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丰田召回Mirai燃料电池车 背后发生什么?
2017-02-17 11:33:00
关键词:电池隐患丰田汽车召回

  据报道,丰田汽车公司表示,由于输出电压问题,将召回已售出的全部2840辆Mirai燃料电池汽车。由于在特别的驾驶条件下,例如车辆使用巡航控制爬长坡,加速踏板被踩到节气门全开位置时,Mirai燃料电池升压变频器产生的输出电压可能超过最大电压,存在安全隐患。

  此消息一出,不禁再次让人们对燃料电池车的安全性产生了忧虑,尽管丰田声称,此次召回通过升级电池系统的软件即可消除隐患,而且不需要消费者额外的费用。难道真如丰田说的只是靠修改系统中的几个代码这么简单么?

  燃料电池技术虽好,但普及仍是最大困难

  丰田于2014年12月推出燃料电池汽车Mirai,是全球首款量产的氢燃料电池车,搭载了日本巨头自主研发的高效燃料电池系统,能够将氢燃料转换为电能驱动车辆,续航里程高达483km,燃料补给速度3-5分钟,与普通燃油车无异,但却真正的0污染。Mirai登陆日本市场之后,随后面向美国、欧洲、阿联酋、加拿大发售。

  其实围绕纯电动汽车和燃料电池汽车的技术路线之争由来已久,但由于燃料电池成本高昂,充氢网络不完善以及技术难以实质突破等原因,使得大部分车企转向了纯电动汽车这一技术方向,而只有包括丰田、本田、通用等一小部分车企仍然押宝在燃料电池车,其较长的续航里程以及较快的充燃料时间都是相对吸引消费者的优势所在。

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  但也有人认为,燃料电池车更像是富豪的一款玩具车。普遍认为,成本高昂和配套设施建设跟不上,是阻挠氢燃料电池产业化的主因。

  在燃料电池概念刚刚萌芽之时马斯克就曾公开表示,“氢燃料电池结构十分复杂,而且氢是一种非常危险的气体。因此,氢气更适合用来做火箭燃料,而不是车用动力。”

  丰田召回Mirai原因何在?

  在种种技术障碍下,此次Mirai的召回又让人们对氢燃料电池的安全性以及技术前景产生了质疑。然而,要说清此次Mirai召回的原因,我们还要从丰田Mirai这套燃料电池技术的结构及其原理说起。

  作为一款量产的氢燃料电池车型,丰田Mirai与此前亮相的氢动力车型,诸如宝马代号E66的Hydrogen 7,还是有着本质的差别的。简单来说,氢燃料电池车并不是像宝马Hydrogen 7那样,在内燃机中燃烧氢燃料来驱动车辆,而是通过氢来产生电能来驱动车辆。

  丰田氢燃料电池技术,使用聚合物交换膜燃料电池(PEMFC),采用钴和铂的合金材料作为催化剂,将氢气分解为氢离子和电子。在这一过程中,还有两个关键技术:第一是氢气的反应接触面,第二是电池里收集电子的电极。若使氢气更多的接触到催化剂,就会更多的分解出电子,产生电能。因此对于丰田Mirai而言,它并没有传统的内燃机结构,取而代之的是一套燃料电池堆(用于发电),以及升压变频器、储能电池、高压储氢罐、电动机以及动力控制装置。

  同时由于Mirai的燃料电池堆、高压储氢罐以及升压变频器为全新开发,而驱动电机、储能电池以及PCU动力控制单元都是丰田油电混合动力系统中使用的,具备共通性,因此,要使这两部分实现匹配,就需要让燃料电池堆的输出电压达到650V。如此一来,丰田在新一代燃料电池堆外部,增加了一套升压变频器,使新一代燃料电池堆的输出电压提升到了650V。正因此,也有效降低了Mirai的成本,而通过升压技术,也减少了燃料电池的数量,减少了电池的体积。

  至此,由于燃料电池技术,没有了易燃气体爆炸燃烧的过程,燃料电池的安全性,就被转移到了气体储存以及在燃料电池内部发生反应的过程。从技术角度,丰田只需要解决好这两部分的安全性即可。

  而回到此次Mirai召回的问题上,据车云菌上述分析,不难发现此次召回的核心,并非是其燃料电池堆本身以及高压储氢罐存在安全隐患,而是出现于控制升压变频器的系统程序上。尽管从目前的信息,尚不知此控制系统是存在于升压变频器本身,还是在于PCU控制单元上,但从丰田官方回应上看,此次召回只要升级电池系统软件即可,换句话说,就是修改一下控制系统的程序代码,使升压变频器输出电压始终在最大限制值以内,而不涉及燃料电池堆内部的技术问题。

  燃料电池技术依旧会是未来汽车能源技术的发展方向

  尽管此次丰田Mirai的召回只能算是燃料电池技术的发展中遇到的一点坎坷,但是各大品牌以及汽车界人士都坚信氢能源是未来方向。毕竟资金技术并举的传统巨头像奔驰、丰田、本田、通用都入场了,他们可不会空手交出白卷。

  这不禁让车云菌联想到了前不久本田与通用成立的合资公司,他们将联合制造氢燃料电池系统,暗示了两家传统实体汽车企业真正的在可操作层面迈出了一步,并可能会带动更多的企业间合作,形成了良好的示范效应。

  比如本田的CLARITY氢燃料电池车,已经在日本和美国正式销售;通用作为美国的老牌车企,在资金、规模以及批量化生产上面,有着优势。两家企业的合作,无疑将把本田现有的技术优势极大的放大,并降低实用化成本。

  对了,在中国,丰田也计划于2017年内也将开始氢燃料电池车“MIRAI”的实证实验工作,恩,我们翘首静盼。


稿件来源: 车云网
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