通用汽车氢燃料电池的历史在氢燃料电池技术方面，通用汽车经常被人忽略；但是，它们是最前沿的汽车制造商之一。他们是第一家制造氢燃料电池汽车（HFCV）的汽车制造商：Electricvan，制造于1966年。他们还至少从2000年开始就在道路车辆中测试现代氢燃料电池，并一直在开发用于工业和军事用途的氢燃料电池技术。迄今为止，通用汽车最引人注目的HFCV之一是Colorado ZH2，这是一款四轮驱动，越野能力的HFCV，他们已经在摩押的美国军方进行了测试。通用汽车还与本田汽车建立了合作关系，在密歇根州布朗斯敦建立了氢燃料电池制造厂。

氢是电动汽车界的两极分化话题HFCV往往是两极分化的话题，尤其是在电动汽车所有者和倡导者中。电池电动汽车（BEV）的纯粹主义者对HFCV提出了最严厉的要求，例如，特斯拉的埃隆·马斯克（Elon Musk）曾多次将HFCV称为愚蠢的想法。但是，从技术上讲，HFCV是电动的。HFCV并非使用诸如锂离子电池之类的电化学能量存储，而是使用氢来存储推动车辆所需的能量。迄今为止，HFCV的支持者将其称为“燃料电池电动汽车”（FCEV），以强调其动力总成的电气特性。

确实，氢在燃料电池中被“燃烧”（与氧气结合）以产生电能，但车辆唯一的尾气排放是水。同样，制氢效率低下，通常会导致温室气体的释放（通过蒸汽重整过程），但是也可以通过使用可再生能源提供动力的电解方法将水（H2O）“分解”来清洁地产生氢气。因此，氢氟碳化合物汽车-类似于电动汽车-至少具有100％清洁和可再生的潜力。

从电网和能量存储的角度来看，氢气的生产和存储本身可能具有很高的价值。尽管通过电解生产氢气效率不高，但我们经常发现可再生能源的生产在不需要电力时达到峰值。如果电力需求不够高，风力涡轮机可能会在大风天闲置，而像加利福尼亚这样的州现在正在解决由光伏太阳能发电量增加引起的电力生产与电力需求不平衡（称为“鸭曲线”）装置。对于所有多余的可再生能源来说，拥有像氢生产这样的能源出口很有意义。即使50％的转换效率很差，总比根本不产生可再生能源好（实际上是100％的损失）。

一些有效的批评现在，我不想简单地消除对HFCV的所有批评，因为其中有一些是有效的（当前HFCV和氢燃料基础设施的实施存在严重问题）。我确实同意，成本，尺寸和重量限制会阻止HFCV在轻型汽车领域与当前和即将推出的BEV有效竞争。快速比较当前的HFCV轿车（例如Toyota Mirai）和当前的BEV轿车（例如Tesla Model 3）表明，HFCV轿车在重要的关键指标（如货物和乘客容量，性能甚至范围）上严重不足。在长途旅行中，HFCV在加油时间方面略有优势，但这些旅行仅占普通人典型驾驶的一小部分。

更糟糕的是，某人可能在长途旅行中节省的那几分钟不会被定期去公共加氢站加氢站所抵消。到目前为止，本田，现代和丰田等汽车制造商都对满足于使其HFCV完全依赖于公共氢燃料基础设施感到满意。鉴于HFCV实际上是带有车载电池的电动汽车，这些汽车制造商（我认为）没有任何不提供插入式选件的借口。甚至是丰田Mirai的首席工程师田中佳一（Yoshikazu Tanaka）也承认，插入电池并为电池充电比使用氢驱动更好。

在这方面至少有一些希望，因为梅赛德斯将推出他们的GLC F-CELL，可以选择仅使用电池短距离行驶，车主可以插入电池并直接充电。我鼓励通用汽车（或任何汽车制造商为此，请确保在使用燃料电池堆之前，他们生产的任何HFCV都能插入并提供至少30至40英里的电池驱动。从本质上讲，这与通用汽车与雪佛兰沃尔特（Chevrolet Volt）所使用的概念相同，通用汽车被称为增程电动汽车（EREV）。这样做会使这些HFCV减少对氢燃料基础设施的依赖，并且拥有和运营成本更低。

卡车用氢燃料电池我不同于BEV纯粹主义者的地方是，我认识到氢燃料电池系统的性能，体积和重量限制与某些类型的车辆不如小型轻型车辆相关。 。特别是，氢燃料电池可能适用于用于重载和牵引的重型卡车。实际工作卡车的性能指标与小型轿车不同。与一般的轻型车辆相比，它们还倾向于具有更大的体积和更高的承载能力。考虑到氢燃料电池系统的限制对全尺寸卡车平台的影响极小，并且考虑到这些卡车能够长距离搬运和拖曳重物，因此氢燃料电池可能是实现电动化的首选方法重型卡车。

一些公司（例如Atlis）声称其BEV卡车的续航里程为400至500英里，能够拖曳30,000磅以上的货物。使用当前的电池技术，这些说法充其量是令人误解的，但它们成功地影响了人们现在对即将推出的BEV卡车的期望。实际上，这些说法甚至引起人们对Bollinger B1的高度批评，Bollinger Motors声称使用120 kWh电池可行驶200英里范围（效率约为1.7 mi / kWh或略低于600 Wh / mi ）。但是，在我看来，Bollinger可能是唯一对自己的主人在现实世界中可以期望的行驶范围诚实的BEV卡车制造商。在最近的视频中，快速车道（TFL）显示了当以高速公路速度牵引适度的拖车时，额定距离为325英里的特斯拉Model X如何难以在充电站之间行驶100英里。

氢可能成为通用汽车电动卡车的解决方案通用汽车总裁马克·鲁斯（Mark Reuss）最近在彭博电视台接受采访，采访了通用汽车在密歇根州弗林特市新建的重型卡车制造厂。采访最终涉及了电动卡车的主题。尽管罗伊斯坚持认为通用汽车可以制造电动卡车，但他概述了要克服的四个主要障碍，以使全电动重型卡车成为主流。使用Reuss采用BEV卡车的主要障碍作为框架，我们可以看到重型HFCV卡车克服（或不克服）它们的能力：

加油TimeReuss列举了试图快速给锂电池充电时发生的“镀层”问题，这是一个令人担忧的问题。像Atlis这样的公司声称，其续航里程为500英里的BEV卡车将能够在15分钟内充电。除非Atlis隐藏一些开创性的技术或在效率估算中大步向前，否则他们声称充电率将超过600 kW。这些正是Reuss所暗示的未经证实和不受支持的收费类型。另一方面，氢气可以实现更长的续航里程和更快的加油时间。

每千克氢气代表120到142 MJ（兆焦耳）之间的能量。为了论证，让我们假设平均为130 MJ / kg，这大约相当于36 kWh的能量。氢燃料电池在将氢转化为车辆可以使用的电能方面仅能达到50％的效率，因此，我们估算每公斤大约18 kWh的可用能量。丰田Mirai的氢气容量为5千克（根据我们的估计为90千瓦时的可用能量），EPA估计的续航里程为312英里。现代Nexo的氢气容量为6.3千克（113千瓦时的可用能量），EPA估计范围为380英里。

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用于远程运输的重型卡车将需要至少10千克（甚至可能多达20千克）的氢气容量来复制现代内燃机卡车的能力。这相当于180至360 kWh的可用能源，甚至在最具爆炸性的BEV卡车制造商中也闻所未闻。即使采用Bollinger更为实际的效率估算为1.7 mi / kWh，具有10至20 kg氢气容量的HFCV卡车每次加满油的范围也将在300至600英里之间。这些是当前内燃卡车车主可以涉及的范围，尤其是当加油时间为5至10分钟时。显然，拖曳拖车至少可以将这些数字减少一半，但这再次是当前卡车所有者已经习惯的事情。

现代Nexo和Toyota Mirai（分别为113 kWh和90 kWh等效能量）都声称加气时间约为5分钟。这相当于1到1.3兆瓦（兆瓦）之间的等效充电率，或者是Atlis惊人的600+ kW充电率的两倍。因此氢气肯定会解决Reuss对加油时间的担忧。

广泛的基础设施Reuss指出的另一个主要问题是基础设施，这是目前氢气短缺的地方。在美国，加氢站几乎完全位于加利福尼亚，即使到那时，它们也不能充分覆盖整个州。加利福尼亚州约有50个左右的加氢站中的大多数都聚集在大洛杉矶和旧金山市区附近，州际走廊沿线只有几个加氢站。而且，这些加油站不支持前往亚利桑那州，内华达州和俄勒冈州等附近州的普通运输。

因此，即使专门针对加利福尼亚州，那些加氢站的数量和分布也远远不能满足重型卡车的使用需求。同样，每个加氢站的成本估计接近200万美元，任何加氢基础设施的增长都可能非常缓慢。实际上，这确实使我们回到了谁来建立公共电动汽车充电的鸡蛋困境。除非车辆在道路上行驶，否则无法证明加油站的费用合理；但是，如果没有人觉得自己有足够的地方加油，谁也不会买车。

成本平价或LessReuss也给人的印象是，这些车辆的价格必须与内燃车辆的价格相同或更便宜。在这方面，我既同意也不同意罗伊斯。我了解到，当两种产品的成本相同时，比较熟悉的产品将胜出；但是，我认为比较被简化了。是的，前期成本是一项指标，但是总拥有成本是应考虑的因素，尤其是在将车辆用于工作时（Reuss的目标人群）。

现在，为HFCV卡车加油和维护的费用可能与内燃机卡车的费用相似，但这就是为什么包括选择在家里为60至80英里的纯电池续航里程充电的原因，所以关键。正如我们从雪佛兰Volt车主那里看到的那样，大部分行驶里程都由电池驱动。一辆HFCV卡车也没有什么不同，在长途旅行和家庭度假之外，拥有其中一辆HFCV卡车的成本只是每天驾驶的内燃机卡车的一小部分。

但是，电池的尺寸可能很难管理，因为这需要在成本，能量，功率和重量之间取得平衡。回到Bollinger的1.7英里/千瓦时的估计效率，能够支持60英里行驶的电池大约需要35千瓦。即使采用目前的锂电池价格和技术，该电池也至少会使成本增加3500美元，并使卡车的重量增加400至800磅。重量很可能接近800磅大关，因为为了使HFCV卡车仅靠电池驱动，电池将需要具有足够的功率密度。

实际上，即将用完的雪佛兰Volt电池是该用例的理想选择。它只有18.4 kWh，但更重要的是，在这种尺寸下，它的输出功率可以超过100 kW。如果通用汽车希望为插入式HFCV卡车提供快捷捷径，他们可以包装相当于两辆Chevy Volt电池组的电池，这将提供足够的能量和功率，仅用电池就可将重型卡车短距离行驶。

高价值Reuss提出的最后一点是，这些卡车将需要具有与目前内燃卡车类似的功能。这就是HFCV卡车发亮的地方。不仅在其BEV同行中，而且在与内燃机卡车相比时也可能如此。

罗伊斯特别强调了牵引能力。电动汽车有几个缺点，但牵引不是其中之一。通用汽车可能希望走与保时捷相似的路线（保时捷在即将推出的Taycan中使用了两速变速箱）。对于卡车而言，即使使用功率相对较低的电动机，减速比为15：1、20：1或什至25：1的齿轮也可以进行很重的牵引。同样，在牵引时，只要HFCV的电池有足够的容量，它（如BEV卡车）就可以使用再生制动来控制动量，从而防止摩擦制动和变速箱过度磨损。

同样，氢燃料电池堆也可以用作现场发电机，甚至用于生产水。必须拖拉一台气体发生器是很常见的，这可能已经成为过去。甚至在为远程工作场所供电时，带有内置逆变器的HFCV还可在电网中断时为家庭供电，或者在与家人露营时为RV或拖车供电。至于氢燃料堆栈的水排放，虽然不适合饮用，但仍可以用于多种用途。可以说，这些是内燃卡车根本无法复制的功能。

最后，氢氟碳化合物汽车在赢得先前的内燃机车主时具有的另一个优势是有机会清除废热。如前所述，氢燃料电池将氢转化为电能的效率仅为50％左右，而该势能的另外50％作为热量释放。这表示的废热少于内燃机通常产生的废热。但是，如果妥善管理，则可用于加热机舱。在BEV中，热量必须由电阻加热器产生，或者必须通过热泵传递至车厢，由于可用于驱动车辆的能量较少，因此导致射程减小。

下次在行驶100,000英里后，我解决了Chevy Bolt EV的电池退化问题时，见

关于AuthorEric Way在Torque News上致力于报道有关GM品牌电动车的专家意见。Eric还是一位教学设计师和技术作家，拥有超过15年的写作经验。他还主持了News Coulomb视频博客，该博客的重点是电动汽车，充电基础设施和可再生能源。埃里克（Eric）是文图拉县（Ventura County）的EV倡导者的积极成员，该组织致力于增加电动汽车的广泛采用。您可以在News Coulomb Youtube，Facebook上@NewsCoulomb以及Twitter上@ eway1978上关注Eric。