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五年前,各大主要汽车展上都是电池电动车占主导地位.但是现在,电动汽车已经行驶在世界各地的公路上,并且销售速度相对稳定,似乎汽车展上的营销魔咒也发生了改变,变成了氢燃料电池.
氢燃料电池汽车和电池电动汽车（纯电动汽车,BEV）类似,因为它们也是使用高电压电动机推动车辆.然而,不同于电池电动汽车,燃料电池汽车配备了氢燃料罐（或燃料箱）和燃料电池系统,以产生电力来驱动电动机.因此,燃料电池汽车使用车载燃料罐中存储的氢气,加油（加注氢气）只需要几分钟；而电池汽车是依靠存储在高压电池中的电能供电.所以,燃料电池汽车能够提供电池电动汽车那样的环境效益,但它们行驶范围更长,而加油时间更短.
2014年11月的洛杉矶车展开幕之前,丰田公司在Newport海滩的新闻发布会上揭开了Mirai燃料电池轿车的神秘面纱,成为了当时最大的绿色汽车新闻.这款300英里里程范围的汽车将会于2015年秋季在美国的加利福尼亚州上市.丰田公司估计,到2015年底,美国公路上将有200名驾驶着Mirai的司机,而到2017年底,这一数字将累计达到3000.
本文将首先介绍燃料电池汽车的性能及优势,随后指出其发展所面临的挑战及和各国的一些推广支持政策,最后介绍最新的相关技术发展,以期让读者更好地了解燃料电池汽车,并为我国发展燃料电池汽车提供借鉴.
燃料电池汽车的主要性能
燃料电池汽车（fuel cell vehicle,FCV）或者燃料电池电动汽车（fuel cell electric vehicle,FCEV）是一种使用燃料电池为其车载电动机供电的汽车.燃料电池不需要充电,而是可以通过加注氢气实现再充满.使用氢的燃料电池汽车只排放水和热,没有尾气污染物,因此被认为是零排放车辆.但实际上,除非氢燃料电池中使用的氢是通过可再生能源生产的,否则生产氢气就一定会产生污染物.
同时,燃料电池汽车也相当注重安全性.通过满足由汽车工程师协会（Society of Automotive Engineers）和其他标准发展组织设定的标准,汽车制造商致力于让燃料电池电动汽车和传统汽车同样安全,甚至是更安全.燃料电池电动汽车有必要的安全系统,设计用于在意外发生时保护乘客和急救人员.最重要的是,燃料电池电动汽车和常规车辆一样,要达到国家公路交通安全管理局（National Highway Traffic and Safety Administration）设立的安全要求.
燃料电池汽车从外面看起来很像传统车辆,但里面却包含着在今天的车辆中无法找到的高科技组件.最明显的区别燃料电池组,它能将存储在车中的氢气和空气中的氧气转化为电能,驱动用来推动车辆的电动机.典型的燃料电池汽车的主要组件包括电动机（Electric Motor,能比内燃机更安静、平稳和高效地驱动车辆,而且需要较少的维护）、燃料电池组（Fuel Cell Stack,将氢气和氧气转换为电,为电动马达提供电力）、高输出电池（High-output Battery,存储由再生制动产生的能量,并为电动马达提供补充电力）、储氢罐（Hydrogen Storage Tank,储存在极高压力下压缩的氢气以增加行驶里程范围）和功率控制单元（Power Control Unit,控制电流）.氢燃料电池汽车的主要性能描述归纳总结如下表.
燃料电池汽车的优势
燃料电池汽车在两个关键领域领先创新：一是能源基础设施,可促进氢社会；二是可持续的移动性,可克服全球环境和能源问题.
为什么当今燃料经济非常重要呢?首先,它可以省钱,选择能够满足需求的最有效的车辆,每年可以最多节约1400美元的燃油费用；其次,它可以减少气候变化,因为燃烧汽油和柴油所产生的二氧化碳都会导致全球气候变化；再次,它可以降低石油依赖度成本,因为对石油的依赖会使经济容易受到石油市场操纵和价格冲击的影响；最后,它能够提高能源的可持续性.因为石油是一种不可再生资源,因此我们不可能无限期维持现有的利用率,现在明智地使用它能够让我们有时间找到更具持续性的替代技术和燃料.
正因为如此,燃料电池汽车具有内在的优势.
首先,使用燃料电池汽车可以减少温室气体排放量.以汽油和柴油为动力的车排放主要成分为二氧化碳的温室气体（GHGs）,导致全球气候变化.以纯氢为动力的燃料电池汽车不排放温室气体,排放的只有热和水.取决于不同的生产方法,生产燃料电池汽车所需的氢会产生温室气体,但是远少于传统的汽油和柴油车辆排放.即使燃料来自最肮脏的氢气来源——天然气,和汽油动力汽车相比,今天的早期燃料电池汽车也能减少超过30%的温室气体排放量.而未来的可再生燃料标准（例如现在加利福尼亚州的要求）将会让氢气更清洁.
其次,推广燃料电池汽车能够减少对石油的依赖.之所以如此,是因为氢可以产自国内资源,如天然气和煤炭,以及水、沼气和农业废弃物等可再生资源.这将减小本国经济对其他国家的依赖性,并且更不易受到日益动荡的石油市场中的油价冲击.
再次,使用燃料电池汽车会产生较少的空气污染物.在美国,空气中的烟雾和有害颗粒物等很大一部分是来自于公路车辆排放的污染物.而以纯氢为动力的燃料电池汽车不会排放有害污染物.如果氢气产生自化石燃料,会产生一些污染物,但远小于传统汽车尾气排放量.
氢燃料电池汽车具有双重优势,它既有传统汽车的行驶范围和加油过程,同时又有以电力为动力的驾驶的娱乐性和环境优势.因此,燃料电池汽车不仅仅是环保车,它也非常有驾驶乐趣,并能提供便利性和高性能.
除了私家车和公司用车,目前还有超过100辆燃料电池公共汽车部署在全世界,加拿大惠斯勒（Whistler）、美国旧金山、德国汉堡、中国上海、英国伦敦、巴西圣保罗以及其他一些城市都有.和柴油公共汽车和天然气公共汽车相比,燃料电池公共汽车的燃油经济性高出约30%～141%.
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