车。当然，不管是技能成熟度仍是商场体现，现有的燃料电池车型都不足以打马斯克的脸。
但就在这次东京车展上，丰田发布了第二代 Mirai(参数|图片) 概念车(参数|图片)。
最近，我也环绕燃料电池在交通工具上的运用进行了许多考虑，全部从考古发现开端。
氢气——内燃机燃料开山祖师
前不久，咱们做过一期电动车百年开展史的文章，其间说到「终究是谁造了世界上第一台内燃机车」的论题。但在这次考古中，请答应我自行打脸！当收集这期选题的资料时，我发现个惊天大幂幂，哦不，是大隐秘。
首要咱们需求清晰内燃机车的界说：内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部焚烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
在比 1870 年犹太人研宣布内燃机车更早的 1807 年，瑞士的 Francois Isaac de Rivaz 规划了一款内燃机，特别的是，它由氢气作为燃料驱动。而整台机械甚至连「载具」都称不上，仅仅单纯用来研讨内燃机驱动机械可行性的。储氢设备是个简易气球，并且选用了电点火设备。从结构和原理上看，这便是最简易版的内燃机。
十八世纪晚期，呈现了小规模制氢热。越来越多的科学家开端考虑怎么用氢气或许电能直接驱动机械，来替换掉功率奇低的蒸汽机。那个年代氢和电是两个彼此独立的东西，一切人都在想怎么单拿出一项来解决问题，却没有想过二者结合会有怎样的化学反应。
在后续十几年的时刻里，又呈现了多种燃料方法成为驱动轿车运转的动力。能够说在上世纪二十年代之前，轿车商场是「百家争鸣」的状况。当石油挖掘技能和多层级工业链完善之后，内燃机才逐步成为了咱们现在看到的姿态。
石油往往会扼住一些国家的咽喉
石油在很长一段时刻内是轿车燃料的首选，但总会有意外发作。比方 1941 年，正值二战时期，纳粹包围了列宁格勒和俄罗斯，切断了物资供给，石油面临着快速耗费殆尽的问题。所以军事技能人员 Boris Shelishch 改装了一台 GAZ – aa 货车，开端运用氢气作为动力。在接到高档指挥官的指令后，Boris Shelishch 和他的组员们在 10 天内将 200 辆 GAZ-aa 型货车改装成氢气驱动。
曩昔十年里，国家大规模推进电动车遍及，外界也有关于此举的多种论调，其间石油储量问题被屡次提及。确实如此，国家石油贮藏这件事彻底「看命」。可能会有人觉得战役离咱们十分悠远，就像一百年前，运用电动车完结首个零到一百公里加快记载时，人们也不会信任战役剑拔弩张。
石油是化石燃料，所以怎么制作石油是「江湖骗子」们考虑的问题，而发电和制氢的途径则有许多种。二战之后，精力充裕的国家开端着手研制非石油燃料的内燃机，尤其是军备方面的运用。
尽管氢气内燃机前史久远，但技能成熟度远没有燃油机高，氢气贮藏关于科研人员来说是又是十分扎手的问题。怎么进步氢气机的功率和功率是二战后军方科研的要点方向，尤其是美军，他们居然想用氢气机驱动飞机！
1956 年，美军改装了一架 B-57 轰炸机，其间一个引擎是氢气机，飞翔员能够在飞翔中能够自动挑选运用氢发动机。在同一时期，美国洛克希德公司和惠普进行协作，开发以液氢为燃料的高空预警机 CL400。时刻短的氢燃料军备热后，许多的氢燃料内燃机技能和产品被雪藏，昂扬的研制费用和制作本钱使得它们成为了万不得已时的挑选。
当然，戎行在氢气机的研讨报告中也总是呈现关于氢气作为燃料可削减排放的陈说。但在上世纪五十年代，仍然动乱的形势下，环保的优势在动力供给问题面前还得「往后稍稍」。
燃料电池在载具上的运用竟始于一台拖拉机！
在戎行着手研讨氢燃料的一起，民用范畴在氢燃料载具方面的研讨也一起开端。民用方向则环绕着燃料电池来展开，看似比简略粗犷的直接燃氢高档许多，现实上燃料电池怎么运用在军事装备上这个问题，二战时期也一向被探究。可是实践出真知，尽管燃料电池转化功率更高，但达不到军备的功率要求。
1932 年，英国剑桥大学的工程学教授 Francis Thomas Bacon 博士首先研制出了碱性燃料电池，并把第一个碱性燃料电池以自己的姓名命名为「培根电池」。第二次世界大战期间，Bacon 被派往英国戎行作业，他持续在反潜试验基地进行燃料电池的研讨。可是，战役在他的试验室作业获得实践效果之前就完毕了。
Bacon 从未抛弃过这个有出路的概念，并在 1959 年为他的设备申请了专利。他展现了一个燃料电池单元，能够发作 6 千瓦的能量，只能为一台电焊机供电。
在 Bacon 申请专利的一起，美国的哈里·卡尔·伊里格也开端进入燃料电池。他把作业方向会集在农用机械上，而不是更前沿的范畴。他将耕具制作商 Allis-Chalmers 的拖拉机改形成为电机驱动，而动力则来自燃料电池，动力是储存在压力罐中的甲烷，输出功率到达 15 千瓦。这台拖拉机也成为了世界上第一台燃料电池驱动的载具。
在美国空军的帮忙下，Alice – chalmers 又持续了数年燃料电池方面的研讨。他们组装了一辆燃料电池驱动的叉车和一辆高尔夫球车。
后来的时刻里，氢燃料电池在交通工具上的运用简直停滞不前。话说回来，仍是由于石油在轿车工业中「可卡因」般的存在，没有利益就没有动力。
直到 1966 年，通用研宣布了第一台真实意义上的燃料电池车。以 GMC Handivan 为根底，将一切的燃料电池部件和储氢罐装在面包车的后部，原本六人的后排空间，改造后只能容下两人。它的行进路程也仅仅 120 英里。
后来一段时刻里，改造燃料电池驱动轿车的事例有许多，尤其是遭到石油危机后各种环保主义的影响，不过其时环绕氢燃料的产品分为两大门户：燃料电池派和氢气内燃机派。尤其是德国和日本车企，前期更中意氢气内燃机。
（奔跑 280TE 曾被改形成能够焚烧氢气和石油两种燃料的版别）
氢气机和燃料电池终究谁才是真理？
氢气机和燃料电池，二者的初衷是相同的，终究谁更胜一筹？我个人认为，氢作为动力的正确迭代，应该是从氢气内燃机转向燃料电池。很清晰的一点，氢直接作为内燃机燃料的局限性十分大，能够说治标不治本。
内燃机的功率必定会受卡诺循环影响，注定无法有较大的热功率打破。而氢燃料电池尽管要通过由氢到电，再由电到动能的改变，但功率仍然能够到达 80%以上。所以从功率的视点燃料电池完胜。
未来轿车会进入一个高度电气化的年代，所以，以电作为终究动力方法驱动轿车更能习惯未来的开展方向，也留有满足的开展空间。当然，这些都是后话了。
氢气内燃机最大的优势是本钱较氢燃料电池低，制品的燃油内燃机就能改造出燃氢内燃机。所以，假如以零污染轿车作为条件，氢气内燃时机因价格优势先进入商场，给燃料电池的技能攻关争夺满足的时刻。
但现实证明，石油关于商场经济来说实在是「香」。即使从内燃机结构上氢与石油是类似的，存储上氢气的本钱仍旧昂扬。
石油危机的风云曩昔后，氢气内燃机车一度成为了车企的品牌刻画手法。最典型的比如是宝马十年前发布的 hydrogen 7，在宝马 E65 760i(参数|图片) 的根底上改造 V12 发动机，成为一台能够焚烧氢气和燃油两种燃料的发动机。当然，宝马也声称自己是世界第一，据上面的考古就知道，现实并非如此。这款车总共出产了 100 台，首要供给给名人和政客。
氢燃料轿车的路又在何方？
现在世界上最执着于氢燃料电池研制的莫过于日韩车企。这一阵营的最新动作是丰田第二代 Mirai 概念车的发布。Mirai 是丰田量产的氢燃料电池轿车，首要面临美国、日本和欧洲商场。这次官宣关于氢燃料电池轿车甚至整个轿车行业都是极震慑的，至少有三点让人细思极恐：
1. 在毫无商场可言的情况下，以正常燃油车相同的速度进行换代；
2. 违反传统丰田思路，新 Mirai 将会是一款后驱车；
3. 估计年产到达 30000 台。
Mirai 最大的商场在美国，但自 2015 年于美国推出以来，Mirai 的销量也不过 6000 台左右，其间只要 1%是个人具有，其他都是以租借的方法供给。并且为了促进销量，丰田自掏腰包，给每个 Mirai 的具有供给 3 年的加氢补助，封顶为 1.5 万美金。
了解氢燃料电池轿车的人都会发现一点，即使咱们讲加氢和加油相同方便，但在氢燃料电池车的相关报道和发布信息中，并没有人核算百公里氢耗费量，而是像电动车相同标续航路程。一方面由于很少有人了解氢的行情，另一方面也体现出，加氢不方便的问题让续航也成为查核氢燃料电池车的硬性规范。
加氢不方便是 Mirai 没有销量的一点原因，另一点则是价格。Mirai 在北美商场的价格是 5.85 万美金，这个价格彻底能够买到入门版的宝马 X5(参数|图片)。「五万八千五，丐配买叉儿五 」加上美国本乡车企在氢燃料电池车范畴没有量产产品，所以除了加州，氢燃料电池轿车没有大规模利好方针，这也是丰田为什么要自掏腰包的原因。
所以在这种情况下，丰田 Mirai 的换代速度事实骇人。
关于新 Mirai 的参数装备，续航方面丰田标明较老款添加 30%，也便是说到达了 400 英里。造型上选用更先进的空气动力学，装备 12.3 寸屏幕和 14 个扬声器的 JBL 音响。让人惊讶的是，前史上有许多许多为了本钱考虑将后驱车改为前驱的比如，现在丰田竟反其道而行，将原本前驱的 Mirai 改为了后驱，或选用最先进的 e-TNGA 架构打造。更有各种音讯标明，20 寸轮毂将会是标配。
加上新 Mirai 冷艳的外观，这辆概念车彻底推翻了初代 Mirai 留在人们印象中「技能怪胎」的形象。残暴的是，第二代 Mirai 的价格并不会发作太大改变，或许丰田期望将它塑形成愈加奢华前卫的形象，正所谓 「没有后驱，不算奢华」。
年产 30000 台关于 Mirai 来说无疑是巨大的应战，即使掏出小六万美金买下它，背面还有昂扬的用车本钱等着顾客们。曾有外媒测验标明，Mirai 的用车本钱是特斯拉 Model 3 的四倍！
尽管第二代 Mirai 现在仅仅概念车，可是类比初代 Mirai 的概念和量产版来看，丰田仍是会将概念中的点全力落地。
马斯克是个拿手描绘未来的人，也一度厌弃过氢燃料电池的不切实践。尽管咱们还不知道全新 Mirai 更深度的信息，但丰田的种种动作标明，它们有决心让马斯克看到未来。
王煊
极客考古专栏作者
